Энергия полёта

МАИ обладает уникальными компетенциями и опытом в области развития энергетических систем различных летательных аппаратов.

Энергия полёта

МАИ обладает уникальными компетенциями и опытом в области развития энергетических систем различных летательных аппаратов. К ним относятся топливные, гидравлические системы, системы дистанционного управления, кондиционирования, шасси, нейтрального газа. По всем этим направлениям реализуются перспективные проекты в интересах индустрии и государства как на внутреннем, так и на международном рынке.

Стратегический проект «Новые аэрокосмические рынки — 2050» Московского авиационного института, реализуемый в рамках программы «Приоритет-2030», направлен на обеспечение лидерства на традиционных для МАИ аэрокосмических рынках за счёт создания и развития центров компетенций по прорывным направлениям — подразделений, работающих с кластерами технологий в части выявления трендов, проведения задельных исследований, формирования совместно с индустрией комплексных проектов, разработки продуктов и услуг. Кроме того, центры компетенций отвечают за трансфер знаний через передовые программы магистратуры и дополнительного профессионального образования.

Центр компетенций «Энергетические системы» ориентирован на разработку и внедрение передовых решений в области бортовых систем летательных аппаратов, разработку их передовых узлов и агрегатов. Основным направлением деятельности центра являются работы по созданию топливных, гидравлических, электрических систем, систем кондиционирования воздуха для различных типов самолётов и вертолётов, развитие перспективных тематик в части силовых установок с использованием водородного топлива, внедрения в практику проектирования и эксплуатации бортовых систем технологий виртуальной и дополненной реальности, а также разработка методов предиктивного анализа высокоинтегрированных промышленных систем. Цель работы центра — обеспечить внедрение систем на базе перспективных, экологически чистых видов энергии, включая водородные топливные элементы, для применения их в летательных аппаратах и других видах транспорта с высокой экономической эффективностью.

Центр был создан на базе лаборатории «Бортовые системы» НИО-101 института № 1 «Авиационная техника» МАИ, сегодня в нём трудятся более 80 человек. Это и профессионалы, пришедшие из авиационных конструкторских бюро, с предприятий, и молодёжь, вчерашние студенты, часть из которых прошла Школу управления МАИ.

— В нашем центре уникальный симбиоз поколений. Одни обладают знаниями, другие — энергией и желанием развиваться, — говорит директор Центра компетенций «Энергетические системы» Сергей Грачёв. — В планах — увеличить штат сотрудников центра к 2030 году до 300 человек.

Директор Сергей Грачев, технический директор Денис Смагин (Центр компетенций «Энергетические системы») 

Сегодня по направлению энергетических систем в МАИ выполняются работы по проектам крупнейших программ промышленности. Это российско-китайский проект широкофюзеляжного самолёта CR929, российский проект среднемагистрального самолёта МС21 и ближнемагистрального самолёта Sukhoi Superjet New, авиация общего назначения, российско-индийский вертолёт Ка-226, перспективный вертолётный комплекс, беспилотные летательные аппараты, сверхзвуковой пассажирский самолёт и другие.

Агрегаты топливной системы для вертолёта КА226

На данный момент Центром компетенций «Энергетические системы» завершено и получено патентов более чем по 20 разработкам. В числе последних — трёхлетний проект по созданию 12 агрегатов для топливной системы вертолёта Ка-226 — первой отечественной системы данного класса. Данная разработка выполняется в интересах АО «Технодинамика».

В рамках данного проекта помимо разработки агрегатов в МАИ проводились все необходимые расчёты, были выпущены комплекты рабочей конструкторской документации, произведены и испытаны опытные образцы. Создание отечественной АСТС позволит защитить винтокрылые машины от разлива, воспламенения или взрыва топлива — последствий жёстких посадок, которые могут случаться у этих типов воздушных судов. Стоит отметить, что в 2019 году МАИ был признан дипломантом с проектом «Разработка агрегатов авариестойкой топливной системы (АСТС) для вертолётной техники» в номинации «За успехи в создании систем и агрегатов для авиастроения» конкурса «Авиастроитель года».

В конце 2021 года также планируется завершить работы по созданию цифрового двойника авариестойкой топливной системы Ка-226. По итогам работ созданная в МАИ испытательная установка для авариестойкой топливной системы будет замкнута на математическую модель АСТС вертолёта, что, по сути, позволит получить полноценный цифровой двойник.

— На стендах проходят испытания реальные установки, которые в режиме онлайн связаны с математической моделью для возможности отслеживания и корректировки параметров испытываемой системы, — поясняет технический директор Центра компетенций «Энергетические системы» Денис Смагин.

Система контроля перекоса механизации крыла SSJ NEW

В рамках программы по импортозамещению для самолёта SSJ New в МАИ активная работа идет сразу по нескольким направлениям. Так, в Центре компетенций «Энергетические системы» занимаются проектированием агрегатов гидравлической системы. Работы ведутся от момента оформления идеи до разработки рабочей конструкторской документации с проведением расчётов и изготовлением опытных образцов. Помимо этого, центр участвует в квалификационных испытаниях и сопровождает сертификационные испытания самолёта в целом.

Аналогичная работа проводится центром и по системе контроля перекоса механизации крыла в рамках системы управления самолётом SSJ New. Заказчиком работ является компания ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики» (МИЭА), входящая в состав АО «Концерн «Радиоэлектронные технологии» государственной корпорации «Ростех», — одно из ведущих предприятий отечественного рынка систем управления и навигации для различных летательных аппаратов.

— Авиационные требования постоянно развиваются и ужесточаются. В последнее время, согласно наблюдениям Европейского агентства по безопасности полётов (EASA), стало возникать очень много аварийных ситуаций, которые потенциально могут приводить к катастрофическим последствиям, поэтому возникло это новое требование, которое попало в техническое задание SSJ New. Задача нашего центра — разработать систему контроля перекоса механизации и вписать её в уточненное крыло самолёта. Надеемся, что дальнейшие испытания подтвердят правильность заложенных конструкторских решений, — отмечает Сергей Грачёв.

Задача маёвской системы — отследить перекос секции механизации, закрылка и предкрылка и блокировать систему в случае обнаружения ошибки. На созданном в МАИ стенде для испытаний отрабатываются технические решения в области закрылок. На аппарате идёт полная имитация движения закрылка, и датчики, установленные в этой системе относительно интегрированной конструкции, позволяют точно измерять момент выхода закрылка на нужную величину. Если есть расхождение между несколькими секциями, сигнал передаётся в центральный вычислительный центр системы управления и идёт команда на блокировку системы выпуска в целом.

Проект начался весной 2020 года. МИЭА предложила МАИ вначале поучаствовать в создании эскизно-технического проекта системы, а затем и в разработке рабочей конструкторской документации, изготовлении опытных образцов, проведении испытаний. Так как перед МАИ стоят достаточно разноплановые задачи, связанные как с проектированием конструкции, так и с математическим моделированием работ этой системы, подготовкой квалификационной и сертификационной документации, испытаниями системы и т.д., в проекте задействовано большое количество специалистов из разных областей. К работе привлекаются также студенты и аспиранты.

Сейчас в МАИ завершён этап разработки конструкторской документации, изготовлены опытные образцы, на стенде запущены испытания технических решений и их отладка. Следующий этап — испытания, которые пройдут в 2022–2023 годах: вначале — квалификационные (на внешние воздействующие факторы), затем — лётные на первом, втором и третьем экземплярах самолёта, которые сейчас собираются в Комсомольске-на-Амуре.

— В процессе разработки, изготовления и испытания этой системы получены колоссальный опыт и знания, которые могут быть в дальнейшем использованы и в других летательных аппаратах гражданского, военного назначения, беспилотных системах, — отмечает Денис Смагин.

Перспективные направления

В центре активно развиваются относительно новые компетенции, требующие хорошего научно-технического задела. Включение МАИ в программу академического лидерства позволит формировать его наиболее эффективным образом, в том числе разворачивать стендовую базу, проводить исследования. Новые направления работы связаны с тематикой водородного топлива, дополненной и виртуальной реальности при производстве и сервисном обслуживании сложного оборудования, бортовых систем, предиктивного анализа сложных систем, оборудования в промышленности.

Все перспективные направления в центре уже имеют конкретные проекты под конкретных заказчиков. Так, в 2021–2030 годах работы центра будут осуществляться по водородным системам летательных аппаратов, электрическим силовым установкам, наземной инфраструктуре для аэротакси, комплексу бортовых систем ЛА (топливные, гидравлические, комплексные системы управления), испытательным стендам для бортовых систем, узлов и агрегатов ЛА, технологиям предиктивной аналитики промышленных систем и оборудования.

С целью решения крупных комплексных задач, стоящих перед промышленностью, ряд работ планируется выполнять совместно с научными центрами и представителями индустрии. Например, разработка технологий предиктивной аналитики промышленных систем, комплекса бортовых систем ЛА будет проводиться совместно с АО «Технодинамика».

Планируется, что доход центра в 2025 году составит около 530 млн руб., а к 2030 году планируется перспектива роста до суммы 1,1 млрд руб. за год. Суммарная выручка центра до 2030 года включительно составит более 6 млрд руб.

Анна Солдатова