От ракет до квадрокоптеров: МАИ на выставке «Testing & Control»

Систему управления и регулирования жидкостными ракетными двигателями (ЖРД), включая двигатели РД-180, РД-181 и многие другие перспективные разработки в области стендовых испытаний авиационной и ракетной техники презентовал Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) на 13-ой Международной выставке испытательного и контрольно-измерительного оборудования «Testing & Control». Она завершилась 27 октября в стенах «Крокус Экспо». МАИ стал единственным аэрокосмическим вузом, представленным на выставке. А некоторые ноу-хау заставили даже самых именитых гостей мероприятия удивлённо разводить руками...

На стенде МАИ были также представлены разработки беспилотных летательных аппаратов, ориентированные на различные промышленные применения, такие как облёт высоковольтных линий с построением 3D моделей просек, а также теплотрасс и др.

Цена секунды

На плакате — система управления огневыми испытаниями жидкостных ракетных двигателей, разработанная в МАИ и внедрённая в Химках. Когда Юрий Коптев, председатель научно-технического совета компании «Ростех», впервые увидел этот же плакат в МАИ, то очень удивился, когда узнал — именно при помощи этой системы проводятся все огневые испытания двигателей, как по американским, так и по российским заказам.

— Я руководил этим проектом аж с 1998 года, — рассказывает корреспонденту mai.ru профессор Академии военных наук Российской Федерации, начальник Отдела автоматизации экспериментов Александр Егоров. — Сейчас система совершенствуется в рамках Федеральной космической программы «Роскосмоса» — «Базы совершенствования 2018». Идёт авторское сопровождение и модернизация системы. Сдача системы нового поколения СУР ЖРД, разработки МАИ в рамках этой программы планируется в 2018 году.

Рассказ о процессе испытания жидкого реактивного двигателя для человека непосвящённого — субстанция сложная. Но Александр Александрович — рассказчик от бога. Благодаря ему всё становится понятно, как будто смотришь замедленную телевизионную съёмку.

— Двигатель помещается в бронекамеру, выхлоп ЖРД при огневых испытаниях в колоссальную ванну с водой. Закручивается поток и через трубу выходит наверх, — рассказывает Александр Егоров. — В процессе принимают участие экологи. Они устанавливают свои датчики и замеряют показания. Кстати, хочу отметить, что огневые испытания двигателя экологии никакого вреда не наносит. Запускать процесс испытания и останавливать его призвана наша система. Она управляет двигателем на всех этапах его работы.

Конструктора, которые испытывают двигатель, предоставляют для системы данные. Так называемые циклограммы: на них показано, на какой секунде какую тягу нужно развить. Таким образом, создаётся имитация реального полёта с ЖРД.

— 300 — 400 секунд — именно столько работает первая ступень испытаний — мы управляем процессом. Ошибка всего лишь в 100 миллисекунд может привести к взрыву двигателя. Всё очень и очень серьёзно, — отмечает Александр Егоров.

В системе реализуется несколько циклограмм управления одновременно.

Например, одна из них предусмотрена в случае аварии.

— Если пошли очень сильные вибрации, система моментально отреагирует, — говорит Александр Егоров.

— Мы должны быстро-быстро двигатель «загасить». Но просто прервать процесс нельзя, потому что соотношение жидкого кислорода и керосина очень чувствительно. Если его нарушить, может произойти взрыв. Мы закручиваем два вентиля, которые отвечают за подачу горючего и окислителя так, чтобы их соотношение не менялось. И сделать это нужно менее, чем за 200 миллисекунд.

При испытаниях расходуется до трёх железнодорожных цистерн керосина и 18 цистерн жидкого кислорода. Трудно себе даже представить цену ошибки в несколько десятков миллисекунд.

Квадракоптерам здесь место

Один из главных участников выставки — беспилотники-квадрокоптеры и самолёты. Миниатюрные беспилотники многие рассматривают просто как игрушки. Но назначение, спектр применения и заказчики у них — совсем недетские.

Квадрокоптеры — помощники промышленных предприятий. Они могут проводить мониторинг (фото и тепловизионный) линий электропередач, строить 3D модели просек, летать по особым экономическим зонам.

— Например, в Иркутске и Карелии довольно сложный местами географический ландшафт, — отмечает Александр Егоров. — Там встречаются болота, непроходимые леса, куда может добраться только беспилотник. Для промышленных предприятий квадрокоптер — настоящая находка.

Однако заказчиками «умных» беспилотников выступают не только промышленники.

— Наш коллектив занимается разработкой тренировочных квадрокоптеров в интересах Военно-воздушной академии им. Ю.А. Гагарина. Правда, по признанию Александра Егорова, с некоторыми военными работать непросто, поскольку предъявляются подчас «невыполнимые требования».

— Отмечу, что квадрокоптеры мы сами проектируем и конструируем. Гордимся тем, что разработали свой автопилот, очень надёжный и качественный, — резюмирует Александр Егоров.

Заказчик доволен

Многие разработки МАИ, представленные на выставке, — имеют своего заказчика. Например, разработанная система имитации аэродинамических воздействий на летательный аппарат. Она создана на базе технологии National Instruments PXI. В июне 2016 года коллектив под руководством Александра Егорова сдал разработку предприятию ЦАГИ для китайских компаний.

Уникальная система управления огневыми испытаниями жидкостных ракетных двигателей, разработанная в МАИ, которая находится настоящее время в Химках, также стремится обрести своего заказчика. Как уже отмечалось ранее, сдача объекта в эксплуатацию планируется в 2018 году.

В рамках выставки прошла 2-ая Всероссийская научно-техническая конференция «Современное состояние методов, средств и метрологического обеспечения экспериментальных исследований, испытаний и эксплуатации изделий авиационной и ракетно-космической техники». На ней Александр Егоров выступил модератором секции «Автоматизация экспериментальных исследований и испытаний авиационной и космической техники в условиях импортозамещения», а также выступил с двумя докладами: «Эффективная организация измерений в измерительно-управляющих комплексах стендовых испытаний авиационно-космической техники» и «Метод модельно-ориентированного проектирования измерительно-управляющих систем стендовых наземных испытаний РКТ». В пленарном заседании конференции выступил также проректор по учебной работе МАИ Игорь Козорез с докладом «Концепция подготовки кадров для аэрокосмической отрасли».

13-ая Международная выставка испытательного и контрольно-измерительного оборудования «Testing & Control» привлекла 108 компаний из 8 стран мира. Среди посетителей выставки лучшие отечественные и зарубежные компании ракетно-космического профиля — ОКБ Сухого, «Российские космические системы», ОАО «Климов», Промышленная группа Stäubl, ЦАГИ, Корпорация «Иркут», ЗИЛ, «Авиапром», «Техномаш», ОАО «НПП «Звезда», UTG Express, ОАО «РСК «МиГ», ОАО «Туполев», ОАО «НПО «Сатурн», ОКБ «Аэрокосмические системы», АО «Мотор Сич», ФГУП «ГКНПЦ имени М.В.Хруничева», ОАО «Камов», «Kurzemes Avio», Аэрофлот, ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют», Росавиацентр, ФКП «НИЦ РКП», ОАО «Газпром космические системы», Промышленно-металлургический холдинг, Северсталь, Зубцовский машиностроительный завод и другие.