10 августа 2025 года главный конструктор по ключевому научно-технологическому направлению развития СПбПУ «Системный цифровой инжиниринг», директор Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков выступил с лекцией
- «Цифровая платформа разработки БПЛА как основа обеспечения технологического лидерства»
в рамках проектно-образовательного интенсива «Архипелаг 2025», прошедшего с 7 по 17 августа 2025 года на площадке Сколковского института науки и технологий.
Своё выступление Алексей Иванович начал с того, что структуры Экосистемы технологического развития СПбПУ активно участвуют в реализации Стратегии развития беспилотной авиации в России и национального проекта «Беспилотные авиационные системы». Специалисты развивают передовые цифровые и производственные технологии, в первую очередь технологию цифровых двойников, и совершенствуют Цифровую платформу CML-Bench® – уникальную разработку инженеров СПбПУ.
- «Наша Цифровая платформа CML-Bench® выступает в данном контексте как ключевой инструмент, обеспечивающий интеграцию цифрового проектирования, моделирования и оптимизации беспилотных летательных аппаратов. Она позволяет создавать цифровые двойники БПЛА и их компонентов, проводить цифровые (виртуальные) испытания и анализировать поведение систем в различных условиях эксплуатации. Это существенно сокращает сроки и стоимость разработки новых моделей беспилотников, а также позволяет повысить их надежность и эффективность»,
– заключил Алексей Иванович.
Кроме того, структуры Экосистемы технологического развития СПбПУ сотрудничают с ведущими отраслевыми предприятиями и научными центрами в области беспилотной авиации. Эта практика позволяет обмениваться опытом и знаниями, а также совместно разрабатывать и внедрять инновационные решения в практику отечественного авиастроения. Примером такого сотрудничества является взаимодействие с резидентами АНО «Федеральный центр беспилотных авиационных систем» и АО «Технопарк Санкт-Петербурга».
Цифровая платформа CML-Bench® неоднократно проходила отраслевую кастомизацию в процессе выполнения наукоемких проектов в интересах индустриальных партнеров и разработок государственного значения. В процессе реализации концепции проектирования для отрасли БАС на базе Цифровой платформы CML-Bench® и создания инженерами СПбПУ беспилотного летательного аппарата «Снегирь-1» платформа получила новый виток развития специализированной отраслевой архитектуры, создания новых программных модулей и дифференциации в соответствии со спецификой высокотехнологичной отрасли.
На основе аппарата «Снегирь-1» были разработаны модификации с увеличенными взлетной массой и дальностью полета. БПЛА «Снегирь-1.5» был создан в 2024 году для проведения летных испытаний, отработки системы управления, валидации и верификации расчетных моделей. В 2025 году разработан «Снегирь-2» – беспилотное воздушное судно, обладающее улучшенными характеристиками. В рамках ключевого научно-технологического направления СПбПУ (КНТН-1) «Системный цифровой инжиниринг» в 2025 году стартовала разработка опытного образца легкомоторного самолёта CML-Aeroplane.
Отметим, что команда Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» победила в Чемпионате России по спорту сверхлегкой авиации на усовершенствованном самолете МИКС-500 (модифицированный Х-32 МИКС) в дисциплине «Микросамолет-1», который проходил в августе 2025 года на аэродроме «Середка» в Псковской области.
Усовершенствованием самолета «МИКС-500» занимались специалисты ОКБ Передовой инженерной школы СПбПУ. В ходе проекта были разработаны математические и компьютерные модели самолета с применением цифровой платформы CML-Bench®, выполнена серия цифровых (виртуальных) испытаний по аэродинамике и прочности самолета Х-32 МИКС. Данная работа является первым этапом по созданию самолета CML-Aeroplane. В 2025-2026 гг. запланирована разработка цифрового двойника самолета на базе цифровой платформы CML-Bench®, а также изготовление опытного образца. На основе созданного цифрового двойника в конструкцию самолета будут применены передовые цифровые и производственные технологии, передовые композиционные материалы и композитные структуры, уменьшен вес с сохранением жесткостных и прочностных характеристик, улучшены аэродинамические характеристики, изменена конструктивно-силовая схема самолета.
Алексей Иванович также кратко рассказал о примерах использования Цифровой платформы CML-Bench® в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах для таких высокотехнологичных отраслей промышленности, как двигателестроение, атомное и нефтегазовое машиностроение, энергомашиностроение, автомобилестроение, медицина и другие.
Особое внимание спикер уделил понятиям «цифровой двойник изделия» и «цифровая сертификация». Алексей Боровков отметил, что определение термина «цифровой двойник» впервые введено в национальном стандарте ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения», который был разработан специалистами Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» совместно со специалистами ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики», в рамках деятельности технического комитета 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии» (ТК 700).
Важно отметить, что данный стандарт действует на территории России с 1 января 2022 года, а также с 24 ноября 2023 года был включен в перечень взаимно признаваемых российских и китайских стандартов в сфере авиастроения.
Цифровой двойник изделия – система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями.
«Цифровая сертификация» – специализированный бизнес-процесс, основанный на тысячах (десятках тысяч) цифровых (виртуальных) испытаний как отдельных компонентов, так и системы в целом, целью которого является прохождение с первого раза всего комплекса натурных, сертификационных и прочих испытаний.
Напомним, что определение термина «цифровая сертификация» в редакции
- «Применение технологии цифровых двойников на этапе проектирования позволяет выявлять потенциальные недостатки конструкции и оптимизировать ее параметры, минимизируя необходимость дорогостоящих циклов на этапе производства и испытаний. Это особенно важно для сложных технических систем, требующих высокой степени надежности и безопасности.
- Разработка цифровых двойников основана на рахзработке и применении математических и компьютерных [1,2] моделей, учитывающих физико-механические процессы, происходящие в изделии. Важным этапом разработки цифровых моделей является верификация и валидация моделей, которые должны подтвердить их соответствие реальным характеристикам объекта. Процедуры верификации и валидации цифровых моделей направлены на повышение уровня адекватности моделей. Проведение мультидисциплинарного численного моделирования позволяет учитывать взаимодействие различных физико-механических явлений, таких как аэродинамика, аэроупругость, механика деформируемого твердого тела, иеплопроводность и теплообмен, наконец, прочность. Использование компьютерных технологий оптимизации направлено на определение оптимальных параметров конструкции, обеспечивающих аэродинамическре качество (отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению или отношение их коэффициентов в поточной системе координат при данном угле атаки), минимальный вес изделия, максимальную полезную нагрузку и т. д. Эффективное применение высокопроизводительных вычислений, особенно, для решения задач аэродинамики БВС является неотъемлемой частью разработки цифровых двойников, поскольку позволяет проводить сложные и ресурсоемкие цифровые (виртуальные) испытания в короткие сроки.
- В конечном итоге, создание и эффективное использование цифровых двойников является одним из ключевых факторов достижения технологического лидерства России в разных отраслях промышленности, включая, естественно авиацию и беспилотные авиационные системы»,
– разъяснил Алексей Иванович.
Лектор пояснил, что во исполнение п 2.4 плана реализации Стратегии развития беспилотной авиации Российской Федерации специалисты Экосистемы технологического развития СПбПУ активно работают над созданием Цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников беспилотных авиационных систем (ЦП РПЦД БАС) на базе Цифровой платформы CML-Bench®. Это решение обеспечит оптимизацию методик проектирования беспилотных авиационных систем и их компонентов, а также станет площадкой для проведения «цифровой сертификации» БПЛА всех типов: самолетного, вертолетного, мультироторного, квадрокоптерного, включая конвертопланы, гидросамолеты и гидроамфибии.
В заключение спикер кратко рассказал об архитектуре ЦП РПЦД БАС, которая включает следующие программные модули:
- «Проектирование» («Техническое предложение», «Эскизный проект», «Технический проект», «Рабочий проект»),
- «База знаний» (компоненты: «Декомпозиция БВС», «Библиотека требований», «Свойства и модели материалов»),
- «Интеграция с ИТ-инфраструктурой» (компоненты интеграции с PLM- и CAx-решениями, с вычислительной инфраструктурой),
- «Данные об изделиях»,
- «Цифровая сертификация» (компоненты: «Библиотека нормативно-справочной информации», «Сертификационный базис», «Методы определения соответствия»).
Алексей Иванович подробно представил разные аспекты работы на ЦП РПЦД БАС, в частности, осветил иерархическую структуру цифровых (виртуальных) испытаний БПЛА. Так, спикер отметил, что в рамках реализации линейки многофункциональных беспилотных летательных аппаратов «Снегирь» были разработаны цифровые (виртуальные) испытательные полигоны (ВИП), среди которых ВИП «Аэродинамика», ВИП «Аэроупругость и нагрузки», ВИП «Прочность», ВИП «Металлические материалы» и ВИП «Композиционные материалы» и более 30цифровых (виртуальных) испытательных стендов.
Лекция Алексея Боровкова вызвала живой отклик аудитории. Слушатели отметили пользу и ценность озвученной информации и воспользовались возможностью задать вопросы напрямую главному конструктору по ключевому научно-технологическому направлению развития СПбПУ «Системный цифровой инжиниринг».
Материал подготовлен при поддержке гранта
Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Фотографии предоставлены организатором мероприятия.