В 2018 году специалисты Центра совместно с партнерами и участниками консорциума приняли участие в реализации более 50 НИОКТР по направлениям сквозной технологии Центра в интересах более 40 высокотехнологичных предприятий.
Некоторые проекты Центра:
1. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в двигателестроении
a. Детальная термодинамическая модель газотурбинного двигателя как основа для создания цифрового двойника и виртуальный испытательный полигон «Газотурбинный двигатель». Результаты были применены при разработке оптимизированной конструкции серийного газотурбинного двигателя. Применение компетенций Центра (виртуальные испытания компрессора и его модификаций, камеры сгорания и турбины во всем спектре режимов эксплуатации ГТД) позволило значительно снизить стоимость жизненного цикла ГТД. Проект реализуется в интересах Казанского моторостроительного производственного объединения (КМПО).
2. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в автомобилестроении.
a. Универсальная модульная пассажирская платформа автобуса, электробуса, троллейбуса. Следующее поколение автобусов, электробусов и троллейбусов под маркой «КАМАЗ» будет создано на единой модульной платформе. Разрабатывают унифицированную базу КАМАЗу специалисты Центра НТИ СПбПУ. Универсальная пассажирская платформа (УПП) предполагает унификацию модулей экстерьера и интерьера, что позволяет сократить временные и финансовые затраты на производство, обслуживание и ремонт машин, снизить их снаряженную массу и достичь, таким образом, улучшения экологических показателей. Проект реализуется в интересах ПАО «КАМАЗ».
b. «Умный» Цифровой Двойник и экспериментальный образец электромобиля. Применение компетенций Центра НТИ СПбПУ позволили разработать методику многокритериальной оптимизации характеристик подвески, сформировать технические требования к системам, компонентам и элементам электрооборудования, провести расчет тягово-динамических характеристик электромобиля. Разработанные методики проектирования стиля экстерьера позволили разработать предварительный стилевой дизайн электромобиля. Проект реализуется совместно с ПАО «КАМАЗ».
c. Оптимизированные конструкции кузова внедорожного автомобиля. Применение компетенций Центра (разработка цифрового двойника автомобиля и применение топологической многовариантной оптимизации) позволило за короткое время (10 недель) добиться целевых потребительских свойств конструкции. Проект выполнялся в интересах иностранного партнера Консорциума СПбПУ – компании CATARC (Китай).
d. Завершение этапа проектирования электромобиля CML-CAR. Применение компетенций Центра (цифровое проектирование и моделирование, формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, разработка «умных» моделей, выполнение виртуальных испытаний, создание цифровых двойников при помощи Цифровой платформы CML-Bench™) позволило разработать конструкцию, превосходящую конкурентов по массе, аэродинамическим характеристикам и некоторым другим параметрам. Проект реализуется совместно со стратегическим партнером Центра НТИ СПбПУ – группой компаний CompMechLab®.
3. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в машиностроении.
a. Принципиально новая конструкция системы очистки бурового раствора («вибросито»). Применение компетенций Центра (создание цифрового двойника и виртуальных испытательных стендов изделия) позволило существенно превзойти показатели изделия по сравнению с конкурентами. Проект реализуется в интересах НПО «Центротех» (предприятие ТВЭЛ/ГК «Росатом»).
b. Принципиально новая конструкция антарктических саней для перевозки крупногабаритных многотонных грузов. Применение компетенций Центра (разработка цифрового двойника транспортных арктических саней и проведение виртуальных испытаний, моделирующих условия эксплуатации в Антарктиде) позволило найти решение для конструкции, перемещающей до 60 тонн вместо 16 тонн при прежних характеристиках. Проект реализуется в интересах завода им. Комсомольской правды стратегическим партнером и членом консорциума Центра НТИ СПбПУ компанией ООО «Политех-инжиниринг».
4. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в авиастроении.
a. Концепт (аэродинамический облик, силовая схема корпуса) и элементы конструкции (винт, шасси) нового перспективного самолёта-амфибии. Применение компетенций Центра позволило оптимизировать аэродинамические показатели конструкции самолета под заданные проектные цели, разработать полностью композитные корпус и крылья, увеличить дальность полета до 2200 км, обеспечить возможность взлета и посадки как с твердой поверхности (на нее), так и с воды (на нее) при ограниченной полосе разбега.
b. Расчет условий и режимов работы несущей системы вертолета. Применение компетенций Центра (создание виртуального испытательного полигона для определения полетных режимов и внутренних нагрузок проектируемой несущей системы вертолета для проверки полетных характеристик вертолета без изготовления опытного образца и выполнения дорогостоящих натурных испытаний) позволило определить нагрузки на все элементы несущей системы и выполнить расчет прочности. Проект реализуется в интересах ООО «ВР-Технологии»/холдинг «Вертолеты России»/ГК «Ростех».
5. Разработка передовых сквозных производственных технологий аддитивного производства:
a. Экспериментальные образцы сложнолегированных металлопорошковых композиций нового поколения для применения в 3D-печати. Благодаря уникальному химическому составу на основе ниобий-кремния, который невозможно получить традиционными методами, изделия из такого сплава выдерживают температуру до 1450 C. Это делает возможным их применение для производства газотурбинных двигателей 5-го поколения в качестве замены более низкотемпературных никелевых аналогов (не более 1200 С), чтобы значительно повысить КПД двигателя и снизить эмиссию CO2. Проект реализуется совместно с ЗАО «Балтийская Промышленная Компания».