Самарские ученые создали образовательную платформу для изучения двигателей в виртуальной реальности

Специалисты Инжинирингового центра Самарского университета им. Королёва разработали виртуальную образовательную платформу для изучения устройства авиационных и ракетных двигателей. Созданный программный комплекс позволяет более подробно и наглядно изучать устройство и работу двигателей на основе их точных 3D-моделей, помещенных в виртуальную реальность. Разработка предназначена для обучения не только студентов профильных специальностей, ее также можно будет использовать в рамках профориентации школьников и для повышения профессионального уровня сотрудников двигателестроительных предприятий.

"Цель нашего проекта - создать новые возможности для обучения, своего рода новый учебный инструмент, с помощью которого можно подробно и наглядно изучать в виртуальной реальности внутреннее устройство различных двигателей, вплоть до самых мелких деталей. Это гораздо эффективнее, чем по старинке изучать двигатели по чертежам. На основе нашей программной платформы 3D-модели двигателей можно будет разбирать и собирать, запускать виртуальные двигатели в работу и следить за рабочими процессами внутри них, выявлять возможные неполадки и даже заменять дефектные детали. Предусмотрено несколько уровней сложности и детальности отображения - от простейшего уровня для школьников до профессионального, предназначенного для специалистов предприятий. Платформа разработана универсальной и общедоступной - это как виртуальный справочник или учебник с "живыми" иллюстрациями, причем свои страницы в этот учебник сможет добавлять для себя любой пользователь платформы - например, вуз или предприятие смогут загрузить в программу свои 3D-модели тех двигателей, по которым они специализируются", - рассказал директор Инжинирингового центра Иван Зубрилин.

По его словам, в настоящее время платформа предусматривает изучение газотурбинных, жидкостных ракетных и поршневых двигателей. Это основные направления, в дальнейшем программный комплекс может быть модифицирован и расширен для изучения и других типов двигателей. Разработка велась Инжиниринговым центром совместно с Институтом искусственного интеллекта Самарского университета им. Королёва и самарской компанией "АР СОФТ". Основой для создания платформы послужил разработанный ранее в Инжиниринговом центре виртуальный тренажер для обучения будущих инженеров и конструкторов авиационных двигателей. Для погружения в виртуальную среду и манипуляций с 3D-моделями используются VR-очки и контроллеры. Пользователи смогут подключаться к общедоступной платформе через Интернет.

"Технически и функционально платформа готова к использованию, сейчас завершаем финальные штрихи. Данную разработку можно назвать уникальной. На различных российских предприятиях, безусловно, применяются отдельные модули виртуальной реальности для ряда сложных двигателей, но эти модули предназначены для обслуживания и ремонта именно этих конкретных агрегатов, то есть, эти модули не универсальны и их, как правило, сложно использовать в учебных целях для студентов и тем более для школьников. Наша платформа прежде всего сфокусирована на образовательных задачах, мы погружаем в виртуальную среду учебный процесс, и при этом данная платформа универсальна, в нее можно добавлять множество различных агрегатов и модифицировать ее под свои учебные или производственные задачи", - подчеркнул Иван Зубрилин.

С помощью платформы специалисты предприятий смогут на своем профессиональном уровне не только изучать "анатомию" каких-то новых, незнакомых им ранее двигателей, но и отрабатывать определенные технологические операции по сборке-разборке агрегатов с учетом правильного порядка использования инструментов и соблюдения норм техники безопасности.

"В этом проекте максимально оптимизирована нагрузка на аппаратную часть, так как в VR-пространстве очень важно совмещение быстродействия и качества прорисовки. Но при этом качественно проработаны физические свойства деталей и сборок двигателей", - добавил директор ООО "АР СОФТ" Андрей Савельев.

"В настоящее время в виртуальном пространстве платформы размещены для тестирования 3D-модели нескольких двигателей. В ближайшие месяцы на платформу будут загружены модели основных двигателей, изучаемых в университете, в том числе оцифрованные экспонаты Центра истории авиационных двигателей (ЦИАД) Самарского университета им. Королёва. В ЦИАД собрана крупнейшая в мире коллекция советских и российских газотурбинных двигателей, здесь представлены все типы воздушно-реактивных авиадвигателей. Кроме двигателей для самолетов в коллекции также есть агрегаты, предназначенные для вертолетов, ракет и даже танков", - добавил руководитель проекта развития VR в двигателестроении Инжинирингового центра Илья Лейковский.

"У нас в университете собрана не только самая большая коллекция настоящих двигателей, "в железе", но и самое большое собрание их виртуальных 3D-моделей, которые создавались в разные годы сотрудниками и студентами. Теперь эти виртуальные модели войдут в систему нашей платформы и будут доступны для изучения всем пользователям", - отметил Иван Зубрилин.

Справочно

Инжиниринговый центр Самарского университета им. Королёва - вуза-участника национального проекта "Наука и университеты" - создан в 2021 году по итогам открытого конкурса Министерства науки и высшего образования РФ на предоставление грантов в форме субсидий из федерального бюджета для создания и развития инжиниринговых центров в России. Самарский университет вошел в число 11 вузов-победителей первой очереди конкурса. Победа стала возможной благодаря слаженной работе с участниками консорциума НОЦ мирового уровня "Инженерия будущего" и личной поддержке проекта Инжинирингового центра со стороны губернатора Самарской области Дмитрия Игоревича Азарова.

В числе приоритетных направлений деятельности Инжинирингового центра – разработка цифровых интеллектуальных технологий для машиностроения, создание "цифровых двойников" перспективных газотурбинных двигателей и установок, а также развитие аддитивных технологий и промышленной робототехники, подготовка и переподготовка специалистов высокого уровня для двигателестроительных предприятий России.

Инжиниринговый центр развивается в тесном взаимодействии со стратегическим партнером – ПАО "ОДК-Кузнецов". Реализуемые здесь проекты являются одним из ключевых элементов исследовательской программы развития НОЦ "Инженерия будущего" в части технологических и образовательных проектов платформы "Двигателестроение".