Традиционный подход к определению характеристик летательных аппаратов основывается на физических экспериментах. Однако с развитием цифровых технологий происходит сдвиг в сторону численных испытаний. Вычислительные эксперименты обладают явным экономическим преимуществом и потенциально способны сократить сроки и стоимость разработки и сертификации летательных аппаратов (ЛА).

Но какие риски несет вычислительный эксперимент? Почему он пока не может полностью заменить натурный? Что такое цифровые двойники? И способен ли искусственный интеллект пилотировать самолет самостоятельно? Об этом ― в интервью с начальником научно-исследовательского центра развития высокопроизводительных вычислений ФАУ «ЦАГИ», кандидатом технических наук Кириллом Сергеевичем Анисимовым.

— Вы руководите научно-исследовательским центром развития высокопроизводительных вычислений. Расскажите о ключевых направлениях деятельности центра.

— Основная цель центра — обеспечение цифровизации и цифровой трансформации института. В настоящее время есть четыре направления деятельности, в которых работает центр.

Первое — это создание собственного программного обеспечения (ПО) и поддержание инфраструктуры разработки и функционирования ПО, прежде всего прикладного, используемого при исследованиях и разработках института.

Второе направление — создание системы вычислительных испытательных стендов, когда физический эксперимент, будь то стендовый эксперимент на установках института или летный, заменяется вычислительным экспериментом с целью определения аэродинамических или других характеристик летательных аппаратов.

Третье направление — это решение задач оптимизации. Долгое время я руководил проектами по оптимизации, и эта задача стоит перед центром.

И четвертое направление — создание системы сквозной сертификации, которая бы объединяла системы стендовых, численных и натурных, летных испытаний.

— Расскажите подробнее о роли вычислительного эксперимента в цикле испытаний, может ли он заменить натурный эксперимент?

— Согласно существующей нормативной документации, есть как натурные, так и вычислительные испытания. И если мы говорим об определении характеристик летательных аппаратов на этапе предварительного проектирования, как правило, это происходит за счет использования численных методов. Они имеют ряд преимуществ перед физическими методами исследования за счет существенного снижения трудозатрат и возрастания скорости проведения исследований.

Если мы говорим об испытаниях на этапе приемки изделия, то сейчас, к сожалению, актуален только физический эксперимент. Это во многом связано с консервативностью авиационной отрасли и сложностью введения новых подходов, а также с очень серьезными рисками, высокой ценой ошибки и недостаточно развитой в этом направлении нормативной документацией. То есть в настоящий момент фактически на этапе приемо-сдаточных испытаний численные методы принимаются крайне плохо.

Сегодня результаты численного моделирования применяются только в тех случаях, когда физический эксперимент провести невозможно. Например, при каких-то катастрофических воздействиях на аппарат. Но для большего числа случаев, когда физический эксперимент провести возможно, к сдаче принимаются исключительно результаты физического эксперимента.

— Вы сказали «к сожалению, физический эксперимент». Почему к сожалению? Какие альтернативы?