Подготовить к серийному производству и передать индустриальным партнерам линейку малоразмерных авиационных и ракетных двигателей и компонентов для них — такую цель поставили в Передовой инженерной аэрокосмической школе (ПИАШ) Самарского национального исследовательского университета им. академика С. П. Королёва.
Комплексный проект, который реализуется в ПИАШ, объединил четыре разработки Института двигателей и энергетических установок, вышедших на этап прикладных НИОКР. Это малоразмерный газотурбинный двигатель МГТД-20 «Колибри» тягой 20 кгс, одноцилиндровый поршневой авиационный двигатель АПД-5 мощностью в 5 л.с., жидкостный ракетный двигатель малой тяги ЖРД МТ и лепестковый газодинамический подшипник для перспективного газотурбинного двигателя тягой 150 кгс.
«Мы сосредоточились на создании малоразмерных двигателей для аэрокосмической техники, поскольку Самарский университет им. Королёва располагает не только всеми компетенциями для их проектирования, но и производственной базой для изготовления образцов-демонстраторов, а также для испытания и доводки опытных образцов. В стране ощущается острая необходимость в отечественных малоразмерных авиадвигателях и энергоустановках, и наши разработки позволят индустриальным партнерам развернуть их серийное производство. Это, без сомнения, укрепит технологический суверенитет России», — подчеркнул заместитель ректора, директор Передовой инженерной аэрокосмической школы Иван Ткаченко.
В процессе создания двигателей и их компонентов под эгидой ПИАШ совершенствуются цифровые технологии проектирования и виртуальных испытаний подобных изделий, а также разрабатываются технологические процессы их автоматизированного производства с учетом возможностей индустриальных партнеров и серийности. По словам заместителя директора ПИАШ, научного руководителя проекта Виталия Смелова, в ходе реализации проекта идет апробация прогрессивных конструкторских, технологических и производственных решений на одной из киберфизических фабрик Передовой инженерной аэрокосмической школы. Это полностью соответствует фронтирной задаче, стоящей перед ПИАШ, которая нацелена на разработку интегрированных технологий в рамках концепции цифрового завода.
За время работы над комплексным проектом уровень технической готовности изделий (TRL) поднялся от 3-4 до 6. Сейчас поршневой двигатель АПД-5, малоразмерный ракетный двигатель ЖРД МТ и лепестковый газодинамический подшипник представлены действующими образцами-демонстраторами, которые проходят испытания в лабораторных условиях. А МГТД-20 «Колибри» представлен в виде десяти опытных образцов.
«Стендовые испытания малоразмерного газотурбинного двигателя “Колибри” идут широким фронтом с высокой интенсивностью. К настоящему времени в испытаниях задействованы пять из десяти изготовленных опытных образцов, причем первый уже полностью выработал свой ресурс. С учетом получаемых результатов мы вносим изменения в конструкцию двигателя, апробируем новые технические решения, улучшаем эксплуатационные характеристики. По согласованию с индустриальным партнером ориентируемся на то, что “Колибри” будет выпускаться серийно в количестве не менее 10 тыс. единиц», — рассказал доцент ПИАШ Иван Зубрилин, ответственный исполнитель проекта.
В процессе испытаний исследованы топливные композиции для малоразмерного ГТД и определен оптимальный химический состав топлива. Для газотурбинного, поршневого и жидкостного ракетного двигателей разработаны VR-модели рабочего процесса. Все полученные результаты загружены в единую информационную среду на основе цифровых платформ CML-Bench и Лоцман:PLM.
В дальнейшем специалисты ПИАШ спроектируют интеллектуальные производственные ячейки (ИПЯ) для роботизированного производства МГТД-20 “Колибри”. Эти работы ведутся на базе киберфизической фабрики малоразмерных газотурбинных двигателей, входящей в структуру ПИАШ. Сейчас разработана имитационная модель производственных процессов, которая позволит принимать оптимальные решения в процессе создания ячеек.
В вузе подтверждают: комплексный проект по созданию малоразмерных двигателей для аэрокосмической техники глубоко интегрирован в образовательную деятельность ПИАШ. В научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах активно участвовали 15 студентов Передовой инженерной аэрокосмической школы. Были разработаны и запущены две образовательные программы опережающей подготовки инженерных кадров.
С 2025 года проект «Передовые инженерные школы» реализуется в рамках национального проекта «Молодежь и дети».
