Создание самолета – от витающей в воздухе идеи до запуска в серийное производство – очень трудоемкий и длительный процесс, который в среднем занимает 6-8 лет и может стоить десяток миллиардов долларов. А одним из самых важных и сложных этапов в создании самолета является аэродинамическое проектирование крыла на этапе предварительного проектирования летательного аппарата. Фактически этот этап является решающим в дальнейшей судьбе самолета – если по его окончанию необходимые показатели по дальности, полезной загрузке и энергоэффективности самолета не будут достигнуты, то проект будет остановлен.
Традиционный подход при предварительном аэродинамическом проектировании самолета используется фактически во всех авиастроительных компаниях мира и представляет собой метод проб и ошибок, основанный на опыте и интуиции инженеров. Все это ведет к большим материальным и временным затратам на этапе предварительного проектирования. Российская компания «OPTIMENGA-777» – резидент Фонда «Сколково» – предлагает революционным образом ускорить процесс конструирования и радикально сократить все виды издержек на стадии проектирования самолетов, превратив сложные вычисления и годы кропотливого труда в бизнес, который приносит доход.
Компания занимается разработкой уникальных программных продуктов в областидизайна и оптимизации для широкого спектра научных и индустриальных приложений, а также оказывает консультационные услуги в указанных областях. Но одна из самых значительных отраслей ее интересов – это аэродинамическое проектирование.
Россия сегодня– один из наиболее привлекательных рынков, где есть повышенное внимание к развитию авиапрома, и есть технические и человеческиересурсы для успешной реализации этих проектов. Для России, которая сейчас находится в позиции догоняющей такие всемирно известные компании как Boeing и Airbus, принципиально важно получить конкурентные преимущества, которые позволят уменьшить время и снизить стоимость производства высококлассных летательных аппаратов.
Доктор физико-математических наук, профессор Сергей Владимирович Пейгин, генеральный директор «OPTIMENGA-777» считает, что эти конкурентные преимуществам могут быть достигнуты именно в сфере аэродинамического проектирования самолетов.
Их детище OPTIMENGA_AERO – это самое передовое программное обеспечение для аэродинамического проектирования крыла самолета. Это не код MGAERO (руководителем разработки которого, кстати, был один из ведущих сотрудников компании «OPTIMENGA-777» профессор Борис Эпштейн) или код ANSYS, это программа, не имеющая аналогов в мире. Сейчас существует ряд программных пакетов (так называемые коды анализа), позволяющих находить характеристики объекта, если этот объект существует и уже описан. Продукт же компании «OPTIMENGA» позволяет на основе многогранного анализа определить характеристики оптимального объекта в этом классе. Стоит так же учесть, что само слово «оптимальный» в аэродинамике почти табу, однако представители «OPTIMENGA-777» действительно могут использовать его без зазрения совести. Их программа – это инновационный технологический продукт, который ориентирован на запросы авиастроителей в математическом моделировании процессов в аэропроектировании. Но он возводит эти процессы в новую степень, ставит их по эффективности вровень с продуктами, которые используют средства математического моделирования для решения прямых задач.
Инженеры-аэродинамики получат инструмент эффективного, быстрого и высокоточного вычисления, с помощью которого можно получить крыло наиболее выгодной формы, отвечающее десяткам необходимых геометрических и аэродинамических ограничений. При этом продукт позволяет ускорить процесс конструирования, радикально сократить все виды издержек на стадии проектирования самолетов, делая при этом аэродинамический анализ всей конфигурации дляполного диапазона условий полета.
Более того, программный продукт «OPTIMENGA_AERO» ориентирован не только на большие транспортные самолеты, но применим и к беспилотным летательным аппаратам.
OPTIMENGA_AERO выглядит таким конкурентоспособным продуктом, что даже не возникают вопросы относительно того, как разработки компании впишутся в нишу других САЕ-программ, а так же в современное авиастроение.
«Как правило, программные пакеты CAE предназначены для осуществления оптимизации моделей, созданных на основании известных решений. Продуктов, производящих многопараметрическую оптимизацию с учетом большого количества ограничений, на рынке весьма немного, и мы очень рады, что подобный проект есть среди резидентов нашего Фонда», – комментирует Василий Сизов, старший проектный менеджер кластера информационных технологий Фонда «Сколково».
Недавно «OPTIMENGA-777» приняла участие в международном семинаре «Aerodynamic Design Optimization Workshop», в рамках крупнейшего аэронавтического съезда AIAA SciTech 2015 (Orlando, USA), где присутствовали представители Boeing, Airbus, итальянского центра по аэрокосмическим исследованиям (CIRA), компании Embraer, канадского машиностроительного концерта Вombardier и нескольких ведущих университетов Европы и Америки. «OPTIMENGA-777» показала себя мировым лидером, опередив при выполнении теста многие всемирно известные корпорации и получив одобрительные отзывы от ведущих игроков авиационной промышленности.
Интересно так же, что пару лет назад компания сравнивала свой программный продукт с лучшими мировыми аналогами. У BoeingCompany они выиграли по всем параметрам, и это признает сам концерн. Решение одной и той же прикладной задачи заняло у Boeing более 50 дней, в то время как «OPTIMENGA-777» закончила расчеты чуть более чем за сутки. Это говорит не только о существенном снижении затрат, это говорит о выходе аэродинамических расчетов на совершенно иной уровень.
Авиастроительная статистика свидетельствует о том, что процесс аэродинамического проектирования крыла нового гражданского лайнера занимает в Америке в среднем два года. При этом в работе участвуют до двухсот специалистов, а финансовые затраты могут составлять около 200 миллионов долларов.
«Мы считаем, что в перспективе эту цифру можно снизить до десяти-пятнадцати миллионов. А сроки уменьшить до двух месяцев. Мы много проверяли наш продукт в пилотной версии, к этому процессу были подключены крупнейшие отечественные авиастроительные компании, такие как «Иркут», «Гражданские самолеты Сухого», «ОАК – Транспортные самолеты». В частности, мы успешно проводили аэродинамическое проектирование для ряда отечественных корпораций. С помощью нашего продукта компании «Гражданские Самолеты Сухого» удалось снизить сопротивление крыла на 5% – в аэродинамике это очень большая цифра, эквивалентная значительному увеличению полезной нагрузки», – говорит Сергей Пейгин.
Компания планирует работать не только для российского, но и для международного рынка, и уже сейчас в их разработках очень заинтересован Китай.
Уже в течение 2015 года планируются первые серьезные продажи. Конечно, стоимость годовой лицензии на программный продукт будет значительной, но эта сумма покажется очень привлекательной при сопоставлении с экономией материальных и финансовых ресурсов, которые могут повлечь за собой лишние годы труда нескольких десятков инженеров, занятых в предварительном проектировании самолета.
Конечно же, для внедрения таких инновационных технологий в производство потребуются грамотные специалисты, которые смогут работать с такими программами. Сергей Пейгин утверждает, что их программный продукт простой и понятный, в нем нет никаких сложных логических нюансов.
«Сейчас мы сотрудничаем с Физико-техническим факультетом Томского госуниверситета, с томским НИИ прикладной математики и механики и ведем переговоры с другими ВУЗами, которые готовят подобных выпускников. Что касается промышленных программ, то мы готовы сопровождать компании, которые будут пользоваться нашим продуктом, однако, он и сам обладает интуитивно-понятным интерфейсом и не потребует в эксплуатации специалистов с докторской степенью – достаточно будет обладать базовыми аэродинамическими знаниями», – говорит он.
В настоящее время уже есть альфа-версия программы OPTIMENGA_AERO и имеется полностью готовый пакет, который позволяет проводить оптимизацию формы изолированного крыла. Дальнейшая разработка направлена на оптимизацию всей конструкции целиком – крыла с учетом фюзеляжа и мотогондолы двигателя. К сентябрю компания надеется завершить этот проект и перейти к очередному усовершенствованию программы.
Особое место в стратегических планах компании занимает идея сделать их программное обеспечение адаптивным и распространить его на другие секторы машиностроения.
Компания «OPTIMENGA-777» стала резидентом кластера информационных технологий Фонда «Сколково» в августе 2012, а свой первый грант получила в начале апреля 2013 года.
«Текущие результаты, которые демонстрировались компанией на тематической конференции, показывают значительно более высокую производительность, относительно конкурентов, при той же точности расчетов.Это стало возможно за счет применения уникальных алгоритмов и параллелизации вычислений. Сейчас компанией «OPTIMENGA-777» получен грант на реализацию второй стадии проекта. Разумеется, и после окончания грантового проекта нам предстоит дальнейшее плотное сотрудничество, в рамках которого Фонд видит своей целью оказание помощи в поиске потенциальных заказчиков для коммерциализации готового продукта», – комментирует Василий Сизов, старший проектный менеджер кластера информационных технологий Фонда «Сколково».
Проблема настолько фундаментальна и актуальна, что разработки российских ученых впишутся не только в мировое авиастроение, но будут незаменимы и для автомобилестроения, ветроэнергетики, градостроительства и других областей, так что есть возможности развития в разных направлениях.
«Безусловно, цель проекта, реализуемого командой «OPTIMENGA-777» очень амбициозна: они хотят стать де-факто стандартным продуктом на рынке для осуществления аэродинамического проектирования и оптимизации. Положительные отзывы экспертов по ходу выполнения этапов гранта говорят о том, что компания движется в правильном направлении», – отмечает Василий Сизов.
