Одной из самых трудоемких составляющих процесса проектирования газотурбинных двигателей (ГТД), несмотря на высокую производительность современных компьютеров, до сих пор остаются расчеты нестационарного теплового состояния основных деталей и узлов. Облегчить труд конструкторов помогают программы сопряженного расчета воздушной системы и теплового состояния ГТД, созданные в Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). «Их разработка началась еще 40 лет назад, когда я только пришел в ЦИАМ, – говорит автор программного продукта, главный научный сотрудник отделения «Авиационные двигатели». – Не хватало простого и надежного в использовании инженерного инструмента для расчета вторичной воздушной системы и теплового состояния конструкции ГТД, особенно в условиях изменяющейся проектируемой «геометрии». Сложность была в том, что эти расчеты очень комплексные, ресурсоемкие – требуется смоделировать большой набор режимов, пока не найдется оптимальное решение». В конце 1990-х годов в отечественной промышленности получил распространение метод А.Ф. Слитенко, основанный на математическом моделировании воздушной системы как набора элементарных гидравлических сопротивлений, где для каждого сопротивления решается одномерная задача газодинамики. Но такой метод может привести к ошибкам в расчете течений закрученного потока вдоль диска ротора ГТД при отличии окружных скоростей потока и диска. На практике это вынуждало ОКБ дополнять процесс проектирования 3D-расчетами посредством коммерческих кодов. Предложенное решение базируется на разработанном специалистом ЦИАМ методе моделирования теплового состояния охлаждаемых турбин. Созданный на его основе программный продукт, состоящий из модулей расчета воздушной системы ГТД (HYDSAS) и сопряженного теплового состояния деталей ГТД (TEPDISK), предусматривает решение задачи течения закрученного потока в околодисковых полостях. Предлагая комплексное решение, новый инструмент существенно ускоряет процесс: если расчет воздушной системы в трехмерной постановке коммерческими кодами занимает 2 месяца (подготовка модели, проведение расчетов, анализ результатов), то программа делает его в режиме реального времени. Проект стал одним из победителей конкурса на создание результатов интеллектуальной деятельности (РИД), проведенного ЦИАМ впервые в истории института в 2022 году. Цель конкурса – мотивировать сотрудников на создание перспективных разработок, востребованных не только ЦИАМ, но и ОКБ, предприятиями авиа- и газотурбостроения, аэрокосмической и атомной отраслей. Еще одна цель – это импортозамещение иностранных программ. В рамках конкурса РИД 2022 года 13 проектов-победителей, разработанных сотрудниками ЦИАМ в инициативном порядке, получили финансирование из бюджета инвестиций института. За прошедший год программный продукт прошел тестовые испытания и успешно зарекомендовал себя в сравнении с методами трехмерного моделирования, применяемыми в промышленности. Он уже используется в российских авиастроительных ОКБ, позволяя с высокой производительностью и точностью рассчитывать вторичную воздушную систему и нестационарное тепловое состояние конструкции на стадии проектирования и доводки. В планах ЦИАМ – разработать учебный вариант ПО для вузов.

Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») приняли участие в работе круглого стола «Самолеты первоначального обучения», где рассказали о ходе работ по созданию и испытаниям перспективного поршневого авиационного двигателя-демонстратора АПД-А.
Мероприятие было организовано Управлением летной эксплуатации Федерального агентства воздушного транспорта и ФГУП ГосНИИ ГА. В качестве докладчиков и слушателей выступили представители целого ряда отраслевых организаций и предприятий, в том числе Минтранса России, Авиационного комплекса им. С.В. Ильюшина, ОКБ им. А.С. Яковлева, авиационных училищ и др.
Участники обсудили актуальные вопросы разработки и эксплуатации авиационной техники, предназначенной для первоначальной летной подготовки.
Начальник сектора ЦИАМ рассказал о ходе выполнения пилотной научно-исследовательской работы (НИР), в рамках которой коллективом института ведутся исследования по созданию перспективного двигателя АПД-А для пилотажных самолетов акробатической категории. Как руководитель проекта, он отметил, что эта работа стала развитием исследований ЦИАМ по созданию поршневого авиамотора мощностью 500 л.с. АПД-500, цель которых – формирование и экспериментальная отработка систем и технологий в рамках создания авиационного поршневого двигателя на базе серийного автомобильного. Экспериментально подтвержденные результаты НИР лягут в основу будущих разработок целой линейки двигателей для многоцелевых легких летательных аппаратов.
– В рамках НИР по АПД-500 мы смогли подтвердить возможность создания авиационного поршневого двигателя на базе серийного автомотора. АПД-А – логичное продолжение работ, направленных на возрождение парка учебно-тренировочной авиации первоначального обучения в России, – говорит начальник сектора ЦИАМ. – Широкий спектр возможностей в маневрировании летательного аппарата, безопасность полетов, но при этом простота в эксплуатации и обслуживании двигателя – одни из основных акцентов в реализации этого проекта. И, конечно, главное, то, что двигатель АПД-А, как и АПД-500, полностью отечественный. Такой, какой нужен нашей легкомоторной авиации для первоначального обучения пилотов аэробатике.
Для достижения заявленных характеристик специалисты ЦИАМ провели целый комплекс исследований и испытаний разрабатываемого двигателя. Помимо стандартных стендовых тестов, мотор-«акробат» испытывался и в перевернутом положении, а также (в конце 2022 года) пробежками и подлетами в составе летающей лаборатории на базе самолета Як-52. По результатам испытаний и выданных замечаний конструкция двигателя была доработана. В начале этого года на территории испытательного комплекса ЦИАМ в Тураево введен в эксплуатацию новый винтомоторный стенд, предназначенный для испытаний будущей линейки поршневых двигателей. Первым на нем прошел испытания авиамотор АПД-А и показал высокий уровень соответствия всем необходимым характеристикам.
– В отрасли ждут наш, российский двигатель, это очень ценная обратная связь. Сегодня многие сегменты промышленности начинают работать и жить по новым правилам. В меняющихся условиях для представителей отрасли крайне важно быть в одной «обойме», тесно взаимодействовать на всех уровнях, оперативно отвечать на запросы коллег-заказчиков и поставщиков компонентов, развиваться в едином направлении и всячески способствовать прогрессу и развитию, особенно в части увеличения научного потенциала и технологического развития. Такие встречи крайне важны. Они позволяют «сверить часы», пообщаться в кругу коллег, понять, куда оптимальнее двигаться дальше, – говорит руководитель проекта, подводя итог участия в работе круглого стола.

Транспортная мобильность в России – ключевое направление стратегического развития страны. Основные положения, касающиеся улучшения жизни граждан в части транспортных перевозок, отражены в Транспортной стратегии, реализация которой рассчитана до 2030 года. Особая роль в документе отведена беспилотной авиации как одной из приоритетных в развитии региональных и местных воздушных перевозок. В этой связи важным событием не только для отрасли, но и для общественности стало появление беспилотной транспортной системы внеаэродромного базирования с вертикальным взлетом и посадкой С-76, которая впервые была представлена на Международном форуме «Армия-2024».
БАС С-76 – новинка разработки ОКБ «Сухого» (входит в Объединенную авиастроительную корпорацию Ростеха) – сможет закрыть острую потребность, связанную с доставкой грузов в труднодоступные регионы страны: для взлета и посадки беспилотника не нужно создавать аэродромную инфраструктуру. Во многом это достигается за счет использования в конструкции электродвигателей, разработкой и испытанием которых занимался Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). В данный момент для С-76 поставлено уже 10 моторов.
По своей конструкции электродвигатель – это синхронная электрическая машина мощностью 100 кВт с постоянными магнитами во внешнем роторе. Электромотор предназначен для прямого (без редуктора) привода воздушного винта. На борту беспилотника С-76 установлено 8 «подъемных» электродвигателей: они обеспечивают аппарату вертикальный взлет и посадку. Как только БПЛА достигает нужной высоты с помощью толкающего воздушного винта, приводимого во вращение поршневым двигателем, аппарат переходит в горизонтальный полет и электродвигатели отключаются.
Электродвигатели оснащены точным абсолютным датчиком положения, который позволяет точно позиционировать воздушный винт вдоль балки в крейсерском полете для снижения сопротивления. В конструкции предусмотрены датчики температуры в обмотках и подшипниковых узлах.
– ЦИАМ провел полный комплекс расчетных исследований – электромагнитных, тепловых, прочностных, разработал конструкторскую документацию и изготовил пилотный экземпляр электродвигателя-демонстратора ЭД-76, – отмечает генеральный директор ЦИАМ Андрей Козлов. – Специалистами Института был проведен цикл испытаний комплекта электродвигателей на винтовом стенде с подтверждением работоспособности двигателей под заданной нагрузкой на всех рабочих режимах.
Андрей Козлов подчеркнул, что использование подобных двигателей возможно в любых летательных аппаратах подобного типа и аналогичных габаритно-массовых характеристик.
– Компетенции специалистов ЦИАМ позволяют не только участвовать в разработке конструкций и критических технологий для создания подобных двигателей, а также в их испытаниях, но и совместно с соисполнителями их изготавливать, – отметил он.
Напомним, что ЦИАМ в качестве головной научной организации в области двигателестроения занимается разработкой линейки демонстраторов электродвигателей разных типов. Помимо электродвигателя ЭД-76, который ЦИАМ разработал совместно с коллективом передовой инженерной школы «Моторы будущего» Уфимского университета науки и технологий, специалисты Института создали, изготовили и испытали ряд гибридных и электрических силовых установок, провели их испытания, в том числе в составе летающей лаборатории. ЦИАМ является ключевым участником большого комплексного научно-технического проекта «Электрический летательный аппарат», ведущая и координирующая роль в котором принадлежит НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», объединяющему основные научно-исследовательские центры авиационной промышленности.

Плазменные и ионные двигатели, разработанные в Государственном научном центре РФ "Исследовательский центр имени М.В. Келдыша", могут использоваться для межорбитальной космической группировки. Об этом рассказал в интервью телеканалу "Россия 24" генеральный директор ГНЦ "Центр Келдыша" Владимир Кошлаков.
Электрические ракетные двигатели имеют явные преимущества перед классическими жидкостными. Россия в разработке электроракетных двигателей остается лидером. В мире пока нет таких двигателей – особенно ионного типа, говорит глава ГНЦ "Центр Келдыша".
"Эти двигатели могут использоваться для межорбитальной транспортировки. Это крупные космические корабли, которые могут транспортировать грузы на орбиту Луны, например, для создания каких-то станций. На орбиту Марса, – сообщил Кошлаков. – С классическими жидкостными ракетными двигателями это будет очень дорого и очень долго".
Электроракетные двигатели могут быть даже основными на космическом корабле, если поставить их сразу десяток. Центр Келдыша уже успешно испытал два двигателя: КМ50М мощностью около 50 киловатт, использующий эффект Холла, и ионный двигатель ИД-750 мощностью до 100 киловатт. Двигатели центра работают на тяжелых инертных газах – криптоне и ксеноне, уточняет он.
"Это двигатели для применения на ядерных буксирах – транспортировка грузов или людей в дальний космос, на Марс, к лунам Юпитера и так далее. Это экспериментальные образцы, которые в этом году прошли огневые испытания, подтвердили все свои характеристики", – рассказал в интервью телеканалу "Россия 24" начальник отдела электрофизики ГНЦ "Центр Келдыша" Михаил Селиванов.
Занимается разработкой своего плазменного двигателя и Курчатовский институт. У России есть серьезные шансы первой в мире запустить межпланетные рейсы на плазменной тяге.
СМОТРЕТЬ
Источник: smotrim.ru

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») обсудил с коллегами из авиационных промышленных предприятий, научных центров, институтов РАН, высших учебных заведений сценарии технологического развития будущего авиадвигателестроительной отрасли в рамках прошедшей в Самаре Международной научно-технической конференции имени Н.Д. Кузнецова «Перспективы развития двигателестроения». Мероприятие прошло в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королёва, на нем с докладами выступили специалисты Института.
На пленарном заседании основной вектор тематике всего события своим обзорно-аналитическим докладом обозначил заместитель генерального директора ЦИАМ по науке. Он отметил главную проблематику, которая стоит перед наукой и отраслью. Прежде всего, это улучшение характеристик двигателей, пересмотр существующих схем, которые позволят решить не только экономические, но и экологические вопросы. Например, снизить уровень шума от силовой установки и сократить выбросы CO2 в атмосферу. 
– Благодаря применению новых технологий и технических решений по самолету и двигателю удалось улучшить топливную экономичность более, чем на 60% за последние 30 лет эксплуатации пассажирских самолетов с газотурбинными двигателями, – отметил докладчик. – Однако технологический уклад не стоит на месте: в будущем требования к выпускаемой технике будут только повышаться, что повлечет за собой не только пересмотр существующих конструктивных схем и переход на двигатели с более совершенными параметрами рабочего процесса, но также создание целого ряда новых технологий.
В подтверждении своего тезиса заместитель генерального директора ЦИАМ по науке остановился на целевых индикаторах развития двигателей и силовых установок, в частности, для магистральных самолетов. Согласно прогнозу, заложенному в госпрограмму до 2030 года, планируется на несколько процентов снизить удельный расход топлива, шум и выбросы вредных веществ. В обеспечение достижения одного из целевых показателей – по экологии – отечественные специалисты ведут исследования и занимаются созданием альтернативных видов топлива типа SAF с низким углеродным следом. Этими работами занимаются в том числе в ЦИАМ.
Тем не менее наука, которая всегда должна работать на опережение, ставит перед собой и более широкомасштабную цель и своими исследованиями ее активно достигает. Институт, на работах которого подробно остановился в своем докладе Александр Валерьевич, разрабатывает компоновки и критические технологии для новых видов и типов двигателей и силовых установок. Широким фронтом развернуты работы, нацеленные на создание научно-технического задела для авиадвигателей шестого поколения.
– ЦИАМ выполняет исследования в обеспечение создания научно-технического задела практически по всем схемам и типам двигателей и силовых установок летательных аппаратов различного назначения, – отметил он. – Это как традиционные двигатели для магистральных самолетов и вертолетной техники, но с улучшенными параметрами, так и новые схемы – гибридные и электрические силовые установки, двигатели для сверхзвуковых гражданских самолетов и др. Ряд работ, направленных на появление качественно новых технологических изделий-демонстраторов, реализуются ЦИАМ в рамках комплексных научно-технологических проектов под руководством НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».
Далее несколько слов было сказано о том, какие методики используются для выполнения поставленных задач, а также каких результатов удалось достичь.
– Специалистами института проектируются, изготавливаются и испытываются на уникальных экспериментальных установках демонстраторы отдельных узлов и систем авиационных двигателей и силовых установок для отработки соответствующих критических технологий. Финальным этапом является изготовление и испытания экспериментального газогенератора и двигателя-демонстратора технологий в целом, – отметил докладчик.
В рамках секций конференции в Самаре ЦИАМ представил еще 13 своих докладов. Кроме того, в рамках деловой программы представители Института и Самарского университета обсудили предварительные договоренности, предполагающие актуализацию учебных пособий для студентов, а также планы по работе диссертационных советов, в которых ЦИАМ активно участвует.
Помимо научно-практической части мероприятия для участников были предусмотрены экскурсии в Центр истории авиационных двигателей университета и на производственную площадку «ОДК-Кузнецов». Гости ознакомились с историческими аспектами развития двигателестроения и современными достижениями в этой области. Отдельная подробная экскурсия по учебной, производственной и испытательной базе была проведена руководством и коллегами Института двигателей и энергетических установок Самарского университета для специалистов ЦИАМ.
Международная научно-техническая конференция «Перспективы развития двигателестроения», крупнейшее отраслевое событие в научной и инженерной среде, была посвящена легендарному конструктору Николаю Дмитриевичу Кузнецову.
 
 
 
 
 
 
 
На мероприятии представили около 400 научных докладов, охватывающих актуальные направления современного авиационного и ракетно-космического двигателестроения, включая новейшие технологии проектирования, материаловедения, газодинамики и управления двигательными установками. Участники конференции познакомились с последними тенденциями и инновационными решениями, а также смогли наладить профессиональные контакты с коллегами из различных регионов и стран.

Устройство активной безопасности для автомобилей УАЗ разработано ООО «НАМИ Инновационные компоненты», которое является дочерним предприятием Государственного научного центра Российской Федерации ФГУП «НАМИ» и устанавливается на модели УАЗ Патриот, УАЗ Пикап и УАЗ Профи.
Антиблокировочная тормозная система NAMI-ABS-450 разработана для внедорожников и легкого коммерческого транспорта массой не более 4,5 т. Она повышает безопасность вождения за счет предотвращения блокировки колес при резком торможении, а также исключает риск разворота автомобиля при торможении на дорогах с неоднородным покрытием. Система в реальном времени анализирует данные с датчиков скорости вращения колес и, используя передовые алгоритмы, регулирует давление в каждом контуре тормозной системы таким образом, чтобы не блокировались колеса и сохранялась управляемость автомобиля.
Для внедрения в производство специалисты ФГУП «НАМИ» и Ульяновского автомобильного завода провели совместную работу по калибровке агрегата, адаптации прошивки и испытаниям. В течение года тестирование велось в условиях дорожных покрытий с различными коэффициентами сцепления (асфальт, мокрый асфальт, мокрый базальт, лед, снег), а также при возникновении раздельного трения, когда коэффициенты сцепления правых и левых колес различаются (асфальт/лед, мокрый асфальт/мокрый базальт).
«Система АБС, разработанная специалистами ФГУП «НАМИ», является одним из высокотехнологичных серийных продуктов компании «НАМИ Инновационные компоненты» и была создана при поддержке Фонда развития промышленности и Минпромторга России. Инжиниринг и производство данных агрегатов локализованы в России, а программное обеспечение является ноу-хау ФГУП «НАМИ» и было разработано и адаптировано под требования автопроизводителя», – отметил исполнительный директор по информационным и интеллектуальным системам ФГУП «НАМИ» Денис Ендачев.
«В настоящее время новая антиблокировочная система внедрена в серийное производство на Ульяновском автомобильном заводе. Это стало возможным в результате конструктивной совместной работы специалистов НАМИ и УАЗ, быстрой обратной связи и внедрению предложений по улучшению работы АБС. Все это позволило сертифицировать автомобили, оснащенные новой системой, на соответствие как российским, так и международным требованиям. Мы продолжаем совместные работы с НАМИ-ИК по расширению функционала активной системы безопасности и внедрению в будущем противобуксовочной функции и курсовой устойчивости автомобиля», – отметил технический директор ООО «УАЗ» Михаил Гурьянов.