Иллюстрация сгенерирована Midjourney
Студенты Московского авиационного института разработали программу автоматического расчета и построения формы лопаток газовых турбин. По словам молодых ученых, их новинка ускорит изготовление и снизит стоимость одной из самых сложных деталей газотурбинных двигателей, применяемых в авиации, ракетостроении и энергетике.
Лопатки газотурбинных двигателей — одна из основных и самых сложных в изготовлении и проектировании деталей в конструкции газотурбинных двигателей. От них зависят ресурс и надежность работы двигателя. Для создания лопатки одного типа традиционным методом нужно изготовить 10–12 опытных образцов и провести натурные испытания.
Студенты разработали программу на основе математической модели профессора Юрия Ржавина. Она позволяет рассчитывать 100 сечений лопатки и фактически помогает конструктору получить цифровой двойник изделия. На его основе можно сделать реальный образец для эксперимента. Исследователи говорят, что их способ сократит процесс расчетов и конструирования в 6–8 раз и снизит трудозатраты на этапе проектирования на 30%. Уменьшится и срок самого проектирования — с 5 до 3,5–4 месяцев.
Созданное программное обеспечение — клиент-серверное приложение. Конструкторы двигателей смогут пользоваться им удаленно, со своего рабочего места. По замыслу, достаточно будет зайти на специальный сайт и занести в форму параметры. Расчеты, по словам разработчиков, будут происходить быстро, ведь одновременно нужно рассчитать 100–200 сечений лопатки. Вручную расчет даже пяти сечений занял бы до 100 часов — программа проводит их по 99 сечениям за 0,3 секунды.
Исследователи завершили систему расчетов для лопаток компрессоров, применяемых в воздушно-реактивных и газотурбинных двигателях, и вскоре планируют обучить программу рассчитывать параметры более сложной в проектировании турбинной лопатки — детали такого типа расположены в горячей части двигателя, поэтому при их изготовлении нужно учитывать охлаждение, что усложняет алгоритм.
Разработка не имеет аналогов в России и за рубежом.