Атмосферные газы
Аэромеханика
Космические аппараты
Тепловая защита
Моделирования физико-химических процессов в атмосферных газах
Поможет уточнить расчеты для проектирования тепловой защиты космических летательных аппаратов
  • Нейронные сети
    использует для ускорения вычислений программный комплекс PAINeT, созданный в СПбГУ
  • Когда экспериментальные измерения недоступны
    PAINeT предоставляет расчеты по тепловым потокам у поверхности летательного аппарата

О проекте

Ученые Университета разработали программный комплекс PAINeT. Он поможет уточнить расчеты, необходимые инженерам при проектировании тепловой защиты, чтобы уменьшить массу многоразовых космических летательных аппаратов.
За счет снижения массы станет возможным загрузить больше припасов, следовательно, за прежнюю цену получится отправить больше полезного груза. Таким образом, себестоимость доставки в космос одного килограмма снизится. Это является одной из целей нацпроекта по развитию космической отрасли России.
 
Как рассказал Владимир Андреевич Истомин, руководитель проекта, старший научный сотрудник СПбГУ (кафедра гидроаэромеханики), тепловая защита нужна, чтобы аппарат не разрушился от перегрева (например, при входе в атмосферу или во время движения на высоте 10–20 км от Земли). При проектировании тепловой защиты надо учитывать множество физико-химических процессов, которые приводят к неравновесностям (отклонениям от термодинамического и физико-химического равновесия. — Прим. ред.) в потоках высокотемпературных смесей атмосферных газов.
 
До недавнего времени эффекты неравновесности газов не учитывались, а инженеры усредняли доступные экспериментальные сведения и проводили необходимые расчеты по приближенным формулам. Программный комплекс PAINeT позволит получить точные результаты.

По словам ученого, у разработанного программного комплекса уникальная архитектура, в которой объединены точные кинетические модели и возможности нейронных сетей. По этой причине PAINeT работает быстрее и лучше, чем аналоги.

Программный комплекс может использоваться конструкторами аэрокосмических предприятий в расчетах тепловых нагрузок при проектировании не только многоразовых кораблей для доставки грузов на МКС и в дальнейшем на российскую орбитальную станцию, но и при подготовке полетов к другим небесным объектам. Кроме того, PAINeT может быть полезен инженерам, которые проектируют высокоскоростные летательные аппараты, в том числе гиперзвуковые, осуществляющие полет в плотных слоях атмосферы (на высоте 10–50 км). Конечно, разработка также пригодится при проведении научных исследований.
Преимущества
  • Комплексность

    Разработка ученых СПбГУ включает несколько модулей и баз данных, которые можно использовать как вместе, так и по отдельности
  • Уверенность в информации
    Программный комплекс PAINeT использует для вычислений точные кинетические модели, что обеспечивает максимальную достоверность получаемых данных
  • Все в одном месте
    Программный комплекс PAINeT позволяет рассчитывать максимально широкий набор макропараметров газа и свойств коэффициентов переноса в режиме реального времени
  • Универсальный язык
    Программный комплекс написан на распространенном языке программирования, что делает PAINeT простым для использования в сторонних инженерных приложениях
Пользователи
Предприятия аэрокосмической и военной промышленности, научные организации
Цели

Создать программный комплекс для точных расчетов физико-химических процессов в высокотемпературных сильнонеравновесных реагирующих течениях газовых смесей.

Выгоды
Благодаря PAINeT получится уточнить расчеты, необходимые инженерам при проектировании тепловой защиты для снижения массы космических летательных аппаратов. Это поможет увеличить полезную нагрузку межпланетных и возвращаемых летательных аппаратов.
Команда
  • Владимир Андреевич Истомин

    кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник СПбГУ (кафедра гидроаэромеханики)

История успеха
Новая программа поможет уточнить расчеты, необходимые при проектировании тепловой защиты, чтобы уменьшить массу многоразовых космических летательных аппаратов.
Читать историю успеха
Больше возможностей
  • Индивидуальный расчет риска доклинических нейродегенеративных нарушений у пилотов гражданской авиации
    Подробнее
  • Эффективное и надежное устройство для уборки электропроводящего мусора на околоземных орбитах
    Подробнее
Слушать подкаст
Ученые СПбГУ отвечают на важные вопросы
Научно-популярные новости СПбГУ, исследования, видеолекции, интервью с учеными Университета
Ландау позвонит
Оставить заявку
Укажите контактную информацию, мы вам перезвоним и ответим на интересующие вопросы
Наши эксперты готовы ответить на ваши вопросы
Получить консультацию
Подписывайтесь на наши соцсети
Подпишитесь на соцсети СПбГУ, чтобы быть в курсе актуальных новостей
Простым языком об исследованиях и разработках ученых СПбГУ
Журнал «Санкт-Петербургский университет»