Оренбургский государственный университет

Разработка комплексной системы автоматизированного проектирования наукоемких изделий машиностроения на примере элементов магистральных самолетов

Проведено исследование нетрадиционных схем фюзеляжей магистральных воздушных судов, в котором рассмотрены достоинства и недостатки форм поперечного сечения фюзеляжа грузовых и пассажирских самолетов, особенности аэродинамики и конструктивно-силовой схемы самолетов, форма поперечного сечения фюзеляжа которых отличается от круглой, влияющие на его вместимость и габаритные размеры при стоянке на перроне или месте хранения. Согласно исследованию и статистическим данным, в ближайшие 20 лет пассажирские перевозки в России и СНГ будут расти с темпом 4,1 % в год.

Проблему увеличенного пассажиропотока возможно решить не только организационными методами, но и с помощью проектных, конструкторских решений. Например, используя нетрадиционные схемы фюзеляжа (двухпалубные, эллипсоиды, также схемы «летающее крыло»). Поэтому данная тема является перспективной и актуальной на сегодняшний день.

Исследованы проблемы и перспективы использования аддитивных технологий в производстве изделий авиационной и ракетно-космической техники. Выявлены следующие актуальные проблемы:

• получение качественных российских металлопорошковых композиций;
• отработка режимов их использования и окончательное уточнение их состава;
• сертификация процесса производства на основе аддитивных технологий;
• подготовка специалистов в области материалов, проектирования и технологии аддитивного производства.

Решение такого спектра проблем возможно только с помощью комплексных мер, касающихся развития поддержки инжиниринговых центров, подготовки и переподготовки кадров, разработки нормативной документации, регламентирующей требования к материалу, условиям производства, самим деталям и оборудованию. Возможностью вывода российской продукции, произведенной с помощью 3D-технологий, на международный рынок является сотрудничество с международными комитетами по аддитивным технологиям, например, с GARPA — Global Alliance of Rapid Prototyping Associations (в него входит 22 национальных альянса по всему миру), имеющим свои нормативные документы и совершающим обмен результатами исследований, 3D-моделями между альянсами в рамках сотрудничества.

На сегодняшний момент частично предусмотрено программой импортозамещение, например, компания UMATEX прошла в Объединенной авиастроительной корпорации тестирование своих композитных материалов для самолетов и рассчитывает в ближайшие годы пройти их квалификацию, чтобы начать промышленное импортозамещающее производство этих материалов.

Продолжается дальнейшая работа в области разработки методик проектирования изделий авиационной и ракетно-космической техники, в изготовлении которых планируется применение аддитивных технологий. В частности, была пройдена стажировка на АО «ПО „Стрела”» по программе «Технологии и оборудование обеспечения высокотехнологичного производства на АО „ПО „Стрела”», где были изучены методы исследования в экспериментальной аэродинамике на предприятии ОПК, особенности производственных технологий сборки и монтажа ЛА, методы автоматического контроля геометрии ЛА, методы автоматизированного проектирования динамически нагруженных конструкций, методы исследования траектории движения, устойчивости и управляемости ЛА. В процессе прохождения стажировки был перенят опыт коллег, планируется включение результатов в изучаемые темы учебных дисциплин направлений подготовки бакалавриата и магистратуры «Авиастроение» и «Ракетные комплексы и космонавтика», а также дальнейшие научные исследования с опорой на полученный опыт стажировки.