УЗИЦ «Цифровое энергомашиностроение»

Начиная с сентября 2020 г. совместно с Центром НТИ СПбПУ реализуются следующие научно-исследовательские проекты:

1. Проработка вариантов ГЭУ для надводных кораблей на базе перспективного ГТД мощностью 25-35 МВт

Актуальность работ обусловлена необходимостью обеспечения заданного уровня КПД и массово-габаритных характеристик главной энергетической установки (ГЭУ) для надводных кораблей. Для решения этой задачи планируется выполнение следующих работ: анализ аналогов серийно изготавливаемых корабельных газотурбинных агрегатов мощностью до 35 МВт; проработка архитектуры компоновочных схем агрегатов с выбором оптимальных вариантов; укрупненный расчет элементов ГЭУ, подбор генератора и главного электродвигателя с целью определения их КПД и габаритно-массовых характеристик.

В результате реализации проекта планируется сформировать базу данных по параметрам и схемам серийно изготавливаемых ГЭУ мощностью до 35 МВт; в результате укрупненного расчета элементов ГЭУ получить предварительные технические характеристики ГЭУ; сформировать рекомендации по выбору схемных решений элементов ГЭУ для реализации заданного уровня КПД и массово-габаритных характеристик.

2. Оптимизация конструкций деталей ГТД и исследование технологии формообразования ДСЕ методом прямого подвода энергии

В настоящее время существует проблема выхода на новый уровень реализации аддитивных технологий, являющихся доминантой НТИ, – производства серийных партий деталей, удовлетворяющих всем предъявляемым требованиям. Целями проекта являются топологическая оптимизация деталей и узлов ГТД, а также разработка оптимизированной технологии формообразования крупногабаритных ДСЕ методом прямого подвода энергии на установке OPTOMEC Lens 850-R.

Проведение НИОКТР в части оптимизации конструкции деталей позволит снизить материалоемкость деталей, повысить прочностные и вибрационные характеристики конструкций. Разработка и оптимизация технологии формообразования обеспечит уменьшение трудоемкости изготовления крупногабаритных ДСЕ методом прямого подвода энергии, повышение точностных характеристик построения ДСЕ.

Планируется совместная реализация проекта «Разработка малоразмерного газотурбинного двигателя в классе мощности до 100 кВт для создания перспективной гибридной морской энергетической установки с полным или частичным электродвижением». Актуальность тематики обусловлена развитием малой авиации, БПЛА, беспилотных морских систем и малоразмерных энергетических установок для распределенного производства электрической энергии. Как показывает практика, среди многообразия тепловых двигателей наиболее эффективными являются газотурбинные. Это определяет актуальность разработки малоразмерных ГТД.

В рамках проекта планируется разработка концепции одновальной гибридной силовой установки с приводом на основе малоразмерного ГТД и электрогенератора, обеспечивающей превосходство в сравнении с силовой установкой традиционной схемы по стоимости жизненного цикла, энергетической эффективности и экологической безопасности. Кроме этого, будут разработаны технические требования к составным элементам установки, предложены рекомендации и технические требования к созданию демонстратора ГСУ на основе существующих технических решений и технологий.

В рамках сотрудничества в сфере образовательной деятельности студенты, магистранты и аспиранты РГАТУ осваивают online-программу «Компьютерный инжиниринг в цифровом проектировании и производстве», разработанную специалистами СПбПУ. В свою очередь, представители Санкт-Петербургского политехнического университета начали обучение по программе «Тепломассообменные процессы в газотурбинной технике», реализуемой преподавателями РГАТУ имени П.А. Соловьева и ведущими специалистами ПАО «ОДК-Сатурн». Составлен краткосрочный план сотрудничества в области дополнительных образовательных программ.