Сравнительный анализ сканирования мелкогабаритных судовых изделий машиностроительной части со сложной внутренней конструкцией при помощи различных моделей 3D-сканеров

УДК 629.5.01

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СКАНИРОВАНИЯ МЕЛКОГАБАРИТНЫХ СУДОВЫХ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЧАСТИ СО СЛОЖНОЙ ВНУТРЕННЕЙ КОНСТРУКЦИЕЙ ПРИ ПОМОЩИ РАЗЛИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ

3D-СКАНЕРОВ

П. Г. Зобов, А. В. Дектярев, В. Н. Морозов

COMPARATATIVE ANALYSIS OF THE SCANNING OF SMALL-SIZED SHIPBOARD PRODUCTS OF AN ENGINEERING PART WITH A COMPLEX INTERNAL STRUCTURE USING VARIOUS MODELS OF 3D SCANNERS

P. G. Zobov, A. V. Dektyarev, V. N. Morozov

На сегодняшний день трехмерное сканирование является одним из самых перспективных направлений в области точных измерений. При этом в Российской Федерации существует явная потребность в повышении точности изготовления судовых деталей машиностроительной части (МСЧ), что обуславливает актуальность проведения работ в данном направлении. Для предприятий Группы Объединенной Судостроительной Корпорации (АО «ОСК») серьезным вопросом является подбор соответствующего оборудования. В данной работе рассмотрены вопросы сканирования малогабаритных судовых изделий МСЧ на примере элемента разборной соединительной муфты, имеющего наибольший габаритный размер 15 мм, сложное строение внутренней полости, стопорные насечки, а также повышенные требования к точности изготовления. Опытным работам по сканированию предшествовал обзор типов 3D-сканеров с разделением их на группы по функционалу и технологии работы. В основе такого разделения лежат два основополагающих типа 3D-сканеров - лазерные и оптические сканирующие системы, при этом первые подразделяются на оборудование с эталонными метками и без них; полученная классификация делится еще на виды исполнения - стационарные, мобильные и условно-мобильные устройства. Всего выделено девять групп. Сами опытные работы были проведены на нескольких типах оборудования с анализом и сравнением полученных данных. В результате, исходя из них, было подобрано оптимальное оборудование для изделий подобного вида. Также для упрощения работ по подбору необходимого оборудования результаты проведенных исследований представляются визуально в виде диаграммы зависимости характеристик сканирующего оборудования от конструктивных особенностей с разделением на группы и выделением таких параметров, как универсальность, восприимчивость к цвету поверхности, стоимость, мобильность, фактическая точность.

3П-сканирование, SD-сканеры, обратный инжиниринг, реверс-инжиниринг, МСЧ, изделия машиностроительной части, судостроение, точность

Today, three-dimensional scanning is one of the most promising areas in the field of accurate measurements. At the same time, in the Russian Federation there is a

clear need to improve the accuracy of manufacturing ship parts of the engineering part, which determines the relevance of work in this direction. For enterprises of the United Shipbuilding Corporation Group, a serious issue is selection of equipment that meets the tasks set. This paper discusses the scanning issues of small-sized shipboard products of the engineering part using the example of an element of a collapsible coupler having the largest overall size of 15 mm, a complex structure of the internal cavity, locking notches, as well as increased requirements for manufacturing accuracy. The experimental work on scanning has been preceded by a review of the types of 3D scanners with their division into groups according to their functionality and technology. Such a separation is based on two fundamental types of 3D scanners - laser and optical scanning systems, while the former are divided into equipment with and without reference marks; the resulting classification is further divided into types of performance - stationary, mobile and semi-mobile devices. A total of nine groups have been allocated. The experimental work itself has been carried out on several types of equipment with analysis and comparison of the data obtained. As a result, based on the experimental data, the optimal equipment for products of this kind has been selected. Also, to simplify the selection of the necessary equipment, the results of the studies have been presented visually in the form of a dependence diagram of the characteristics of the scanning equipment on design features with the division into groups and highlighting such parameters as universality, susceptibility to surface color, cost, mobility, and actual accuracy.

3D-scanning, 3D-scanners, reverse engineering, engineering part, the product of the machine-building, shipbuilding, accuracy

ВВЕДЕНИЕ

В представленной работе проводится исследование относительно применения различного оборудования 3D-сканирования к мелкогабаритным изделиям судовой МСЧ со сложной геометрией и внутренними конструкциями. Подобные работы проводились еще в начале 2010-х годов как для российского [1-3], так и для зарубежного [4, 5] производств, однако все еще не потеряли своей актуальности. Сегодня любое предприятие, руководствуясь принципами бережливого производства, стремится получить качество за относительно небольшую цену. Одним же из главных и значительных недостатков 3D-сканеров является их неудовлетворительная работа с мелкими деталями, у которых имеются сложные внутренние структуры (резьба, насечки). Ввиду этого в данной работе проведены исследования способностей работы 3D-сканеров различного ценового ряда и технологий к подобным деталям.

На сегодняшний день на рынке представлено сканирующее оборудование достаточно широкого спектра и типов исполнения. Из всех типов сканирующих устройств можно выделить сканирующие установки, основанные на стереоскопическом восприятии волн оптического диапазона без излучателя эталонной волны (оптические сканеры) и с использованием излучателя эталонной волны (лазерные сканеры). Лазерные сканирующие установки дополнительно подразделяются на работающие без опорных эталонных меток, устанавливаемых на изделие, и с опорными эталонными метками. Для различных задач оба класса оборудования могут иметь портативное (ручной сканер), стационарное и условно-мобильное исполнение (рис. 1).

Сканирующие системы

Лазе зные Оптические

с метками без меток

Условно-мобильные Мобильные Стационарные Условно-мобильные Мобильные Стационарные Условно-мобильные Мобильные Стационарные

(N m «ч \о г- 00 OS

а а а у р 1-4 а а а у р 1-4 а а а у р 1-4 а а а у р 1-4 а а а у р 1-4 а а а у р 1-4 а п а у р 1-4 а п а у р 1-4 а п а у р 1-4

Рис. 1. Группы сканирующего оборудования Fig. 1. Scanning equipment groups

Представленная классификация не включает в себя дополнительное деление на сканирующее оборудование с механизированным датчиком с изменяемым вектором направления и стационарным датчиком по той причине, что данные исполнения встречаются исключительно в оборудовании для крупногабаритных изделий.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА Под малогабаритными деталями судового МСЧ понимаются детали, наибольший габаритный размер которых не превышает 50 мм. Нами было проведено исследование на примере элемента разборной соединительной муфты (рис. 2) (далее - деталь).

Рис. 2. Муфта в сборном и разборном виде Fig. 2. Clutch assembled and disassembled

Данная деталь (рис. 3) имеет наибольший габаритный размер 15 мм, сложное строение внутренней полости и мелкие элементы сложной геометрии (стопорные насечки), а также повышенные требования к точности изготовления. Такая конструкция является объективным примером современного судового изделия МСЧ.

Рис. 3. Сканируемый объект Fig. 3. Scanned object

Выбор конструкции сканирующего устройства обусловлен его назначением и ценовой категорией. Так, устройства групп 1, 4, 7 применяются преимущественно для сканирования крупных объектов и при больших объемах работы (здания цехов, судовые помещения, элементы корпуса и набора и пр.). Данный тип приборов не отличается высокой точностью и мобильностью ввиду того, что для сканирования должен быть развернут в рабочее положение в определенной точке. Отличительной особенностью такого оборудования является наличие механизированной части наведения сканирующего блока. Система позволяет обеспечить сканирование во всех направлениях вокруг точки установки сканера в автоматическом режиме, однако это приводит к серьезному удорожанию прибора. Также при учете характеристик сканирующего блока выясняется, что для судостроительного производства применимы только приборы группы 1. Приборы групп 4 и 7 не обладают достаточной точностью и сильно зависимы от внешних факторов.

Рис. 4. Схема устройств групп 1, 4, 7 Fig. 4. Scheme of devices of groups 1, 4, 7

Устройства групп 2, 5 и 8 применимы для сканирования изделий средних и малых габаритов. Такие сканеры являются удобными при работе «на месте» благодаря малому весу и габаритам, что, однако, накладывает некоторые ограничения на вычислительные мощности. При работе сканер ориентируется вручную, и это дает возможность сканирования деталей сложной геометрии. Типовыми при-

мерами применения в судостроении являются фланцы и соединительные муфты трубопроводов, корпуса редукторов, элементы грузоподъемных устройств и т. д.

Рис. 5. Схема устройств групп 2, 5, 8 Fig. 5. Scheme of devices of groups 2, 5, 8

Устройства групп 3, 6, 9 могут иметь различную реализацию и характеристики. Общим для них является стационарное расположение. В условиях судостроительной промышленности такой тип сканера применим только для малогабаритных изделий. Отдельно следует отметить гибридные устройства, сочетающие в себе коллаборативный шестиосевой манипулятор с обратной связью и оптический сканер. Данный тип устройств обладает наиболее высокой точностью, но при этом полностью не применим при сканировании внутренних полостей малогабаритных изделий МСЧ. Наиболее распространены конструкции, совмещающие в себе сканирующий блок и одноосевую поворотную платформу. Такая конструкция исключает применение IMU-сенсоров, что дает существенное преимущество в точности приборам группы 9 перед приборами группы 8 при сохранении малой цены устройства. Типовыми примерами применения в судостроении являются малогабаритные изделия без внутренних полостей: корпуса электронных устройств и датчиков, рычаги, кулачки и другие элементы валов и механизмов.

Рис. 6. Схема устройств групп 3, 6, 9. Fig. 6. Scheme of devices of groups 3, 6, 9

Проблема со сканированием внутренних полостей обусловлена конструкцией прибора. Угол и базовая поверхность в данном случае фиксированы, а распространение луча подчиняется законам линейной оптики. Дополнительные трудности возникают при сканировании изделий, не имеющих плоских граней -их размещение на поворотной платформе без дополнительных опор не представ-

ляется возможным. Дополнительно по тем же причинам обычно требуется проведение сканирования дважды, так как одна из поверхностей изделия находится на платформе и любая геометрия в пределах данной плоскости не может быть отсканирована. Такой недостаток серьезно увеличивает трудоемкость последующей обработки и получения модели ввиду необходимости объединения облаков точек в одно общее.

Рис. 7. Проблема сканирования внутренних полостей сканерами групп 3, 6, 9 Fig. 7. The problem of scanning internal cavities with scanners of groups 3, 6, 9

Важным фактором, определяющим различия между блоками, является реализация сканирующего излучателя и приемников. На сегодняшний день наиболее распространены пары излучатель-приемник, работающие с отраженным светом всего видимого диапазона (группы 7-9) и со светом определенной длины волны (группы 1-6). В свою очередь, лазерные блоки могут быть как независимыми (группы 4-6), так и работающими с коррекцией по меткам (группы 1-3). Для сканирующего оборудования характерна явная зависимость точности измерений от типа и способа реализации сканирующего блока, но главным фактором, влияющим на выбор типа сканирующего блока, обычно является стоимость прибора.

При этом сканирующие блоки группы 1 -6, имея монохромный и при этом когерентный источник светового излучения, имеют серьезное преимущество на практике. Так, они менее подвержены воздействию со стороны внешних источников света, менее восприимчивы к цветовой гамме. Проблемы наблюдаются только при совпадении цвета объекта с цветом источника излучения и при значительных значениях отражающей способности. В ходе эксплуатации сканирующих устройств из данных групп был разработан способ проведения сканирования с предварительным покрытием детали слоем матового состава белого цвета [6]. Данный подход позволяет полностью решить вышеописанные проблемы и проводить сканирование узлов любой цветовой гаммы и уровня блеска.

Отдельного упоминания заслуживает работа с изделиями, части которых имеют предельно малые габариты, близкорасположенные мелкие насечки. В судовых изделиях МСЧ примером таких деталей являются решетки систем охлаждения, зубчатые рейки точных линейных передач и элементы разборных муфт труб малого диаметра. Ограничивающим фактором в таком случае может быть

квантовая природа света. Определить минимальное расстояние между двумя мелкими элементами можно исходя из критерия Рэлея (1) [7, 8]:

D диамвмр aiipumufa

К примеру, для сканера Creaform Handyscan 300, который представлен в данной статье, имеются следующие ограничения разрешения по оптической части исходя из формулы (1):

а 0.00065

> 1.2 2

1000 4.5

Данные результаты хорошо согласуются с заявленными характеристиками сканера. По паспорту устройства его разрешающая способность составляет 0.2 мм.

Разрешающая способность сканеров групп 7-9 согласно критерию (1) будет сильно зависеть от цвета сканируемой поверхности. Так, разрешающая способность на синих поверхностях может быть на 30-35% меньше, чем на красных. Зависимость (в рамках реальных диапазонов оборудования) представлена на рис. 8.

Рис. 8. График зависимости разрешающей способности от конструктивного

исполнения излучателя и оптики приемника согласно критерию Рэлея Fig. 8. Resolution graph of the design of the emitter and receiver optics according

to the Rayleigh criterion

Для сканирующих блоков устройств групп 5 и 8 характерно применение в своем составе IMU сенсора, отвечающего за определение положения сканирующего блока в пространстве, так как такие сканеры лишены какой-либо механической связи с базовой плоскостью. В общем случае современный IMU сенсор пред-

ставляет собой комплексный датчик, реализующий функции инерциальной системы навигации и имеющий в составе акселерометр, гироскоп и компас. Работоспособность компаса в составе IMU сенсора в условиях судостроительного производства, а в особенности при работе вблизи мест проведения сварочных работ и других источников электромагнитных и магнитных полей, не представляется выполнимой по причине того, что фоновая напряженность поля в большинстве случаев превышает напряженность магнитного поля Земли и сбивает ориентацию датчика. Однако реализация систем инерциальной навигации при условии заранее заданного азимута не требует коррекции по компасу, а следовательно, возможна работа сканирующего устройства исключительно по данным гироскопа и акселерометра.

Рассмотрим возможные угловые отклонения на основе микросхемы трехо-севого гироскопа L3G4200D, относящегося к классу высокопроизводительных гироскопов последнего поколения. Стандартная скорость измерения для данного датчика составляет 1.78575 град/с. Таким образом, любое угловое перемещение устройства быстрее приведет к угловой ошибке, которая будет накапливаться каждый раз при превышении максимально допустимой скорости углового поворота. Такой наглядный пример демонстрирует стандартную проблему накопления ошибки в инерциальных системах навигации. Данный факт делает устройства без коррекции по меткам менее точными по сравнению с их корректируемыми аналогами.

Стоит отметить, что проблемы ошибки IMU сенсора вкупе с недостатками оптического сканирующего блока без источника эталонной монохромной волны являются определяющими факторами, не позволяющими применять устройства группы 8 в качестве точного измерительного устройства, несмотря на его доступность.

Описанные выше недостатки в конструкции устройств группы 8 характерны и для всех видов AR-устройств, использующих в своем составе малогабаритные сканеры, построенные по данной схеме. Таким образом, имеющиеся на рынке AR-устройства не могут быть применены в качестве точного измерительного прибора и могут быть рассмотрены в таком качестве только при условии наличия в их составе сканирующего блока, характерного для сканеров группы 2.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В рамках проводимой работы было просканировано мелкогабаритное судовое изделие МСЧ, а именно - кольца разборной муфты для соединения патрубков малого диаметра (см. рис. 1, 2). Данное изделие имеет малые линейные габариты, насечки по всему внешнему диаметру и сложное строение внутренних полостей.

Для проведения опытных работ были использованы сканеры, представляющие наиболее подходящие группы устройств для данного вида работ, а именно:

- Creaform Handyscan - группа 2;

- 3D Sense - группа 8;

- EinScan SE - группа 9.

В результате проведения пробных измерений было выяснено, что сканеры, представляющие группы 8 и 9, не могут захватить изделие и отличить его от внешней обстановки силами встроенного ПО. При запуске принудительного ска-

нирования в ручном режиме сканер 3D Sense не смог выполнить корректное согласование измеряемых расстояний и перемещения сканирующего устройства. Таким образом, на сканере 3D Sense получить какой-либо результат не представляется возможным. Сканер группы 9 смог провести согласование измерений и углов вращения, однако на итоговом облаке точек не присутствовали различия в диаметре нижней и верхней поверхностей цилиндра. Из проведенных опытов делаем вывод, что сканеры групп 7-9 для сканирования малогабаритных изделий судового МСЧ непригодны.

Представитель группы 2 показал удовлетворительные результаты. Полученное облако точек представлено на рис. 9.

Рис. 9. Поверхностная модель, полученная из облака точек с помощью сканера группы 2 с коррекцией по данным стандартных измерений

Fig. 9. Surface model obtained from a point cloud using a group 2 scanner with correction according to standard measurements

Однако для получения облака точек пришлось использовать матирующее покрытие. Размещение стандартных меток на детали таких габаритов невозможно, поэтому был применен метод размещения меток на двух перпендикулярных базовых плоскостях вокруг сканируемой детали. По облаку можно наблюдать наглядную демонстрацию работы критерия Рэлея - небольшие повторяющиеся элементы в районе изменения диаметров остались неразличимы. Таким образом, итоговая точность измерений составила ±0.45-0.5 мм при сравнении данных из облака точек и значений внешнего диаметра, полученных с помощью классических методов. Мелкие элементы были потеряны. Проведенный опыт показывает возможность ограниченного применения сканеров группы 2 для сканирования изделий, подобных опытному.

В практике ремонтных мастерских, занимающихся восстановлением поврежденных узлов механики печатающего оборудования, распространен метод

получения размеров плоских деталей с помощью стандартных офисных сканеров высокого разрешения.

Среднее разрешение сканирования для названных устройств составляет 600 dpi, что примерно равно минимальному расстоянию между двумя различимыми точками в 0.04 мм. Образмеривание изображения производится при помощи стандартных средств редактирования PDF-файлов. С помощью подобного оборудования возможно получение точных размеров плоских деталей, имеющих сложные пазы и форму грани. Стандартным примером такой детали является шестерня механизма привода фотобарабана лазерного принтера.

В рамках работы был проведен анализ применимости данного метода для получения размеров изделий судового МСЧ.

Опыт показал, что получение внешних размеров изделий таким образом возможно. При этом точность измерений достигает значений в 0.05-0.1 мм, что находится выше трехмерных сканеров всех изученных типов. Наглядный пример изображения, полученного этим способом, приведен на рис. 10.

Рис. 10. Изображение торца детали и размер, полученный с помощью офисного

сканера (истинный размер 12.30 мм) Fig. 10. The image of the front edge of the part and the size obtained using the office

scanner

3 5 MM

ВЫВОДЫ

Визуально результаты работы представлены на рис. 11.

Рис. 11. Диаграмма зависимости характеристик сканирующего оборудования

от конструктивных особенностей Fig. 11. The dependence diagram of the characteristics of the scanning equipment on the design features

В ходе экспериментальной работы по сканированию элемента разборной муфты для патрубков малого диаметра, являющейся примером малогабаритного изделия судового МСЧ, были описаны основные типы сканирующих устройств, определены их достоинства и недостатки как по механической, так и оптико-электронной части. Теоретические выкладки были подтверждены опытными данными, наглядно продемонстрирован критерий Рэлея и влияние квантовой природы света на разрешающую способность сканирующих устройств. Исходя из теоретических и практических данных справедлив вывод о том, что для сканирования малогабаритных судовых изделий МСЧ ограниченно применимы только сканеры группы 2, при этом стоит отдавать предпочтение сканерам, имеющим коррекцию по базовым меткам и лазерный излучатель красного или инфракрасного

спектра. Продемонстрирован способ применения офисного оптического сканера в качестве измерительного устройства. Получены графики, наглядно иллюстрирующие возможности современного сканирующего оборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Прямицын, И. Б. Лазерные сканеры: распознавание и воспроизведение в 3D-модели мелких подробностей рельефа / И. Б. Прямицын [и др.] // Вестник евразийской науки. - 2012. - № 4. - С. 1-9.

2. Прямицын, И. Б. Настольные лазерные сканеры: новые области применения и точностные характеристики / И. Б. Прямицын, И. Б. Челпанов, С. П. Ар-жанухина // Вестник евразийской науки. - 2012. - № 3. - С. 1-7.

3. Рутковский, В. О. Метод получения трехмерных цифровых моделей технических объектов, основанный на применении искусственных текстур / В. О. Рутковский, М. А. Рутковская // Сибирский журнал науки и технологий. -2010. - № 5. - С. 249-254.

4. Vagovsky J., Buransky I., Gorog A. Evaluation of Measuring Capability of the Optical 3D Scanner. Procedia Engineering. 2015. Vol. 100. pp. 1198-1206.

5. Morovic L., Pokorny P. Optical 3D Scanning of Small Parts. Advanced Materials Research. 2012. Vol. 468-471, pp. 2269-2273.

6. Спиридонов, А. Ю. Применение лазерного сканирования для увеличения точности гидрогазодинамических расчетов / А. Ю. Спиридонов [и др.] // Известия КГТУ. - 2019. - № 55. - С. 267-277.

7. Зубайри, М. С. Квантовая оптика / М. С. Зубайри, С. М. Орвил. -Москва: Физматлит, 2003. - 512 с.

8. Шляйх, В. Квантовая оптика в фазовом пространстве / В. Шляйх. -Москва: Физматлит, 2005. - 760 с.

REFERENCES

1. Pryamitsyn I. B., CHelpanov I. B., Kochetkov A. V., Balaban O. M. Lazernye skanery: raspoznavanie i vosproizvedenie v 3D-modeli melkikh podrobnostey rel'efa [Laser scanners: recognition and reproduction of small features in a 3D-model]. Vestnik evraziyskoy nauki, 2012, no. 4, pp. 1-9.

2. Pryamitsyn I. B., CHelpanov I. B., Arzhanukhina S. P. Nastol'nye lazernye skanery: novye oblasti primeneniya i tochnostnye kharakteristiki [Desktop laser scanners: new areas of applications and accuracy characteristics]. Vestnik evraziyskoy nauki, 2012, no. 3, pp. 1-7.

3. Rutkovskiy V. O., Rutkovskaya M. A. Metod polucheniya tryokhmernykh tsifrovykh modeley tekhnicheskikh ob''ektov, osnovannyy na primenenii iskustvennykh tekstur [Method of 3D digitalization of technical objects based on artificial textures]. Sibirskiy zhurnal nauki i tekhnologiy, 2010, no. 5, pp. 249-254.

4. Vagovsky J., Buransky I., Gorog A. Evaluation of Measuring Capability of the Optical 3D Scanner. Procedia Engineering. 2015, vol. 100, pp. 1198-1206.

5. Morovic L., Pokorny P. Optical 3D Scanning of Small Parts. Advanced Materials Research. 2012, vol. 468-471, pp. 2269-2273.

6. Spiridonov A. YU., Zobov P. G., Dektyarev A. V., Morozov V. N. Prime-nenie lazernogo skanirovaniya dlya uvelicheniya tochnosti gidrogazodinamicheskikh raschetov [The use of laser scanning to increase the accuracy of hydro and gas dynamic calculations]. IzvestiyaKGTU, 2019, no. 55, pp. 267-277.

7. Zubayri M. S., Orvil S. M. Kvantovaya optika [Quantum optics]. Fizmatlit, 2003, 512 p.

8. SHlyaykh V. Kvantovaya optika v fazovom prostranstve [Quantum optics in phase space]. Fizmatlit, 2005, 760 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Зобов Павел Геннадьевич - Институт судостроения и морской арктической техники; бакалавр 4-го курса; направление «Судостроение и системотехника объектов морской инфраструктуры»; E-mail: pavelzobov98@mail.ru

Zobov Pavel Gennadievich - Institute of Shipbuilding and Marine Arctic Technology; Bachelor of the 4-th year of Shipbuilding and systems engineering of marine infrastructure; E-mail: pavelzobov98@mail.ru

Дектярев Александр Владимирович - Калининградский государственный технический университет; аспирант кафедры кораблестроения; E-mail: a.dektyarev@shipyard-yantar.ru

Dektyarev Alexandr Vladimirovich - Kaliningrad State Technical University; Post-graduate student; Department of Shipbuilding; E-mail: a.dektyarev@shipyard-yantar.ru

Морозов Владимир Николаевич - Калининградский государственный технический университет; кандидат технических наук; доцент; академик РАЕН; E-mail: mvn3613@gmail.com

Morozov Vladimir Nikolaevich - Kaliningrad State Technical University; Doctor of Technical Science; Associate Professor; Academician of RANS; E-mail: mvn3613@gmail.com