Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание прототипов и виртуальное моделирование агрегатов и узлов перспективной авиационной техники.

Докладчик: Куприков Михаил Юрьевич

Должность: проректор, проректор

Цель проекта:
Проект направлен на развитие и расширение приоритетных направлений сотрудничества между Московским авиационным институтом и Свободным Университетом Брюсселя (Vrije Universiteit Brussel, VUB) в рамках проекта "MAAT – Multibody Advanced Airship for Transport" Седьмой европейской рамочной программы и определение приоритетных направлений будущего сотрудничества в рамках программы «Горизонт 2020» по направлению создания современных транспортных систем. Проект направлен на расширение структурных и физических границ представления о современных летательных аппаратах за счёт создания многоэлементной перспективной транспортной системы MAAT. Его цель – исследовать транспортную систему носитель-челнок для транспортировки на средние и большие дистанции, что обеспечивает перевоз груза и нахождение в воздухе 24 часа в сутки 365 дней году. Совместно выполняемая работа в 2014 году направлена на проведение численного моделирования, включая создание трехмерных моделей и проведение прочностных расчетов, и создание уменьшенных прототипов отвественных узлов, агрегатов и элементов конструкций, работающих в транспортной системе носитель-челнок, для выбора оптимальных конструкционных решений и для проведения, в будущем, механических и аэродинамических испытаний.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта будут получены:
- Не менее двух вариантов 3D-моделей базового модуля и модуля доставки.
- Дизайн-макеты базового модуля и модуля доставки транспортной системы в выбранных цветовых решениях с использованием технологий быстрого прототипирования и 3D-печати.
- Результаты прочностных расчетов элементов конструкции базового модуля с оценкой запаса прочности.
- Результаты прочностных расчетов элементов конструкции модуля доставки с оценкой запаса прочности.
- Результаты прочностных расчетов элементов конструкции стыковочного узла с оценкой запаса прочности.
- Результаты патентных исследований.
- Будут получены макеты базового модуля и модуля доставки в виде оболочек для продувки в аэродинамической трубе.
- Дизайн-макет стыковочного узла транспортной системы в выбранных цветовых решениях с использованием технологий быстрого прототипирования и 3D-печати.
- Дизайн-проект инфраструктуры взлетно-посадочного пространства.
- Проект технического задания на проведение ОКР, включающей проведение аэродинамических и механических испытаний разработанных макетов элементов конструкции транспортной системы.

Результаты, которые должны быть получены иностранным партнером:
- Концепция общего дизайна системы, включающая проработку конструктивного облика системы, ее формы и функциональных требований.
- Проект обеспечивающих систем летательного аппарата.
- Концепция дизайн-макета летательного аппарата.
- Несколько вариантов дизайна корпусов базового модуля и модуля доставки с проработкой их аэродинамических характеристик.
- Результаты исследования механики полета с описанием выбранных оптимальных решений в области разработки внешней формы летательного аппарата и расчет аэродинамических характеристик конструкции.
- Результаты продувки макета базового модуля в аэродинамической трубе с целью экспериментальной проверки расчетных аэродинамических характеристик.
- Результаты продувки макета модуля доставки в аэродинамической трубе с целью экспериментальной проверки расчетных аэродинамических характеристик.
- Результаты моделирования и виртуального испытания стыковочного узла, анализ возможных проблем стыковки и транспортировки.
- Концепция решения задачи встречи и стыковки модулей в стратосфере.
- концептуальные решения по осуществлению посадки модуля доставки.
- Результаты виртуального моделирования системы.
- Прототип системы в уменьшенном масштабе для демонстрации работы системы.
- Реалистичная 3D-модели, позволяющая демонстрировать возможности системы и работу наиболее важных подвижных узлов аппарата.

В результате выполнения проекта будет создана научная база для создания надежных элементов стыковочных конструкций, разрабатываемых в рамках проекта "MAAT – Multibody Advanced Airship for Transport" для транспортной системы носитель-челнок, характеризующейся следующими параметрами:
1. Модульность, унификация агрегатов и ступеней.
2. Крейсерский полёт осуществляется на высоте большей, чем используется современными ЛА.
3. Высокая грузоподъёмность, низкая стоимость транспортировки в процессе непрерывного полёта.
4. Автономное энергообеспечение за счёт использования солнечной энергии.
5. Высокая безопасность полёта, а также возможность эвакуации людей в случае возникновения угрозы наступления катастрофической ситуации.
6. Низкий уровень акустической эмиссии.
7. Широкие возможности безаэродромного базирования.
8. Низкие технические требования к технологическому оснащению наземной инфраструктуры.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Целью глобального проекта "MAAT – Multibody Advanced Airship for Transport" является разработка транспортной системы нового поколения. Система состоит из двух ступеней: носителя и челнока
Носитель: Фотогальванический летательный аппарат (ЛА) для полёта на большой высоте, с возможностью транспортировки большой полезной нагрузки и постоянным полётом по стандартным маршрутам.
Челнок: ЛА функционирующий на принципах аэростата, осуществляющий доставку груза на носитель и с него на землю.
Аэропорт для таких челноков, характеризуется низкой стоимостью, простотой развёртывания наземной инфраструктуры в городах и важных логистических центрах.
Носитель постоянно находится в воздухе и может перемещаться с постоянной скоростью не менее 200 км/ч. На борту носителя могут находиться от 4 до 6 челноков в пристыкованном состоянии. По мере необходимости, челнок в заданной точке маршрута может отстыковываться и спуститься на землю в место посадки с целевой нагрузкой (люди/груз) или же осуществлять доставку на носитель с земли целевую нагрузку. Носитель может барражировать в одном районе или перемещаться в пространстве по постоянному или переменному маршруту, с возможностью его коррекции в любое время. Воздействие ветра нивелируется за счёт высоты нахождения носителя (выше 15 км).
Потенциально высокая грузоподъёмность носителя позволяет конкурировать с корабельным транспортом и экранопланами. В первом случае за счёт высокой скорости движения, а в другом случае за счёт большей грузоподъёмности. Скорость загрузки отсеков носителя обеспечивается одновременной доставкой груза на борт носителя 4-6 челноками в параллельном режиме. Часть груза в полёте может располагаться непосредственно в челноках.
В качестве движителя может выступать электрическая силовая установка, питающаяся от солнечных источников энергии. Постоянство получения солнечной энергии обеспечивается выстой нахождения.

Потребителями непосредственных результатов исследований будут организации-исполнители проекта (МАИ и VUB), что позволит в дальнейшем проводить совместные опытно-конструкторские ("инновационные" в рамках терминологии программы "Горизонт-2020") работы по созданию новой транспортной постоянно-функционирующей в режиме 24х7 системы , состоящей из носителя и многоразовых челноков.
В результатах глобального проекта MAAT, проводимого бельгийской стороной проекта, заинтересованы европейские и международные транспортные компании, занимающиеся доставкой грузов, в первую очередь, в труднодоступные регионы.

Текущие результаты проекта:
В рамках настоящего проекта будут проводиться работы по созданию 3D-моделей, проведению прочностных расчетов и уменьшенных прототипов базовых элементов конструкции системы для оценки их аэродинамических характеристик и запасов прочности в условиях эксплуатации.