3. Основные направления преодоления проблем в проектировании современных самолетов и вертолетов

Эволюция развития основных параметров и характеристик самолетов сопровождалась постоянным усложнением не только конструкции и общей компоновки планера и силовой установки, но и всех его систем.

Основные пути преодоления проблем:

1. Повышение точности прогнозирования:

- широкое проведение научно-исследовательских и конструкторских работ по перспективным направлениям

- создание научно-технического задела, технических решений; из них 2/3 должны быть проверены и отработаны в промышленности;

- возрастание ролей моделирования полунатуральных и натуральных элементов, отработка систем и подсистем.

2. Разработка и создание фундаментальных методов анализа и принятия решений на базе математических моделей, адекватно отражающих характер и закономерности исследуемого процесса.

Цель - совершенствование и разработка теоретических и методологических основ проектирования и конструирования самолетов и вертолетов.

Процесс - разработка учебников, кандидатские и докторские диссертации, научные статьи и т.д.

3. Итерация знаний в области физики, математике, аэродинамики, усталости, технологии, материаловедения и других фундаментальных и прикладных наук. Более широкое применение ЭВМ.

Вследствие увеличения ресурсов человеческого труда и машинного времени, необходимого для разработки конструкции, постоянно возрастает количество спе­циалистов, которые принимают участие в создании самолетов. По зарубежным данным, трудозатраты в человеко–часах (чел·час) на разработку 1 кг массы конструкции самолета возросли с 4–5 чел·час/кг в начале 50–х годов ХХ века до 30–40 чел·час/кг в настоящее время.

При современных ускоренных темпах научно–технического прогресса динамика процесса проектирования является одной из важнейших его характеристик и всестороннее сокращение сроков проектирования становится одним из главных требований. Действительно, при увеличении сроков проектирования новизна и оригинальность решений, используемых в проекте, теряются. Еще не реализованный проект может морально устареть и утратить смысл.

Чтобы обеспечить успех программы создания современного самолета в условиях ограниченных ресурсов и времени разработки, нужна более высокая степень точности прогнозирования характеристик самолета во время его проектирования. Это одна из трудно решаемых задач разработки широких и сложных авиационных программ.

В настоящее время в целях сокращения времени и стоимости разработки проекта с одновременным повышением качества проектирования необходимо широко использовать ЭВМ и способы машинной графики при решении всех задач проектирования, не связанных с проявлением неповторимых человеческих качеств (интуиция, представление, исследовательские способности).

Известно, что проектирование сложного технического объекта – итерационный процесс последовательного приближения к заданным или оптимальным характеристикам. Широкое использование ЭВМ разрешает существенно расширить вариантность проектирования, степень приближения к самому лучшему решению за более короткое время, т. е. повысить качество проектирования и уменьшить время разработки проекта. Схематично это иллюстрируется графиком, показанным на рис. 1.7.

Р ис. 1.7. Преимущества автоматизированного проектирования: – обычные методы проектирования; ––––––––– – автоматизированное проектирование; А – выигрыш времени; Б – выигрыш качества

Разработка теоретических основ проектирования и значительные успехи в области вычислительной техники свидетельствуют о возможности автоматизации большинства операций процесса проектирования, и это хорошо подтверждается действительностью сегодняшнего состояния проектирования. Успехи, достигнутые в разработке методов, алгоритмов и программ расчетов аэродинамических, весовых, характеристик прочности, параметров силовых установок, оценок летно–технических, экономических данных, данных эффективности, уже привели к созданию целого ряда комплексных программ и автоматизированных систем проектирования самолетов, используемых на различных этапах разработки проекта.

Применение ЭВМ при разработке проектов самолетов влияет на организацию проектирования, предъявляет новые требования к квалификации проектировщиков. От них в данное время требуется не только знание физических процессов, обуслав­ливающих создание самолета, его эксплуатацию, но и знание математических прие­мов, позволяющих формализовать эти процессы, то есть представить их в виде, который позволяет получить необходимые решения на ЭВМ.

Следовательно, использование компьютерных технологий необходимо на всех без исключения этапах создания самолета.