Технологии будущего в ЦИАМ: специалисты Института проанализировали зарубежные разработки

Аэротакси с электрической или гибридной силовой установкой, беспилотник, который можно создать за 48 часов, а также другие невероятные технологические и производственные решения из мира хайтек стали предметом рассмотрения специалистами Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковоского») на традиционном научно-техническом семинаре. В коротких, но очень подробных докладах, представители ЦИАМ сделали обзор самых перспективных разработок зарубежных коллег.

Начальник отдела «Электрические силовые установки, системы и летательные аппараты» ЦИАМ Антон Варюхин, побывавший на конференции по электрическим и гибридным авиационным двигателям в немецком Кельне, рассказал о новой технологический нише, которую пытаются своими технологическими решениями занять компании Airbus, Boeing, Embraer и др. Речь идет о сервисе аэротакси, который может решить проблему авиационных перевозок внутри города и даже целой конгломерации.

— Это одна из тех рыночных ниш, которая по финансам будет сопоставима с выручкой от производства магистральных самолетов, — подчеркнул специалист ЦИАМ. — В этом мнении сошлось абсолютное большинство экспертов.

По его словам, в настоящее время разрабатывается большое количество прототипов аэротакси будущего. Освоение перспективных технологий открывает огромные возможности: взлетать и садиться такой аппарат может в ограниченном пространстве, а пилот ему вовсе не нужен — благодаря развитию вычислительной техники и алгоритмов летательный аппарат может стать полностью автономным.

Также Антон Варюхин рассказал об исследованиях немецких коллег из института интегральных схем общества Фраунгофера по теме создания перспективных источников энергии для летательных аппаратов. Перед научными сотрудниками института стоит задача увеличить емкость и срок службы литиевых аккумуляторов. Кроме того, по словам специалиста ЦИАМ, интересное технологическое решение для аккумуляторов предложила компания Mitsubishi. Она создает и серийно выпускает материал с изменяемыми свойствами — например, теплопроводностью, которая позволяет не перегревать всю систему.

В докладе Антона Варюхина также были рассмотрены две работы DLR по водороду. Первая посвящена способам хранения такого топлива при высоком давлении и температурах в специальных сосудах. Вторая затрагивает разработку двухфюзеляжного четырехместного самолета с гибридной силовой установкой на основе водородных топливных элементов.

— Этот самолет уже совершил множество полетов, — подчеркнул специалист ЦИАМ. — Теперь наши коллеги из DLR разрабатывают шестиместный летательный аппарат на топливных элементах. В ближайшее время появится полноценный прототип. Кроме того, DLR изучает возможность использования топливных элементов в основе силовой установки на аэротакси.

Второй доклад на научно-техническом семинаре представил начальник отдела «Оценка эффективности применения силовых установок на ЛА различного назначения» ЦИАМ Алик Исянов. Он проанализировал статью коллектива ученых из института Джорджии (США) и лаборатории ВВС (США), которые разработали и применили новый подход к проектированию сложных технических систем в максимально сжатые сроки. В частности, в фокусе их внимания оказалась задача по созданию за 48 часов легкого беспилотника весом до 5 кг и способностью переносить полезную нагрузку массой не менее 150 гр для нужд американских ведомств. Время отводится на весь производственный цикл: от концептуального проектирования до ввода в эксплуатацию.

Решить эту задачу, по версии разработчиков, можно при помощи концепции системного проектирования (Model-based systems engineering), когда поэтапно создается операционная модель, модель системы и модель компонентов. Далее в процессе интеграции подсистем в летательный аппарат и его испытаний проверяется насколько окончательный проект отвечает поставленным требованиям.

— То есть это формализация процесса проектирования, — отметил в своем выступлении Алик Исянов. — Для реализации такого подхода используется специальный язык, вернее, целая среда, в которой можно все моделировать — System Modelling Language (SysML). В ней моделируются как сами требования, так и возможные варианты при создании беспилотника, включая связи между его подсистемами.

Все требования объединены в конкретные модели, выбрать можно и саму архитектуру летательного аппарата — квадрокоптер, октокоптер и т.д. Получается, что, выбирая тот или иной путь, разработчик беспилотника может получить тот или иной облик своего аппарата под задачу в режиме реального времени.

Завершилось мероприятие краткими отраслевыми новостями. В частности, была рассмотрена научно-исследовательская работа по созданию истребителя шестого поколения компаниями Dassault Aviation и Airbus, а также беспилотник от компании Aurora с большим размахом крыльев, способный 3 месяца провести в воздухе.