Лабораторные и натурные эксперименты великих конструкторов космической техники Сергея Королева и Валентина Глушко предлагают оцифровать. По мнению ученых из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, созданные на их основе цифровые модели станут стартовой площадкой для разработки новых конкурентоспособных отечественных космических кораблей, спутников и орбитальных самолетов. Причем позволят проектировать новые аппараты в разы быстрее и дешевле.

Прыжок из прошлого

Одна из причин отсутствия новых космических разработок в России состоит в том, что инженеры не используют в полной мере опыт великих конструкторов прошлого, считает проректор Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого по перспективным проектам, руководитель Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии» Алексей Боровков.

— Нужно оцифровать их базовые эксперименты, и в рамках новой парадигмы проектирования, отвечающей IV промышленной революции, на основе системной разработки цифровых двойников создавать современные образцы космической техники с уникальными характеристиками, — отметил он. — Такой подход позволит в разы сократить время проектирования и удешевить процесс.

Сборочный цех Государственного космического научно-производственного центра имени М.В.Хруничева 

Сборочный цех Государственного космического научно-производственного центра им. М.В. Хруничева

Фото: РИА Новости/Сергей Мамонтов

По мнению Алексея Боровкова, великие конструкторы прошлого обладали значительно большими ресурсами для проведения огромного объема натурных испытаний, которые даже просто повторить очень дорого и сложно. Кроме того, сегодняшние задачи, как правило, сложнее тех, что были ранее, а времени и денег для их решения меньше. Поэтому логично применять передовые высокопроизводительные и экономически эффективные технологии, в том числе цифровое моделирование.

— Например, в современных условиях российским конструкторам надо не просто сделать новый корабль, а сделать его быстрее, дешевле и легче, чем у Илона Маска. Ведь основная борьба в космосе идет за снижение веса корабля и увеличение его грузоподъемности при сохранении безопасности полетов, — подчеркнул Алексей Боровков.

Одновременное уменьшение ресурсов и усложнение задач, которые инженеры и конструкторы пытаются решить с помощью традиционных подходов, проректор называет долиной смерти. Но оцифровка огромного опыта прошлого и разработка цифровых двойников сложной техники, по его мнению, позволит ее «перепрыгнуть».

Что и как можно оцифровать

Под термином «оцифровка» в данном случае подразумевается системная разработка полномасштабных математических моделей с высокой степенью адекватности реальным материалам, включая композиционные, конструкциям ракет, спутников и двигателей, а также физико-механическим, технологическим и производственным процессам.

Оцифровке нужно подвергнуть и натурные эксперименты, и испытательные стенды и полигоны. В результате инженеры и конструкторы получат полномасштабные математические модели исследуемых явлений: прочностных, вибрационных, ударных, аэродинамических — например, дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых течений. Это поможет перейти к интенсивному применению триады: виртуальных испытаний, стендов и полигонов для разработки цифровых двойников материалов, конструкций и процессов.

Ракета-носитель с транспортным пилотируемым кораблем "Союз МС-08" во время установки на стартовый комплекс космодрома Байконур 

Ракета-носитель с транспортным пилотируемым кораблем «Союз МС-08» во время установки на стартовый комплекс космодрома Байконур

Фото: РИА Новости/Сергей Савостьянов

Оцифровка должна коснуться базовых испытаний, которые имеют прямое отношение к решаемым актуальным задачам, стоящим сегодня перед российской космической отраслью. Для этого потребуется пройти три этапа согласования действий.

Во-первых, как считает Алексей Боровков, нужно четко сформулировать проблему-вызов: куда полетим, что, где, когда и как часто необходимо запускать. Во-вторых, специалисты по оцифровке выберут во всем многообразии физических и натурных экспериментов прошлого базовые, которые необходимы для успешного решения актуальных задач. В-третьих, нужно четко и объективно определить технологический фронтир и темпы развития глобального высокотехнологичного космического рынка: кто лидер, кто демонстрирует высокие темпы развития, каких характеристик мы хотим достичь, какие — превысить. Дальше — само создание цифровых двойников.

Секретные двойники

Генеральный конструктор системы ГЛОНАСС (госкорпорация «Роскосмос») Сергей Карутин назвал оцифровку опыта великих конструкторов прошлого инструментом повышения конкурентоспособности в космосе: она позволит, по его мнению, удешевить разработку и повысить производительность труда.

— Опыт создателей космической отрасли можно и нужно оцифровать. Технология цифровых двойников — одно из приоритетных направлений развития космической техники. Переход на такую технологию является магистральным направлением, по ней в ближайшее время будут создаваться перспективные космические аппараты, например автоматические космические комплексы. Мы работаем совместно с петербургским Политехническим университетом над решением этой задачи, — отметил он в ходе дискуссии, состоявшейся на конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное обеспечение», которая прошла в Институте прикладной астрономии РАН.

Макет российского космического аппарата серии «Глонасс» на стенде АО «Информационные спутниковые системы» 

Макет российского космического аппарата серии «Глонасс» на стенде АО «Информационные спутниковые системы»

Фото: РИА Новости/Евгений Биятов

Идею создания цифровых двойников для космической техники поддержал и генеральный директор некоммерческого партнерства «Центр планетарной защиты», учрежденного НПО Лавочкина, Анатолий Зайцев. До того как заняться защитой от кометно-астероидной опасности, он больше 40 лет проработал непосредственно в НПО Лавочкина, занимался проектами создания космических аппаратов для полетов на Марс и Венеру. Объем материалов, которые стоило бы оцифровать, по его мнению, огромен.

— Все работы были секретные, хранились и хранятся в специальных архивах. Оцифровка — это вопрос снятия грифа секретности. Нужно создавать специальные экспертные комиссии, которые займутся рассекречиванием результатов натурных испытаний космической техники, — подчеркнул Анатолий Зайцев.

Он видит два пути решения вопроса: можно оцифровать и хранить полученные данные тоже в секретном виде или сначала часть материалов рассекретить и именно их оцифровать. Второй вариант Зайцеву кажется более эффективным, чтобы молодежь схватывала, развивала, дополняла результаты работы создателей космической отрасли.

Сотрудники лаборатории НПО имени С.А. Лавочкина у космического аппарата "Спектр-РГ" перед отправкой на Байконур 

Сотрудники лаборатории НПО им. С.А. Лавочкина у космического аппарата «Спектр-РГ» перед отправкой на Байконур

Фото: РИА Новости/Сергей Мамонтов

Космонавт Андрей Борисенко также полагает, что в архивах лежит огромное количество прошлых наработок в бумажном виде.

— Было бы интересно для истории науки и техники оцифровать эти материалы, — рассказал космонавт корреспонденту «Известий». — Среди них есть материалы по тем проектам, которые были задуманы, но так и не доведены «до железа». По его мнению, это историческое наследие необходимо и для обучения будущих инженеров, специалистов ракетно-космической отрасли.

Возможной и полезной назвал оцифровку опыта конструкторов космической техники академик Сергей Багаев, директор Института лазерной физики Сибирского отделения РАН. Реализация идеи, на его взгляд, позволит ввести эти данные в научный оборот.

Справка «Известий»

Самым заметным примером применения технологии цифровых двойников стал проект «Кортеж», в ходе которого в кратчайшие сроки был разработан президентский лимузин Aurus и машины сопровождения. Эти передовые технологии уже тотально и эффективно применяются в самой высококонкурентной и динамично развивающейся высокотехнологичной отрасли — автомобилестроении с огромным мировым рынком в 100 млн автомобилей, выпускаемых ежегодно. Технологии разработки цифровых двойников высокотехнологичной продукции начинают эффективно применяться в нефтегазовом машиностроении, в двигателестроении, авиастроении и кораблестроении.

Наталия Михальченко

Источники

Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
Око планеты (oko-planet.su), 18/05/2019
Прыжок из прошлого. Создание двойников советских ракет, кораблей и спутников поможет вырваться вперед в космической гонке
Все о космосе (aboutspacejornal.net), 18/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
Cont.ws, 18/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
NewsGra.com, 18/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
The world news (theworldnews.net), 18/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
Известия (iz.ru), 18/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
Всемирная Россия (vseruss.com), 19/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать
ВПК новости (vpk.name), 20/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать. Создание двойников советских ракет, кораблей и спутников поможет вырваться вперед в космической гонке
Русский пульс (russianpulse.ru), 19/05/2019
Королев против Маска: секретные проекты СССР предлагают оцифровать. Создание двойников советских ракет, кораблей и спутников поможет вырваться вперед в космической гонке
Ящик пандоры (pandoraopen.ru), 19/05/2019

Похожие новости

  • 08/12/2016

    Инвестиционные структуры под эгидой ГК «Ростех» заинтересовались разработками сибирских ученых

    В новосибирском Академгородке прошло совещание руководства Сибирского отделения РАН и ведущих экспертов академических институтов с делегацией «РТ-Развитие бизнеса» (дочерняя компания госкорпорации «Ростех») и «GIP Group» (партнер ГК «Ростех» по венчурному бизнесу).
    2020
  • 13/06/2017

    Лауреаты премии имени академика В.А. Коптюга 2017 года

    Премия имени выдающегося ученого академика Валентина Афанасьевича Коптюга, вице-президента Российской академии наук, председателя Сибирского отделения РАН, иностранного члена Национальной академией наук Беларуси учреждена с целью поощрения исследователей Республики Беларусь и Российской Федерации за достижение выдающихся результатов при выполнении совместных научных исследований в рамках межгосударственных программ, а также за совместные научные труды, научные открытия и изобретения, имеющие важное значение для науки и практики.
    2001
  • 21/06/2017

    Для развития аддитивных технологий стоит объединяться

    ​Как следует развивать аддитивные технологии? Готова ли Российская Федерация отказаться от зарубежных поставок? Обсуждение этих и ряда других вопросов прошло на круглом столе в рамках Международного форума технологического развития "Технопром-2017".
    1619
  • 11/03/2019

    Делегация представителей научных институтов СО РАН посетила Омский НИИ приборостроения

    ​6 марта делегация представителей научных институтов Сибирского отделения Российской академии наук, возглавляемая председателем президиума СО РАН академиком Валентином Пармоном, посетила Омский НИИ приборостроения.
    843
  • 05/12/2019

    Сибирским ученым присуждена премия Правительства Российской Федерации 2019 года в области науки и техники

     Сотрудникам институтов, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, присуждены премии Правительства России в области науки и техники за 2019 год — за разработку новых технологий производства катализаторов и создание высокоточного комплекса квантовых эталонов времени и частоты.
    337
  • 27/04/2017

    «Фотоника и квантовые оптические технологии» на МНСК-2017

    «Фотоника и квантовые оптические технологии» — такая секция впервые была организована в рамках 55-ой Международной научной студенческой конференции, которая прошла 16-20 апреля в НГУ. Исследования и разработки в направлениях науки и техники, связанных с генерацией и распространением квантов света (фотонов), управлением ими, изучением и использованием их взаимодействия с веществом, бурно развиваются во всем мире, а результаты этих работ быстро выходят на рынок в виде высоковостребованных устройств и технологий - систем сверхбыстрой оптической связи, промышленных лазеров, биомедицинского лазерного оборудования, метрологических и сенсорных устройств, и многих других.
    2893
  • 30/03/2017

    Лекторий «От проблем фотоники к реальным технологиям!»

    Лаборатория экспериментальной физики НГУ совместно с Институтом лазерной физики СО РАН и Институтом автоматики и электрометрии СО РАН в рамках САЕ НГУ «Нелинейная фотоника и квантовые технологии» представляет лекторий по интереснейшему направлению, связанному с фотоникой и квантовыми технологиями: «От проблем фотоники к реальным технологиям!»В течение весеннего семестра молодые учёные, занимающиеся исследованиями в передовых направлениях науки и внедрением новейших достижений в технологическую сферу, прочтут цикл лекций.
    1849
  • 14/06/2018

    В СО РАН продолжается обсуждение проектов развития исследовательской инфраструктуры ННЦ

    ​Проект Сибирского национального центра высокопроизводительных вычислений, обработки и хранения данных (СНЦ ВВОД) представил заместитель председателя СО РАН академик Павел Владимирович Логачёв. «В современных исследованиях во всех областях знаний научные данные являются ключевым драйвером, — подчеркнул координатор проекта.
    1191
  • 09/09/2016

    Академику Багаеву Сергею Николаевичу исполняется 75 лет

    ​Сергей Николаевич Багаев родился 9 сентября 1941 г. в Новосибирске. Окончил Новосибирский государственный университет в 1964 г. С 1965 по 1978 г. - стажер-исследователь, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией Института физики полупроводников СО АН СССР.
    3408
  • 21/01/2017

    10 ярких российских хайтек-стартапов

    Эти проекты громко заявили о себе в 2016 году и имеют все шансы, чтобы превратиться в компании, стоящие многие миллионы долларов. Запомните их! Несмотря на падение венчурной активности в России, кризисные годы стали этапными для целого ряда молодых компаний.
    1924