В статье описано современное состояние информационных технологий в авиадвигателестроении, показано, что цифровой двойник газотурбинного двигателя (ГТД) - единая обучаемая цифровая система, которая включает в себя комплекс методик и математических моделей, описывающих двигатель на протяжении всего его жизненного цикла: проектирование, испытания, производство и эксплуатация. Показана возможность использования разработанных методов и средств для автоматизированного проектирования, подбора параметров, материалов и конструкции, анализа программ управления авиационными ГТД на ранних стадиях разработки, для отладки двигателей при испытаниях, для диагностики и оценки состояния газотурбинной энергетической установки (на базе ГТД
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
В последние годы отрасль авиационного двигателестроения трансформируется в связи с развитием информационных технологий. Особенно заметные изменения произошли за последние 4–5 лет в связи с реализацией государственной политики в области информационных технологий в различных отраслях народного хозяйства в рамках национальной программы «Цифровая экономика РФ». Сегодня в процессе создания новых газотурбинных двигателей активно используются передовые цифровые решения, в частности автоматизированные системы проектирования, производства, диагностики газотурбинных двигателей. Вектор развития двигателестроительной отрасли страны направлен на проектирование конкурентоспособных на мировом уровне продуктов как в военной, так и в гражданской сферах
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Боровков А.И., Гамзикова А.А., Кукушкин К.В., Рябов Ю.А. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности: экспертно-аналитический доклад. М.: ИЦ “Технет” НТИ, 2019. 58 с. EDN: ELMCKN
Borovkov A.I., Gamzikova A.A., Kukushkin K.V., Ryabov Yu.A. Digital twins in the high-tech industry: expert-analytical report. Moscow: Infrastructure Center “Technet”, 2019. 58 p. (in Russian). EDN: ELMCKN
2. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор) / Под общей редакцией д. т. н. В. А. Скибина, к. т. н. В. И. Солонина. М.: ЦИАМ, 2004. 424 с.
Works of leading aircraft engine manufacturing companies on design of advanced aircraft engines (analytical review) / ed. by Dr. of Engineering Sciences V.A. Skibin, Cand. of Engineering Sciences V.I. Solonin. Moscow: CIAM, 2004. 424 p. (in Russian).
3. Сальников А.В., Гордин М.В., Шмотин Ю.Н., Никулин А.С., Макаров П.В., Французов М.С. Цифровые двойники - платформа для управления жизненным циклом авиационных двигателей // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2022. № 4(745). С. 60-72. EDN: NNVKNU
Salnikov A.V., Gordin M.V., Shmotin Yu.N., Nikulin A.S., Makarov P.V., Frantsuzov M.S. Digital twins - a platform for aircraft engine lifecycle management // BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2022. No. 4(745). P. 60-72 (in Russian). 10.18698/0536-1044- 2022-4-60-72. DOI: 10.18698/0536-1044-2022-4-60-72 EDN: NNVKNU
4. ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М.: Российский институт стандартизации, 2021. 10 с.
GOST R 57700.37-2021. Computer models and simulation. Digital twins of products. General provisions. Moscow: Russian Institute of Standardization, 2021. 10 p. (in Russian).
5. ПНСТ 928-2024. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники авиационных газотурбинных двигателей. Общие положения.
PNST 928-2024. Preliminary National Standard of the Russian Federation. Computer models and simulation. Digital twins of aviation gas turbine engines. General provisions.
6. Виноградов К.А., Никулин А.С., Шмотин Ю.Н. Опыт АО “ОДК” по внедрению технологий цифрового двойника при создании газотурбинных двигателей // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2023. Т. 22. № 4. С. 25-36. EDN: BAMXSS
Vinogradov K.A., Nikulin A.S., Shmotin Yu.N. JSC “ODK” experience in implementing digital twin technologies in the design of gas turbine engines // Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2023. Vol. 22. No.4. P. 25-36 (in Russian). DOI: 10.18287/2541-7533-2023-22-4-25-36 EDN: BAMXSS
7. Ланшин А.И., Полев А.С. Анализ долгосрочных тенденций, ключевых научно-технических и технологических проблем и прогноз развития авиационных двигателей для летательных аппаратов 2030…2035 годов. В сб.: Авиационные двигатели и энергетические установки: сборник научных трудов / под ред. А.В. Луковникова. М.: ЦИАМ, 2020. С. 7-22. EDN: VUNIHT
Lanshin A.I., Polev A.S. Analysis of long-term trends, key scientific, technical and technological problems and forecast of development of aircraft engines for aircraft in 2030…2035. In: Aircraft engines and power plants: Collected scientific works / ed. by A.V. Lukovnikov. Moscow: CIAM, 2020. P. 7-22 (in Russian).
8. Кишалов А.Е., Кислицын В.К. Развитие методологии цифрового проектирования ВРД // Авиационные двигатели. 2025. № 1(26). С. 101-111.Kishalov A.E., Kislitsyn V.K. Development of methodologyfor digital design of airbreathing jet engines // Aviation Engines. 2025. No. 1(26). P. 101-111 (in Russian). EDN: GCZUZO
9. Ахмедзянов Д.А., Кишалов А.Е. Автоматизация ранних стадий проектирования конструкции и анализ программ регулирования авиационных ВРД и наземных ЭУ // Вестник УГАТУ. 2021. Т. 25. №. 4(94). С. 46-60. EDN: FKCLUQ
Kishalov A.E., Akhmedzyanov D.A. Automation of the early stages of structural design and analysis of control programs for aircraft jet engines and ground-based power plants // Vestnik UGATU. 2021. Vol. 25. No. 4(94). P. 46-60 (in Russian). EDN: FKCLUQ
10. Кишалов А. Е. Автоматизированное проектирование авиационных ВРД на ранних стадиях разработки // Вестник УГАТУ. 2021. Т. 25. № 3(93). С. 18-33. EDN: JVJXVB
Kishalov A.E. Computer-aided design of aircraft air-jet engine at the early stages of development // Vestnik UGATU. 2021. Vol. 25. No 3(93). P. 18-33 (in Russian). EDN: JVJXVB
11. Суханов А.В., Ахмедзянов Д.А. Выявление дефектов в узлах газотурбинных энергетических установок с использованием SCADA-технологий и имитационного моделирования // Вестник УГАТУ. 2023. Т. 27. № 1(99). С. 98-105. EDN: QINIOO
Sukhanov A.V., Akhmedzyanov D.A. Parametric diagnostics and assessment of the state of gas turbine power plants using scada-technologies and imitation modelling // Vestnik UGATU. 2023. Vol. 27. No. 1(99). P. 98-105 (in Russian). EDN: QINIOO
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе приведена методика оценки мощности турбовинтового двигателя в составе гибридной силовой установки параллельной схемы мощностью до 800 кВт. Аналитически рассчитана зависимость удельного расхода топлива ТВД от коэффициента дросселирования. Приведена зависимость удельной массы от уровня мощности для существующих ТВД. Произведён демонстрационный расчёт мощности ТВД в составе ГСУ для самолёта М-101Т «Гжель». На основании методики приведены рекомендации по использованию ГСУ на самолётах со взлётной мощностью силовой установки до 800 кВт.
Архитектура микросервисов сыграла важную роль в качестве доминирующего фактора в различных разработках программных систем. Она обеспечивает масштабируемость и возможность обслуживания. Возрастающая сложность систем микросервисов сталкивается со значительными проблемами в понимании и оценке. В статье предлагается формальное представление архитектуры микросервисов с использованием теории графов, где каждый микросервис представлен как вершина, а каждая связь или зависимость между двумя микросервисами - направленное ребро. Введена математическая модель, основанная на матрицах смежности, исследованы алгоритмы теории графов. Изучены метрики графа для анализа структурных свойств, поиска критических узлов и обнаружения потенциальных точек отказа. Также исследуется ряд операций, такие как анализ пути, поиск и обнаружение циклов и оценка связности. Указанные операции важны для тестирования, оценки надежности и отказоустойчивости в распределенных системах. Предлагаемый подход тестируется на примере гипотетической системы микросервисов. Рекомендации предполагают, что теоретико-графовые модели обеспечивают основу для формального анализа, мониторинга и оптимизации архитектур микросервисов.
В статье изложен научно-методический подход к решению проблемы техногенного засорения околоземного космического пространства из-за малогабаритных объектов посредством системы аэродинамического торможения, интегрированной в конструкцию малого космического аппарата с форм-фактором типа «Cubesat». Проведён обзор и анализ применимости существующих и перспективных методов удаления космического мусора, включая использование оптико-электронных и гарпунных систем, гравитационных уловителей, электродинамических тросовых систем и систем аэродинамического торможения. Выполнена оценка времени орбитального существования космического аппарата на низкой околоземной орбите при задействовании системы аэродинамического торможения с учётом влияния аэродинамических факторов и параметров солнечной активности.
В работе оцениваются типы электромеханических преобразователей, используемые в авиационной промышленности для применения в качестве высокоудельного преобразователя для генерации электроэнергии. По итогу проведенного сопоставления более перспективным для рассмотрения в качестве высокоудельного преобразователя выбрана синхронная электрическая машина с постоянными магнитами, способная при меньшей массе и габаритах добиться более высокого коэффициента полезного действия. Производиться анализ ее составных частей и применяемых материалов, с указанием их преимуществ. На основе представленного перечня материалов, выполнен электромагнитный расчет генератора, способного работать при температурах до 350 оС, с перегрузкой по мощности на 25% превосходящей ряд эксплуатируемых авиационных генераторов, при этом его удельная мощность составляет более 8 кВт/кг.
В статье исследовано перспективное применение системы аэродинамического торможения на базе малого космического аппарата с форм-фактором типа «CubeSat» для решения проблемы техногенного засорения околоземного космического пространства. Выполнено математическое моделирование процесса надува оболочки системы аэродинамического торможения, изготовленной из полиамидной плёнки. На основе полученных данных проведены экспериментальные исследования в вакуумной камере с целью оценки работоспособности данной системы в условиях, имитирующих космический вакуум.
В статье представлена комплексная методология проектирования гибридных силовых установок для перспективных летательных аппаратов, основанная на применении высокоэффективных электромеханических преобразователей энергии с постоянными магнитами. Проведен сравнительный анализ схемных решений силовых установок, российских и зарубежных разработок. Показан опыт реализации интегрированной силовой установки в области авиационных электрических машин. Особое внимание уделено вопросам определения первичных параметров, оптимизации электромеханических характеристик, а также интеграционным аспектам при создании гибридных силовых установок. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие преимущества предлагаемых решений и определяющие вопросы для дальнейших исследований.
Статья посвящена вопросам разработки мультиагентной системы для исследования процессов совместно работающих микросетей. Важную роль в работе с подобными системами играет возможность снижения затрат на реализацию и перепроектирование отдельных агентов. Целью представленного исследования является разработка инструментального комплекса для автоматизации разработки поведения агента на основе расширенных иерархических машин состояний. Комплекс включает визуальный редактор диаграмм, генератор модуля поведения агента и библиотеку программных модулей. Ключевой особенностью представленного подхода является выделение типовой функциональности агентов в компоненты. Сочетание автоматной парадигмы с визуальными средствами и кодогенерацией существенно снижает затраты времени и необходимую квалификацию для предметного специалиста. Инструментальный комплекс успешно применен при автоматизации моделирования взаимодействия микросетей.
В статье рассматривается задача календарного планирования производства в условиях высокой динамики, неопределенности и неоднородности ресурсов. Традиционные подходы, основанные на централизованных алгоритмах и ERP/MES-системах, часто игнорируют индивидуальные характеристики оборудования и персонала, а также слабоформализованные технологические ограничения, что снижает эффективность и адекватность расписаний. Для преодоления этих ограничений предложена оригинальная гибридная архитектура, интегрирующая многоагентную систему и технологии генеративного искусственного интеллекта. На основе ранее предложенных методологических основ формализована многоагентная модель в виде кортежа, включающего агентов-ресурсов, агентов-потребителей, онтологическую базу знаний, семантические ограничения и локальные/глобальные критерии оптимизации. Ключевым нововведением является встраивание большой языковой модели через архитектуру Retrieval-Augmented Generation, что позволяет генерировать адаптивные стратегии планирования, обеспечивать объяснимость решений и моделировать сценарии при сбоях без риска галлюцинаций. Предложен двухстадийный алгоритм взаимодействия агентов: на первой стадии формируется допустимое расписание с учетом доступности ресурсов, на второй - проводится его оптимизация через интеллектуальные переговоры с участием генеративного ИИ. Экспериментальная проверка в симуляционной среде, имитирующей механообрабатывающий цех, показала эффективность предлагаемого подхода. Результаты подтверждают, что интеграция генеративного ИИ в многоагентные системы создает когнитивный слой, повышающий не только эффективность, но и доверие к системе, что критически важно для внедрения ИИ в реальные производственные и управленческие процессы.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ
- Регион
- Россия, Уфа
- Почтовый адрес
- 450076, Приволжский федеральный округ, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, дом 32
- Юр. адрес
- 450076, Респ Башкортостан, г Уфа, Кировский р-н, ул Заки Валиди, д 32
- ФИО
- Захаров Вадим Петрович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@uust.ru
- Контактный телефон
- +7 (347) 2299677
- Сайт
- https://uust.ru/