НАУКА В ТЕХНОЛОГИИ САМОЛЕТОСТРОЕНИЯВ настоящее время сплайны являются основой всех современных автоматизированных систем проектирования и конструирования сложных геометрических форм в таких отраслях как самолетостроение, судостроение, автомобилестроение, производство гидротурбин, швейная и обувная промышленности и другие.
Г.Солодовникова,
В Институте математики им. С.Л.Соболева СО РАН прошла Сибирская конференция "Методы сплайн-функций", посвященная памяти Юрия Семеновича Завьялова (19311998) основоположника сибирской школы теории и приложений сплайн-функций. Для этой школы свойственно гармоничное сочетание фундаментальных исследований с решением практических задач. И среди отраслей производства, в которых нашли применение разработки института, особое место занимает авиастроение. Первым предприятием этой отрасли, на котором совместными усилиями осуществлялась автоматизация технологической подготовки производства, был Новосибирский авиационный завод, ныне Новосибирское авиационное производственное объединение им. В.П.Чкалова. Внешний облик современного самолета представляет собой совокупность самых разнообразных и порой неожиданных форм. В эпоху становления авиационной технологии в основе воспроизведения этих форм в виде готовых конструкций лежал так называемый плазово-шаблонный метод. Сущность его заключается в ручном графическом построении геометрических обводов самолета и его деталей по дискретному набору точек их плоских сечений на плазе специальном столе, габариты которого соответствуют реальным размерам агрегатов самолета. Сначала с помощью контрольной линейки, цена деления которой 0,2 мм, наносят точки сечения, а затем, используя упругую деревянную или пластмассовую рейку, проводят плавную кривую, аппроксимирующую эти точки. Для получения плавной поверхности осуществляется тщательная увязка точек сечений в трех проекциях. Эта огромная по объему работа требует от исполнителей значительных усилий и высокой квалификации. На ее выполнение затрачивается 45 месяцев напряженного труда большого коллектива конструкторов и завершается она изготовлением жестких носителей геометрической информации в виде набора металлических шаблонов, которые в дальнейшем используются при изготовлении технологической оснастки и деталей самолета. Описанный метод имел много недостатков. Главный из них заключается в том, что все основное производство и его подготовка не могут быть начаты до завершения плазовой увязки. Кроме того, производство полностью зависит от шаблонов жестких носителей форм и размеров. Для поиска путей радикального изменения существующей технологии подготовки авиационного производства с целью сокращения сроков подготовительного цикла и его трудоемкости при плазово-шаблонном цехе Новосибирского авиационного завода в начале 60-х годов была создана специальная группа инженеров и математиков. Ознакомившись с состоянием этой проблемы на предприятиях отрасли, решили обратиться за помощью к ученым Академгородка. И в этот момент волею случая произошла встреча руководителя этой группы с Ю.Завьяловым, которому тогда было 33 года, и он только что приступил к работе в Институте математики Сибирского отделения. Именно эта встреча послужила началом долголетнего и весьма успешного сотрудничества НАПО и Института математики по проблеме автоматизации технологической подготовки производства на основе широкого применения вычислительной техники и оборудования с числовым программным управлением. Участие в решении этой проблемы дало начальный импульс исследованиям по сплайн-функциям в Сибирском отделении Академии наук и тем самым в значительной мере определило область научной деятельности Юрия Семеновича. Кстати, математический термин "сплайн-функция" или просто "сплайн" происходит от английского названия гибкой рейки и отражает тот факт, что кубические сплайны ныне главный инструмент математического описания поверхностей сложной геометрической формы, являются приближенной математической моделью гибкой рейки. Методы моделирования поверхностей сплайнами и их программная реализация на ЭВМ позволили осуществить переход от плазово-шаблонного к независимому методу производства. Теперь геометрическая информация, необходимая для проектирования и изготовления любой технологической оснастки, для проектирования технологических процессов изготовления деталей планера самолета рассчитывается на ЭВМ, что позволяет отказаться от проведения традиционных плазовых работ в подготовительном цикле производства. В результате при запуске изделия в производство после построения математических моделей поверхностей агрегатов в работу параллельно включаются все подразделения завода. За внедрение новейших технологий в авиационное производство Ю.Завьялов в составе группы специалистов НАПО и сотрудников Института математики в 1981 году был удостоен Премии Совета Министров СССР. Принятое Ю.Завьяловым решение о моделировании сложных поверхностей сплайнами в середине 60-х годов оказалось пророческим. В настоящее время сплайны являются основой всех современных автоматизированных систем проектирования и конструирования сложных геометрических форм в таких отраслях, как самолетостроение, судостроение, автомобилестроение, производство гидротурбин, швейная и обувная промышленности и другие. Ю.Завьялова по праву называют родоначальником Новосибирской школы математического моделирования сложных поверхностей на основе сплайн-функций. Последнее десятилетие оказалось весьма сложным для отечественного авиастроения и науки. Однако, несмотря на известные трудности, сотрудничество Новосибирского авиационного производственного объединения и Института математики продолжается, и залогом его успеха является большой опыт совместного решения различных проблем. И в этом несомненна огромная заслуга Юрия Семеновича Завьялова.
|