К созданию цифровой технологии управления жизненным циклом газотурбинного двигателя нового поколения морского исполнения приступило ПАО «ОДК-Сатурн» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации «Ростех»). Трехлетняя научно-исследовательская работа «Разработка цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата» стартовала в январе 2021 года в сотрудничестве рыбинского предприятия ОДК с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого, Сколковским институтом науки и технологии и Центральным институтом авиационного моторостроения им. П. И. Баранова.
Благодарим пресс-службу ПАО «ОДК–Сатурн» за предоставление данного материала.
Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством». 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
«Сегодня принятие конструкторских и технологических решений происходит на основе результатов моделирования, подтверждающих работоспособность отдельных деталей и узлов газотурбинного двигателя и редуктора. Такие процессы, как аэродинамика, тепломассообмен, напряженно-деформированное состояние конструкции, поддаются моделированию с определенной степенью точности, поэтому вся разработка изделий еще до этапа выпуска конструкторской документации, изготовления и постановки на испытания выполняется в цифровой среде. Современный уровень математического моделирования дает возможность перейти от создания цифровых «копий» отдельных деталей и узлов на этапе проектирования к оцифровке полного перечня деталей, узлов и систем ГТД, а также двигателя в целом и использовать данные цифровые «копии» на всех этапах жизненного цикла», - отметил генеральный конструктор ПАО «ОДК-Сатурн» Роман Храмин.
Цифровой двойник содержит полный объем взаимосвязанных данных об изделии. Данная технология является сквозной, она охватывает все стадии проекта от первых компоновок двигателя до его эксплуатации и технического обслуживания в составе объекта применения. На этапе опытно-конструкторских работ по созданию изделия цифровой двойник представляет совокупность высокоадекватных математических моделей (геометрических, газодинамических, тепловых, прочностных и др.), подтверждающих технические характеристики изделия в соответствии с техническим заданием. На этапе изготовления изделия цифровой двойник уточняется на основании оцифрованных данных производства - реальной геометрии деталей и сборочных единиц и узлов, особенностей сборки. На этапе эксплуатации двигателей цифровой двойник на основе диагностических данных позволяет прогнозировать поведение изделия при различных сценариях его применения.
Итогом научно-исследовательской работы станет новая методология сопровождения жизненного цикла, интегрирующая все достижения цифровых технологий. В частности, речь идет о разработке полного перечня высокоадекватных математических моделей узлов, систем ГТД и редуктора для базового морского двигателя мощностью 20,2 МВт, перспективного морского двигателя мощностью 25 МВт и редуктора РО55, которые предназначены для использования в составе главных энергетических установок серийных и перспективных надводных кораблей и судов водоизмещением до 12 тыс. тонн. Альтернативным применением являются береговые объекты (турбогенераторы), турбогенераторы для морских буровых платформ и газоперекачивающие установки для транспортировки природного газа. Для решения стоящих задач необходимо использование специализированной ИТ-инфраструктуры на базе системы высокопроизводительных вычислений для обработки и хранения данных. Также будут созданы система управления техническими требованиями, система управления конфигурацией изделия перспективного двигателя на основе производственных данных, а также технология прогнозирования поведения изделия - перспективного двигателя и редуктора - при различных условиях эксплуатации. На основе этой методологии и задействованной вычислительной инфраструктуры будут разработаны цифровые двойники базового морского двигателя мощностью 20,2 МВт, перспективного морского двигателя мощностью 25 МВт и редуктора РО55.
Применение цифрового двойника позволит сократить сроки и стоимость проектирования морских газотурбинных двигателей и агрегатов на их основе, а также обеспечить заданный уровень тактико-технических характеристик ГТД и редукторов морского исполнения с минимизацией затрат на изготовление опытных образцов, испытания и доводку двигателей. Полная оцифровка жизненного цикла дает возможность перейти к бизнес-модели, в рамках которой заказчику поставляется не только двигатель, но и сервис по его использованию - контракт жизненного цикла.
ПАО «ОДК-Сатурн» также реализует концепцию цифровых двойников при разработке перспективного гражданского авиационного двигателя. В российском авиационном двигателестроении одними из первых были выполнены проекты по созданию цифровых двойников в ПАО «ОДК-Климов» и ПК «Салют» АО «ОДК».
