Вопрос задала Яо Мэнна.
Ей показалось, что она вернулась в тот вечер, когда только познакомилась с Чан Хаонанем, и он спокойно объяснял, почему нельзя использовать метод вычислительной гидродинамики для моделирования флаттера прямого крыла.
Яо Мэнна думала, что после стольких усилий она больше не столкнется с подобной неловкой ситуацией.
Но, видимо, она переоценила себя.
Когда тема перешла в другую область, дистанция между ними снова увеличилась.
«Традиционными методами это действительно невозможно», — Чан Хаонань повернул доску на 180 градусов.
На самом деле, он сам только что разобрался, как использовать метод дискретных элементов для моделирования мягкого абразива, и проверил эту идею через систему.
[Создать трехмерную модель абразивных частиц на основе теории дискретных элементов, задать размер, форму, концентрацию и плотность модели, учесть взаимодействие между жидкостью и частицами, создать модель контакта между частицами, между частицами и жидкостью, между частицами и внутренней стенкой, смоделировать силы, действующие на частицы в жидкости, и их движение, предсказать закономерности движения дискретных частиц, проанализировать механизм удаления материала с поверхности детали абразивным потоком, спрогнозировать результат полировки абразивным потоком…]
Хотя метод дискретных элементов был разработан еще в 70-х годах, до сих пор он применялся в основном в геотехнике, и не был так широко распространен, как метод конечных элементов.
Результат, естественно, был положительным.
[Затраты на доработку проекта: 25 очков. Затраты на получение готового результата: 250 очков. Начать исследовательский проект «Полировка мягким абразивом и механизм удаления материала с поверхности на основе метода дискретных элементов»?]
На этот раз Чан Хаонань не раздумывал долго и подтвердил запуск проекта.
Во-первых, это была не его область знаний, и, что более важно, из-за выявленной проблемы с качеством производство РП14B, и даже РП14A, было временно приостановлено. На заводе 112 уже началась сборка четырех опытных образцов J-8C, и никто не хотел, чтобы готовые самолеты простаивали в ожидании двигателей.
Во-вторых, статья по теории управления, опубликованная в IEEE Transactions on Automatic Control, принесла ему 100 научных очков и 2500 очков теоретического опыта, так что он мог позволить себе потратить немного очков.
Мощный поток знаний и опыта хлынул в его мозг.
Хотя он уже много раз испытывал подобное, это чувство наполненности все еще завораживало его.
Чан Хаонань сделал глубокий вдох, потер слегка гудящую голову и, как ни в чем не бывало, продолжил:
«Как известно, важной предпосылкой метода конечных элементов и метода конечных объемов является непрерывность среды».
«В рамках этого предположения физические свойства материала можно выразить непрерывными функциями, которые обычно называют физическими уравнениями. Объединив физические уравнения материала, уравнения равновесия, граничные условия и начальные условия, можно получить управляющие уравнения задачи и найти численное решение для конкретной ситуации».
«Однако эти численные методы плохо подходят для моделирования сыпучих материалов, состоящих из множества твердых частиц, поскольку частицы движутся независимо друг от друга, что может привести к значительной деформации и смещению узлов сетки».
«Но мы можем использовать другой подход, сосредоточившись на детальном описании контактного взаимодействия между частицами, между частицами и границами модели, а также на общем балансе сил. Это и есть идея метода дискретных элементов».
«Связав контактное взаимодействие с уравнениями баланса импульса системы, мы можем составить уравнение движения для каждой частицы. Совокупность уравнений движения всех частиц опишет общую динамику дискретной системы».
«Основной процесс исследования, на мой взгляд, можно разделить на четыре этапа. Сначала нужно математически описать форму, движение и износ поверхности модели. Затем определить контакт между частицами и сложной границей модели…»
Чан Хаонань рассказывал об основных принципах около двадцати минут, а затем заметил, что большинство присутствующих смотрят на него непонимающими глазами.
К счастью, несколько молодых инженеров и Яо Мэнна, казалось, внимательно слушали и что-то понимали.
Этого было достаточно.
Как и в 601-м институте, для работы с численным моделированием требовалось всего несколько человек. Остальные должны были заниматься разработкой оборудования, то есть проектированием и изготовлением шлифовального станка для работы с мягким абразивом.
«Если у кого-то есть вопросы по моделированию методом дискретных элементов, можете подойти ко мне после совещания. Мне нужны 3-4 человека для программирования и численного анализа».
«Что касается проектирования станка, думаю, нам понадобится помощь извне».
Основной задачей 410-го завода было производство авиационных двигателей, а не станков. Они могли внести некоторые технические усовершенствования, но разработать новый шлифовальный станок с нуля было для них слишком сложной задачей.
«Это не проблема», — Чжун Шихун воспрянул духом, увидев проблеск решения. — «Шэнцзинский первый станкостроительный завод — наш давний партнер, у них есть опыт в этой области. Тем более, что абразив и систему управления разработает инженер Чан, останется только механическая часть».
«Что касается сотрудничества…» — Чжун Шихун немного подумал. — «Думаю, сотрудничества двух заводов недостаточно. Если нам удастся создать это оборудование, это станет огромным стимулом для развития всей обрабатывающей промышленности нашей страны. Сейчас как раз конец года, поэтому…»
«Я предлагаю обратиться к руководству с просьбой о запуске проекта под названием «Программа высокоточной обработки», целью которого будет систематическое повышение уровня производства на всех заводах авиационной промышленности!»
Очевидно, у Чжун Шихуна были свои амбиции.
Хотя основным исполнителем проекта, безусловно, был бы Чан Хаонань, как инициатор и руководитель технического отдела 410-го завода, Чжун Шихун получил бы немало преимуществ в случае успеха.
В более широком смысле, быстрое внедрение этого нового метода финишной обработки могло бы решить многие насущные проблемы смежных предприятий.
Хотя изначально эта идея была предложена для полировки внутренних стенок отверстий с воздушной пленкой, область ее применения была гораздо шире.
Даже если рассматривать только авиастроение, существует множество деталей трубопроводов переменного диаметра, таких как топливопроводы, форсунки, воздуховоды и так далее. Производство каждой из них сопряжено с проблемами низкой производительности и высокого процента брака.
«Отлично, тогда… так и сделаем».
Чан Хаонань уже оценил преимущества работы над такими проектами.
Достаточное финансирование, необходимое количество сотрудников, приоритетное выделение ресурсов.
И, что немаловажно, щедрое вознаграждение.
Даже завод 182, будучи меньше, мог выплатить премию в двадцать тысяч, не говоря уже о 410-м.
Чан Хаонань не считал себя материалистом, но возможность заработать дополнительные деньги, выполняя проект, была приятным бонусом.
…
Конечно, такое срочное дело нельзя было откладывать до утверждения проекта.
Поэтому на следующий день, еще до того, как Чжун Шихун начал писать заявку, на 410-й завод прибыли ведущие специалисты Шэнцзинского первого станкостроительного завода.
Их возглавлял инженер по имени Хан Юйдэ, интеллигентного вида, плотного телосложения, лет сорока.
Выслушав подробное описание нового шлифовального станка от Чан Хаонаня, он на секунду замер.
Затем почти непроизвольно произнес какую-то непонятную фразу на иностранном языке.
Чан Хаонань не понял, но это точно был не английский.
К счастью, инженер быстро пришел в себя, взял со стола заточенный карандаш и начал рисовать на листе бумаги.
В отличие от абстрактных рисунков Чан Хаонаня, Хан Юйдэ рисовал гораздо лучше. Даже без линейки и циркуля его эскиз был четким и аккуратным.
«Чан…»
«Чан Хаонань».
Кто-то вовремя подсказал.
«Оборудование, которое описывает товарищ Чан Хаонань, я видел лет пятнадцать назад во время стажировки в ГДР. В переводе с немецкого оно называется «обработка текучим абразивом» или «абразивно-струйная обработка»», — Хан Юйдэ продолжал рисовать, и через несколько минут на бумаге появился эскиз станка. — «Принцип работы этого метода несложен, и оборудование тоже простое. Кроме оснастки, которую нужно изготавливать под конкретную деталь, мне понадобится четыре-пять дней, чтобы закончить проектирование».
Чан Хаонань услышал несколько резких вздохов, в том числе и свой собственный.
«Так быстро?» — обычно такие вопросы задавали ему, но теперь все изменилось.
Эта скорость казалась невероятной.
«Потому что обработка текучим абразивом — не новая технология. Сам станок очень простой, без высокоскоростных или высоконапорных узлов. Его даже не нужно проектировать, можно просто скопировать тот, что я видел в ГДР, и он не устареет еще лет двадцать», — Хан Юйдэ бросил карандаш на стол. — «Настоящая сложность заключается в составе абразива и системе управления. Эта отличная идея не получила широкого распространения за рубежом, а в нашей стране о ней мало кто знает, именно по этой причине».
«Из-за особенностей мягкого абразива, его состав нужно подбирать для каждой детали. Станок, который я видел в ГДР, использовался для обработки трубки высокого давления. Само оборудование нам показали, но состав абразива был строго засекречен. Говорят, им потребовалось около двух лет, чтобы найти оптимальное решение».
«Не волнуйтесь, это как раз конек инженера Чана», — вставил кто-то.
«Похоже, у этого метода действительно есть перспективы».
«…» — услышав эти слова, Хан Юйдэ посмотрел на Чан Хаонаня. Ничего не сказав, он просто кивнул. — «В любом случае, придумать такую идею, не видя раньше абразивно-струйного станка, — это уже достижение».
«Приступим».
…
Хотя основными участниками проекта были 410-й завод и Шэнцзинский первый станкостроительный завод, у них не было необходимых ресурсов для проведения численного моделирования.
К счастью, 601-й институт переключился на «Проект 11», и вычислительный центр занимался оцифровкой документации по Су-27 совместно с российскими специалистами. В данный момент больших вычислительных задач не было.
Поэтому, в итоге, Чан Хаонань вернулся в 601-й институт, чтобы воспользоваться несколькими рабочими станциями и помощью трех сотрудников, включая Лин Шикуана.
Хотя метод дискретных элементов отличался от метода конечных элементов в теоретической основе и подходе к вычислениям, принципы численного моделирования оставались неизменными. Имея базовые знания, сотрудники быстро поняли поставленные задачи, не требуя от Чан Хаонаня долгих объяснений.
Особенно Лин Шикуан, который за последние месяцы сделал большой рывок.
Когда они только познакомились, он с трудом справлялся с оцифровкой документов, а теперь мог предлагать собственные решения.
Получив задание, Яо Мэнна не ушла сразу, а обратилась к Чан Хаонаню:
«Младший брат, мне кажется, для определения контакта достаточно поиска ближайших соседей и проверки пересечения. Зачем тратить на это столько времени?»
«Если рассматривать только нашу задачу, то да. Отверстия с воздушной пленкой в РП14 — это круглые отверстия с простыми каналами, поэтому построение сетки и выбор граничных условий несложны, и объем вычислений невелик», — Чан Хаонань уже включил рабочую станцию и проверял алгоритм по заранее составленному плану. — «Но у меня есть и другие идеи».
«Инженер Хан из станкостроительного завода был прав, состав мягкого абразива нужно подбирать для каждой детали. Для нас это не проблема, но большинство инженеров на заводах не имеют глубоких теоретических знаний, и мы не можем требовать от них изучения основ метода дискретных элементов и программирования».
«Поэтому я хочу разработать простое в использовании программное обеспечение для трехмерного моделирования методом дискретных элементов, подобно тому, как мы делали с CFD. У этого метода большой потенциал, и, упростив обучение, мы сможем помочь многим производителям».
Услышав этот ответ, Яо Мэнна приоткрыла губы, но не произнесла ни звука. Она смотрела на профиль Чан Хаонаня.
Она не помнила, когда начала украдкой наблюдать за ним с этого ракурса.
Он был ее младшим братом по институту, но превосходил ее не только в научных способностях, но и в широте мышления.
«Эх…» — через некоторое время Яо Мэнна вздохнула и с грустью в глазах развернулась и ушла.
Обновлено: 07.04.2026