НАЦИОНАЛЬНАЯ КОНТАКТНАЯ ТОЧКА АЭРОНАВТИКА Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского

Новый российско-европейский инновационный проект AGILE в области аэронавтики

Новости

25.12.2015

Новый российско-европейский инновационный проект AGILE в области аэронавтики

В 2015 году российские и европейские специалисты приступили к реализации нового совместного инновационного проекта AGILE в области аэронавтики:

Многодисциплинарная оптимизация 3-го поколения в рамках инновационного сотрудничества коллективов специалистов различного профиля.

Грант для проекта AGILE c европейской стороны предоставляет Европейская Комиссия. Целью проекта является создание методологии многодисциплинарной оптимизации, с использованием среды распределенного анализа. Одна из задач проекта — подтверждение ускорения решения реальных задач многодисциплинарной оптимизации на 40 % по сравнению с передовыми технологиями, существующими сегодня. Используемые в работе случаи — это реальные задачи по проектированию воздушного судна для традиционных конфигураций, конфигураций подкосного и замкнутого крыла и компоновок «фюзеляж-летающее крыло» BWB.

Направления развития:

· Передовые методы и стратегии оптимизации,

· Технологии для сотрудничества,

· Информационные технологии, основанные на совместном использовании узкоспециальных знаний.

Проект проводится с 2015 по 2018 в рамках программы «Горизонт 2020».

Российское участие в данном проекте финансируется в рамках соглашения № 14.628.21.0004 с Министерством Образования и Науки Российской Федерации (Уникальный идентификатор проекта RFMEFI62815X0004.).

AGILE — Многодисциплинарная оптимизация 3-го поколения в рамках инновационного сотрудничества коллективов специалистов различного профиля

Для начала проекта по созданию нового самолета, конструкторам необходимы знания и опыт в различных отраслях прикладной науки для того, чтобы не ошибиться в характеристиках самолета и его систем. Компьютерное моделирование играет главную роль в прогнозировании физических свойств и поведения воздушного судна. При проектировании самолета основная трудность связана с тем, что характеристики из разных областей науки (аэродинамика, прочность, динамика полёта) влияют друг на друга. Поэтому важно связать между собой не только расчетные модели, но и соответствующих экспертов для объединения знаний и получения наилучшего варианта проекта самолета.

Данный вопрос является ключевым в проекте AGILE, финансируемом Европейским Союзом в рамках программы Горизонт 2020. Координатором этого проекта является Институт систем воздушных перевозок Германского центра авиации и космонавтики DLR. AGILE будет внедрять многодисциплинарную оптимизацию третьего поколения через эффективное международное многостороннее сотрудничество всех проектных групп. Проект строится на ключевых технологиях, разработанных за последние 10 лет в DLR: таких, как, например, общий формат данных CPACS и среда RCE.

Понимание сложных систем и изделий, таких, как летательный аппарат (ЛА) и процесс проектирования ЛА, сильно зависит от использования знаний. Стало возможным применение новых технологий и \или использование доступных инженерных знаний, что позволяет значительно ускорить процесс многодисциплинарной оптимизации проектирования самолета. Инженерия, основанная на знаниях (KBE), для многодисциплинарного проектирования ЛА — одна из ключевых инноваций, которую планируется внедрить в проекте AGILE.

Проект AGILE поставил грандиозные цели к концу проекта в 2018 году: снижение на 20% времени процесса сходимости при оптимизации самолета и на 40% времени, требуемого для многодисциплинарной оптимизации в команде различных специалистов. Это приведет к созданию ЛА с улучшенными на 40% характеристиками (по сравнению с воздушными судами, находящимися в эксплуатации сегодня) для большого пассажирского самолета нестандартной конфигурации.

Для решения задач по проекту AGILE 20 партнеров из Европы, Канады и России из промышленных предприятий, представители прикладной и фундаментальной науки будут взаимодействовать и сотрудничать друг с другом. Состав команды является разнопрофильным, что является характерным для современных проектных групп. Бюджет программы составляет почти 9 млн Евро, 7 из которых предоставляет Европейская Комиссия.

Разработка и реализация методики оптимизации аэродинамики авиационной силовой установки в рамках многодисциплинарной оптимизации третьего поколения и ее применение к задачам оптимизации перспективных летательных аппаратов нового типа.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации.

Получатель субсидии: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского» (ФГУП «ЦАГИ»)

Соглашение 14.628.21.0004 на период 2015 — 2017 гг.

Уникальный идентификатор проекта RFMEFI62815X0004.

Цели и задачи проекта:

Целью исследований является сокращение на 40% временных затрат на оптимизацию внешней аэродинамики авиационной силовой установки в составе летательного аппарата по сравнению с существующей методикой. Для этого планируется:

1. Создание в РФ расчётной методики оптимизации силовой установки самолёта с учётом взаимодействия элементов силовой установки и планера.

2. Оптимизация аэродинамики силовой установки, спроектированной совместно с иностранными партнёрами, перспективного летательного аппарата новой компоновки с целью уменьшения потерь эффективной тяги и улучшения его экологических свойств.

3. Международная кооперация по созданию технологии многодисциплинарной оптимизации третьего поколения для перспективных летательных аппаратов с повышенными характеристиками безопасности полёта, топливной эффективности и малого уровня шума.

Ожидаемые результаты проекта:

1. Создание методики совместной многодисциплинарной оптимизации третьего поколения, которая позволит сократить время разработки новых образцов летательной техники.

2. Получение оптимального варианта геометрии перспективного летательного аппарата нетрадиционной компоновки.

3. А пакете прикладных программ EWT-ЦАГИ будет реализована численная методика оптимизации аэродинамики силовой установки с учётом её интерференции с планером летательного аппарата.

Перспективы практического использования:

1. Созданная в рамках проекта методология нового поколения для многодисциплинарной оптимизации позволит сократить на 20÷40% временные затраты и финансовые ресурсы, необходимые для комплексной оптимизации перспективного летательного аппарата с высокой топливной эффективностью и малым шумом на местности.

2. Полученный оптимальный вариант геометрии перспективного летательного аппарата нового типа может быть использован при создании перспективных образцов отечественной летательной техники.

Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.:

1. Проведён аналитический обзор информационных источников.

2. Создан программный модуль для пакета прикладных программ EWT-ЦАГИ с целью автоматизации компонентов оптимизационного процесса, касающихся расчёта внешней аэродинамики летательного аппарата с работающей силовой установкой.

3. Создан также программный модуль, позволяющий использовать принятый международным проектом формат данных CPACS.

4. Проведён анализ эффективности применения различных методов оптимизации аэродинамики элементов силовой установки летательного аппарата.

Основные результаты работы были доложены на НТС комплекса аэродинамики и динамики полета ФГУП «ЦАГИ» 7 декабря, НТС НИО-1 ФГУП «ЦАГИ» 25 декабря. Во время данных мероприятий были доложены первые результаты перед аудиторией специалистов в области аэродинамики силовых установок, а также обсуждены дальнейшие перспективы развития проекта. Также основные особенности проекта были доложены перед студентами и преподавателями Факультета Аэромеханики и Летательной Техники Московского Физико-Технического Института (Государственного Университета) в рамках курса «Основы и применение CFD» магистерской программы «AERODYNAMICS» ФАЛТ МФТИ. Данная встреча позволила довести до студентов основные тенденции развития методов оптимизации, показать наличие у ФГУП «ЦАГИ» соответствующей квалификации и вызвать интерес студентов к научной деятельности в данной области.