Адрес e-mail:

Василий Васильевич Петроневич: о ЦАГИ, ФАЛТ и молодом поколении

Василий Васильевич Петроневич – кандидат технических наук, доцент – возглавляет отделение измерительной техники и метрологии ЦАГИ, руководит кафедрой аэрофизического и лётного эксперимента, а так же ведёт курс основ схемотехники информационно-измерительных систем на ФАЛТ. Об отечественной метрологии, методах качественного эксперимента и молодом поколении Василий Васильевич согласился побеседовать со студенткой 6го курса Инной Сидоровой.

Василий Васильевич, какое событие научной жизни для Вас самое важное и значимое? Почему?

– Наверно таким эпохальным событием для меня стал переход из вычислительного центра ЦАГИ, где я работал после окончания МИФИ, в лабораторию аэродинамической трубы Т-128: мы начали развивать систему автоматизации аэродинамического эксперимента. И мне эта тема очень интересна, потому что она многодельна и наукоёмка. Там, например, мы создали программный комплекс «ПОТОК», который уже более пятнадцати лет используется в трубах и де-факто стал стандартом отрасли. На основе этой системы сейчас развивается новая методика непрерывного эксперимента. Да, думаю, что именно работа в области автоматизации эксперимента для меня стала знаковой.

Каковы перспективы развития измерительного оборудования? Какие новые разработки, тенденции, направления с Вашей точки зрения самые интересные?

– Современный эксперимент, особенно аэродинамический, немыслим без совершенствования измерительной техники, поскольку, как говорил Менделеев, “наука начинается там, где начинают измерять”. Первые экспериментальные исследования (довоенные и после войны) – в основном ручная регистрация, ручная обработка; на эксперимент уходило до нескольких месяцев обработки данных. Затем последовал этап внедрения мини-ЭВМ или персональных ЭВМ; а когда эксперимент автоматизировался на испытательных стендах, стало возможным контролировать испытания в режиме онлайн. Но этого было очень мало. Аэродинамический эксперимент очень дорогостоящий, особенно в таких крупных трубах как Т-128, где мощность привода 100 МВатт, а это примерно одна Днепрогэс, как говорили раньше, то есть один миллион рублей на максимальных режимах “улетает в трубу” за два часа. Поэтому во время испытаний всегда стоит задача снять максимальное количество информации.

Тенденция такова: производить модели, содержащие самые новые технологии (микроэлектромеханические системы (МЭМС), нанотехнологии), с тем, чтобы модель была не просто копией ЛА, а интеллектуальной, насыщенной датчиками. Она должна измерять буквально все режимы: деформации модели, угловое положение, нагрузки, распределение давления, температуру и т. д. Во-первых, это даёт возможность получить более точную обработку результатов с конкретной конфигурацией данной модели в определённый момент времени. Во-вторых, можно верифицировать расчётные методы более точно. Сейчас они развиваются очень быстро, но без эксперимента ничего не обходится. Потому что некоторые явления – например, обтекание модели при больших углах атаки, срыве потока, на больших скоростях – пока что с трудом описываются теоретически, сильно зависят от частностей. В таких ситуациях расчёт может увести в сторону в сторону от правильного решения, без экспериментальной проверки ничего не получится. Поэтому, ещё одна важная, как мне кажется, тенденция, направление исследований – верификация расчётных методов на основе получаемой информации. И, конечно, оптимизации режимов работы самой трубы: как я уже говорил, время работы экспериментальной установки – немалые деньги.

Ещё хочется отметить, что помимо систем измерения на основе интеллектуальных датчиков с встроенной микроэлектроникой, большую роль сейчас играют системы бесконтактных измерений. Это оптические системы на основе матричных камер. Они позволяют получать поля физических величин как на поверхности модели (давление, тепловой поток, напряжение трения), так и в потоке (плотность, скорость), а также измерять деформацию и положение модели.

Нельзя не упомянуть и технологию измерений на основе оптоволоконных датчиков (измерение температуры, деформации и т.д.), перспективную для прочностных стендовых и летных исследований.

И всё это сейчас у нас на кафедре и в институте (ЦАГИ) стремительно развивается. Значительное количество выпускников нашей кафедры [кафедры аэрофизического и лётного эксперимента – прим.ред.] активно работают именно в этой области.

Также эксперимент требует очень высокой точности измерения. Речь идет о сотых, тысячных долях процента от измеряемой величины. Вот в этом направлении надо двигаться, применять новые технологии современной электроники на основе встраиваемых микроконверторов и микропроцессоров, а также развивать большие комплексные системы с распределённой архитектурой для обработки информации эксперимента в целом.

Насколько отечественные приборостроение и метрология конкурентоспособны? Используются ли наши разработки за рубежом?

– На самом деле, Россия полностью самодостаточна. Даже если взять советское время, все отечественные трубы были оснащены отечественными системами, правда, потом, конечно, интегрировались и зарубежные, но это для того чтобы улучшить надёжность систем. Была создана и развивается отечественная школа по тензометрическим измерениям, на основе которой создана целая гамма тензовесов – важнейших элементов для измерения весовых аэродинамических нагрузок в эксперименте. Здесь Россия является одним из мировых лидеров. ЦАГИ, ФАЛТ разрабатывают эти системы в широком диапазоне нагрузок и конструктивов.

Что касается электроники, был момент, когда мы немного провалились, но сейчас, в частности благодаря работе ЦАГИ и ФАЛТ, мы уже сделали ряд разработок, сопоставимых и даже иногда превосходящих по точности зарубежные, скажем, немецкие, американские. Это, например, прецизионные тензометрические усилители с погрешностью измерения порядка 0,002% - это мировой уровень. Уже выпущена серия этих приборов. Потом, скажем, многоточечные датчики давления для измерения распределения полей давления, сделанные совместно с нашими российскими партнерами. Эти разработок также в серийном производстве и включены в госреестр средств измерений. Они лёгкие, точные, малогабаритные, их можно разместить внутри модели летательного аппарата для измерений в тысяче точек.

Кроме труб ЦАГИ, нашими системами оснащены и СибНИА (трубы малых и больших скоростей), и МКБ «Радуга», и некоторые установки ЦИАМ. Мы стараемся наращивать темп, расширять функциональность, повышать точность.

Например, создание бездренажного метода измерения давления на основе тонкоплёночных датчиков. Толщина “ленточки” – полмиллиметра, и на ней может быть размещего много датчиков – пара десятков. “Ленточку” приклеил на  крыло – и можно измерять распределение давления без сверления поверхности с хорошей точностью. Это может быть очень серьёзный прорыв, новая технология измерений. Сейчас Физтех, ЦАГИ и ООО Драйвер занимаются исследованием характеристик такой системы.

Так что мы держим планку, как говорится.

Также развиваются и совершенствуются панорамные методы измерения давления и температуры на основе люминесцентных сенсорных покрытий, которые наносятся на исследуемую поверхность как обыкновенная краска. Россия (ЦАГИ) были пионерами в этой области, начиная с 80-х годов. Точность сенсорных покрытий, несомненно, хуже, чем у отдельных датчиков, но при интегрировании полей давления локальные нагрузки получаются надежнее, что важно для оптимизации конструкции летательного аппарата.

Ваше отделение много раз добивалось крупных успехов в своей области. Расскажите об этом.

– Отделение измерительной техники и метрологии является базовым для кафедры аэрофизического и лётного эксперимента. Я считаю, что основное достижение в том, что мы смогли привлечь молодёжь на работу в наше отделение. У нас 120 человек: из них больше половины – молодёжь, много выпускников ФАЛТ, которые в 25-30 лет заняли должности начальников секторов и отделов, многие заканчивают аспирантуру и активно работают по упомянутым ранее направлениям. Во главе практически каждого направления в качестве движущей силы стоит выпускник ФАЛТ. Недавно выпускник нашей кафедры Кирилл Бухаров успешно защитил кандидатскую диссертацию. Наши ребята активно участвуют в международных конференциях: в Америке, Китае, Европе, внутри России, на которых освещаются основные наши разработки по прецизионным тензометрическим системам измерений, оптоволоконным системам измерения, программным комплексам, системам управления экспериментом, оптическим измерениям и др.

Поэтому рост молодежи – залог развития эксперимента. Во многом благодаря молодому активному коллективу, мы можем двигаться вперёд.

Случалось ли так, что эксперимент шёл вразрез с теорией? Как быть в таких ситуациях?

– Да, случалось, и не раз. Бывает, что в процессе испытаний аппаратура отказывает: датчик выйдет из строя или контакт отсоединится, или приёмное отверстие забьется. На мониторе сразу фиксируется отклонение от ожидаемой (расчетной) величины. Поэтому важно осуществлять контроль за ходом испытаний и их качеством: как я уже говорил, испытания дорогие. Сейчас во многих трубах, скажем, Т-128, Т-106, Т-109 и других идет мониторинг процесса в режиме реального времени – в случае серьёзных отклонений эксперимент приостанавливается, начинается тщательное выяснение ситуации.

Расскажите, пожалуйста, о технологии использования жидких кристаллов в области качественной визуализации.

– Последние годы мы, совместно с Институтом Теоретической и прикладной механики Сибирского отделения академии наук, развиваем метод визуализации течений на поверхности моделей с помощью жидких кристаллов. Жидкий кристалл – это упорядоченная структура, на которой происходит дифракция света, как на дифракционной решётке. На поверхности модели ЛА под действием касательных напряжений (трения) решётка деформируется и меняется пространственный спектр рассеиваемого света. Становятся видны ламинарно-турбулентный переход, отрыв потока и скачки уплотнения. Пока кристаллы дают качественную картину распределения напряжения трени

– Я считаю, что студенты на старших курсах должны активно осваивать выбранную специальность: МФТИ, ФАЛТ даёт уникальную возможность работать по специальности уже на старших курсах. Нужно использовать возможность получить от своих научных руководителей максимум информации и активно двигаться самому. Диплом – это хорошая стартовая площадка для дальнейшего движения. Хорошо поработал на старших курсах – уже залог будущего есть. Всё во многом зависит от самих ребят. Поэтому надо работать и учиться, учиться и учиться – и всё будет хорошо.

Материал подготовлен Инной Сидоровой и Натальей Габдрахмановой
Фото Евгения Пелевина и Инны Сидоровой

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-ig soc-fb soc-tw soc-li soc-li soc-yt
Яндекс.Метрика