Применение технологии цифровых двойников для решения задач модернизации перспективных летательных аппаратов
Опубликовано: 20.10.2025
Авторы: Самсонов К.С., Блинов П.А., Несмелова А.С.
Опубликовано в выпуске: #11(167)/2025
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
Приведены результаты расчетных и экспериментальных исследований по оценке возможности применения технологии цифровых двойников для решения задач модернизации конструкций перспективных летательных аппаратов. Расчеты на прочность конструкции цельнокомпозитной консоли крыла перспективного летательного аппарата выполнялись методом конечных элементов в специализированном программном комплексе ANSYS. Проведена валидация расчетов с использованием цифрового двойника и результатов лабораторных испытаний полноразмерной конструкции цельнокомпозитной консоли крыла. Результаты расчетов, выполненных в среде ANSYS, показали высокую сходимость с данными лабораторных испытаний, относительная погрешность составила 3 %. Показана эффективность применения технологии цифровых двойников для решения задач модернизации перспективных летательных аппаратов, а также высокая достоверность результатов.
EDN IRUNCZ
Литература
[1] Обносов Б.В. Стратегия развития информационных технологий ОАО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение». Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2007, № 7, с. 24–27.
[2] Самсонов К.С., Севрюкова А.В., Кузнецова Т.И. Повышение эффективности системы контроля над созданием инновационных материалов. Гуманитарный вестник, 2016, № 10 (48). URL: http://hmbul.ru/issues/48.html (дата обращения: 15.06.2024).
[3] Севрюкова А.В., Самсонов К.С., Богомолов К.О., Папшева Е.О. Анализ возможности расширения областей применения композиционных материалов в ракетно-космической технике. Материалы XII Междунар. конф. по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (NPNJ’2018), Алушта, 24–31 мая 2018 г. Москва, Изд-во МАИ, 2018, с. 708–709.
[4] Курганова Н.В., Филин М.А., Черняев Д.С., Шаклеин А.Г., Намиот Д.Е. Внедрение цифровых двойников как одно из ключевых направлений цифровизации производства. International Journal of Open Information Technologies, 2019, vol. 7, no. 5, pp. 105–115.
[5] Смоленцев Н.А., Самсонов К.С., Блинов П.А., Медведь В.С. Разработка методики проведения цифровых прочностных испытаний конструкции летательного аппарата при многофакторном нагружении. Тепловые процессы в технике, 2023, т. 15, № 1, с. 31–38.
[6] Мужичек С.М., Корзун М.А., Скрынников А.А., Савенко А.К. О специализированных цифровых двойниках типовых объектов воздействия. Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, 2024, № 4, с. 45–50.
[7] Межин В.С., Обухов В.В. Сравнительный анализ методов экспериментального подтверждения конечно-элементных динамических моделей конструкции космических аппаратов. Космическая техника и технологии, 2016, № 4 (15), с. 14–23.
[8] Бахтина Т.Е., Григорьев Р.Н., Самойлов Д.В. Современные подходы к созданию и перспективы применения цифровых двойников авиационных комплексов. Авиационные системы в XXI веке: Тезисы докладов юбилейной Всероссийской научно-технической конференции. Москва, ГосНИАС, 2022, с. 37–38.
[9] Прокушев Н.И., Олейников Е.П. Цифровые двойники в проектировании ракетно-космической техники. Актуальные проблемы авиации и космонавтики: Сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики. В 3-х томах. Ю.Ю. Логинов, ред. Красноярск, 2022, т. 1, с. 151–153.
[10] Чернышев С.Л., Зиченков М.Ч., Ишмуратов Ф.З., Чедрик В.В. Тенденции развития вычислительной механики для прочностного проектирования конструкций ЛА. Чебышевский сборник, 2017, т. 18, № 3, с. 482–499. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2017-18-3-482-499
[11] Беляева И.А., Глущенков В.А. Последовательность компьютерного моделирования комбинированных (статико-динамических) технологий машиностроения. Известия Самарского научного центра РАН, 2016, т. 18 № 4, с. 76–81.
[12] Щесняк С.С., Хитров И.В., Сергиевский С.А., Романов А.В., Девятов С.В., Георгиев А.Ф. Проектирование и расчет крупногабаритных раскрывающихся конструкций с помощью программных комплексов MSC.Software. CADmaster, 2009, № 2–3, с. 28–36.
[13] Чуйко Д.С., Самсонов К.С., Торопов Н.П. Разработка специализированного программного комплекса многокритериальной оптимизации конструкции летательных аппаратов на раннем этапе проектирования. Молодёжь и будущее авиации и космонавтики: Сборник аннотаций конкурсных работ XIV Всерос. межотраслевого молодёжного конкурса научно-технических работ и проектов. Москва, Изд-во Перо, 2022, с. 169–170. EDN XPHCYR
[14] Tsvetkov O.I., Reznik S.V., Samsonov K.S. Thermocontrol for a space tourism vehicle model. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2318, 44, art. no. 020013. DOI: 10.1063/5.50039585
[15] Титов В.А. Особенности анализа нагружения ракетно-космических конструкций по результатам обработки телеметрической информации. Труды МАИ, 2017, № 93. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=80275
[16] Калашник В.С. Яшин Д.С., Затылкин А.В. Вибрационные воздействия как причина отказов изделий авиационной техники. Труды Междунар. симп. «Надежность и качество», в 2 т. Пенза, ПГУ, 2015, т. 1, с. 313–315.
[17] Зиченков М.Ч., Дзюба А.С., Дубинский С.В., Лимонин М.В., Парышев С.Э., Панков А.В. Развитие методов анализа и исследования прочности авиационных конструкций. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2018, № 11, с. 87–105.
[18] Меделяев И.А., Макаров Д.В., Трибунский А.И. Информационная модель объекта испытаний для оценки параметров технического состояния его силовой конструкции при динамическом нагружении. Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, 2024, № 4, с 152–155.
[19] Блинов П.А., Самсонов К.С. Экономическая эффективность применения имитационного моделирования в практике испытаний летательных аппаратов. Тезисы докладов XXIII Науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ПАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королева». Королёв, РКК «Энергия», 2024, с. 618–620.
[20] Гунчин В.К., Больших А.А., Устинов Б.Е. Разработка и апробация методики численного моделирования аэроупругого состояния крыла на основе методов конечных элементов и контрольных объемов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-7-2291