В прошлой части я описал процесс разрушения основ работы КБ с девальвацией должностей и так как акцент был на противовесе управленцев и КБ, могло сложиться впечатление, что в самих конструкторских подразделениях с конструкторами всё хорошо. В этой части я опишу проблему конструкторских кадров в целом.
Итак, что же происходит с уровнем современных инженеров-конструкторов? Для того, чтобы описать, что происходит с их уровнем, приведу один "забавный" пример.
Мне на проверку приходит модель системы обогрева кабины экипажа, я смотрю на неё и вижу, что она работать не будет (мне для этого достаточно взглянуть на форму трубопроводов и выходных сечений). Я вызываю конструктора и спрашиваю, где расчёт системы. Он начинает заявлять, что мол систему будет делать субподрядчик, которому передадут эту модель, а он уж там досчитает и доделает всё как надо. Я упираюсь, что нельзя такую систему передавать даже субподрядчику - если они там умные, то засмеют, если они идиоты - то сделают, как нарисовано и ничего работать не будет (прецеденты были).
После ряда препинаний и привлечения главного конструктора, мне с заметным лагом всё-таки передают конечно-элементный расчёт системы, сделанный субподрядчиком. Я открываю его и меня разбирает гомерический смех - по расчёту чётко и ясно видно, что система работать не будет! Там сопротивление канала за эжектором в полтора раза выше, чем скоростной напор создаваемый эжектором, не говоря уже о том, что на визуализации чётко видно, что выходные сопла спроектированы неправильно и обдув лобового стекла полноценно осуществляться не будет.
Из этого небольшого примера видно что? Видно, что данный конкретный конструктор не понимает, что он делает и даже не понимает, как интерпретировать расчёт - он просто рисует трубопроводы, как получится, и старается, чтобы все элементы из которых система по учебнику должна состоять в ней присутствовали.
Вы думаете это единственный пример, который у меня есть? Такие примеры я могу привести практически по всем системам, где будут картины большей или меньшей тяжести.
Причём конструктор из примера не молодой вчерашний студент - это поколение, пришедшее в ОКБ в конце 90-х. То поколение, которое должно было перенять опыт, но которое свалилось до вот такого.
Как это могло произойти? А тут есть пара дополняющих друг друга объяснения. Во-первых, конечно, лень и глупость никто не отменял - это предмет того самого вымывания кадров из ОКБ, о котором я говорил в прошлой части. А во-вторых, это манера позднего проектирования тех самых опытных советских "мастодонтов", которые работали ещё с Камовым.
Особенность их работы была в том, что в поздний период, когда кадров становилось всё меньше, а работы не убавлялось, они часто работали полагаясь на свой опыт - опыт многих десятилетий расчётов, испытаний, проб и ошибок, которые они получили в советский период. Эти люди реально могли свою систему спроектировать "на глазок", отдавая поверочные расчёты другим людям, т.к. были уверены, что сильно не ошибутся и система будет работать как надо.
И вот такую позднюю модель наблюдали пришедшие в поздние 90-е - начало 00-х молодые инженеры-конструкторы. И у них сложилось превратное впечатление, что так и надо - что именно так всё и делается. Вот только опыта и физико-математического понимания процесса у них фактически не было, чтобы нарисовать что-то дельное. Пока были в наличии старшие товарищи - они как-то исправляли дело, подсказывали, как надо, а потом они уходили, выбивая табуретку из под ног.
Это что касается инженеров-конструкторов, проектирующих системы. Среди инженеров-расчётчиков картина немного отличается, но далеко не ушла. Так, в современную жизнь пришли системы конечно-элементного моделирования. И вместе с тем ушло понимание об аэродинамике, прочности и вообще физике в целом - его заменило программное обеспечение.
Но даже работая с программным обеспечением, не пришло понимание ограничений моделей, используемых в нём и правил формулирования задачи. Сами расчётные модели, как правило, являются закрытыми - предмет гордой интеллектуальной собственности компании-разработчика. Поэтому даже опытный инженер будет иметь дело с "чёрным ящиком", в который загружаются исходные данные, а на выходе получаются какие-то результаты, полноценно проверить которые можно лишь на испытаниях (все классические верификационные задачи считаются этими пакетами "на ура", а чуть сложнее - уже тёмный лес).
В целом же, проблема с конечно-элементными расчётами состоит из двух частей - уже упомянутых ограничений модели и её точности и ещё более важной способности инженера задать правильные исходные данные программе.
Последняя часть особенно важна, т.к. неправильно заданные исходные данные или нелепо проведённые упрощения расчётной модели могут привести к полностью неадекватным результатам вычисления. И регулярно к этому приводят.
Так, например, используют прочнисты NASTRAN для своих расчётов, берут у аэродинамиков нагрузки на стабилизаторе вертолёта, прикладывают к стабилизатору распределённую нагрузку и вдруг обнаруживают, что компенсировать её нечем - вертолёт с такой нагрузкой на стабилизаторе должен крутануться вокруг горизонтальной оси - что же делать? Они берут и включают функцию под названием "инерциальная компенсация". Что делает эта функция? Она элементарно представляет квазистатическую задачу, когда рассматривается некий момент времени, когда усилие уже приложено, но вертолёт ещё не провернулся за счёт сопротивления силы инерции. И вот в таком варианте приложив ещё ряд инерциальных нагрузок к фюзеляжу, прочнисты формулируют задачу расчёта всего фюзеляжа.
В чём ошибка такой постановки задач? В том, что в реальной жизни никакой "инерциальной компенсации" нет - влияние инерции призрачно мало, особенно в случае установившегося манёвра (который и рассматривается) и нагрузка на стабилизаторе рождается, как реакция на нагрузку в носовой части фюзеляжа. И если стабилизатор находится на плече в 7 метров, а носовая часть всего 3, то тонна сил на стабилизаторе может соответствовать трём в носовой части - и эта нагрузка из расчётной модели тупо выпала.
Просто инженер-прочнист, который задал вопрос аэродинамикам о нагрузке на стабилизаторе даже не думал сформулировать задачу в виде цельной аналитической модели, согласовать её с аэродинамиками и лишь потом скармливать машине.
Касательно точности вычислений тут вступают в роль дополнительные факторы - ограничения современных процессоров (всего 15 значащих цифр с плавающей запятой при двойной точности) и циклов, которые возникают в процессах. Например, при расчёте аэродинамики, срывное обтекание провоцирует многочисленные вихри, а в вихре воздух может пройти сотню оборотов, прежде, чем дойдёт до следующего аэродинамического элемента конструкции, на которую он влияет, а к этому моменту расчёт будет произведён для миллиона узлов сетки, что не оставит от этих 15 знаков ровным счётом ничего. Много раз наблюдал, как параметры Cx в расчётах принимали невразумительные нереалистичные величины, отличаясь в разы от тех, что могли бы возникнуть при таких обстоятельствах.
Всё это в сумме даёт результат, как в той цитате со старого баш.орг'а - "эта кривая удовлетворяет решению задачи, как, в прочем, и любая другая". Точность расчётов, как инструмента предсказания оставляют желать лучшего, хотя при правильном использовании инструмента могли бы сэкономить тысячи человекочасов и миллионы рублей.
И всё это помножается на организационную составляющую - из отдела технических проектов убрали собственных прочнистов и аэродинамиков, выведя их полностью в отдельные подразделения у которых планирование осуществляется в отрыве от планов работы ОТП, в итоге в процессе начального проектирования они могут просто не участвовать, а выступать в роли патологоанатомов, которые констатируют факт "работает" или "не работает", уже не влияя толком на количественные показатели этой работы.
Как после этого летают вертолёты, спросите вы? Спасает жёсткая система государственных испытаний, которая стоит щитом, ограждающим эксплуатанта от полной лажи, которую могут "напроектировать" такие вот инженеры-конструктора. Вся эта лажа просто переходит на этап доводки - в итоге бессмысленно удивляться, почему какой-нибудь Ка-62 совершив первый полёт в 2016 году всё ещё не дошёл до этапа сертификационных испытаний.
Но это ещё не всё. Эта статья была бы не полной, если бы я не затронул тему будущих кадров.
Итак, на данный момент в Российской Федерации осталось одно место, где можно получить образование по специальности "вертолетостроение" - МАИ. На кафедре осталось действующих 4 человека. Из них ни одного профессора. Шайдаков уже не преподаёт - возраст взял своё, Михеев, числящийся на кафедре никогда и не преподавал (хотя стоило бы, т.к. в деятельности КБ он уже тоже не участвует). Есть пара "гастролирующих" из КБ человека, которые читают лекции по субботам. Будущих преподавателей как-то не вырисовывается - из КБ люди выходят вперёд ногами или меняя род деятельности так и не приобретя нужный опыт.
К этому добавляется то, что с тех пор, как в системе высшего образования ввели ЕГЭ и привязали штатное расписание к числу учащихся, вылететь с этой специальности стало просто невозможно - даже последнего идиота доведут до выпуска. Кто выходит после такого образования?
Конечно, чудеса случаются - бывает выходят хорошие специалисты из любых ВУЗов - те, которые просто хотят учиться и занимаются самообучением, выцарапывая знания из всех возможных источников. Но сколько их? Каковы шансы отрасли восстановиться?
Многие сходятся во мнении, что точка невозврата пройдена.
А что же по этому поводу думают Вертолеты России? О том, чем заняты ВР, в следующей части статьи.
[Продолжение следует]
Комментариев нет:
Отправить комментарий