Глава 18 основы проектирования летательных аппаратов

   Цель проектирования- создание ЛА, способного в процессе эксплуатации выполнить поставленную заказчиком задачу с максимально возможной эффективностью.     Именно с учетом этого критерия оценки вырабатывается общая концепция проекта нового ЛА, его облик, выбираются размеры и основные технические данные. Выполнение поставленной задачи, как правило, невозможно без высокого аэродинамического, прочностного и весового совершенства ЛА. В соответствии с этимпроектированиеусловно подразделяется на отдельные виды:аэродинамическое, конструктивно-силовое, объемно-весовое, технологическоеи т. д. Однако вопросы аэродинамики, прочности, эксплуатации и др. взаимосвязаны и при проектировании решаются одновременно, поэтому отдельные виды проектирования тесно связаны друг с другом.

18.1. Содержание процесса и основные этапы проектирования летательных аппаратов

   Рассмотрение взаимосвязей и взаимообусловленности отдельных видов проектирования, поиск оптимального решения на основе компромисса между противоречивыми требованиями аэродинамики, прочности, снижения массы ЛА, уменьшения сложности и стоимости изготовления конструкции и систем составляет содержание процесса проектирования.    Под проектированием ЛА обычно понимают процесс разработки технических материалов (документации), обеспечивающих организацию и осуществление всех этапов жизненного цикла ЛА. На современном этапе развития теории и практики проектирования использование методологии комплексного проектирования ЛА с широким применением быстродействующей вычислительной и моделирующей техники позволяет решать сложные задачи, стоящие перед коллективом проектировщиков. Существенную роль в решении этих задач играет научная организация труда, строгая регламентация последовательности и содержания этапов проектирования, предусмотренная в нашей стране Единой системой конструкторской документации (ЕСКД).    Основные этапы процесса "внутреннего" проектирования самолета после получения ТЗ проиллюстрированы рис. 18.1.

Рис. 18.1. Основные этапы процесса "внутреннего" проектирования самолета

Большинство (примерно 80%) решений, определяющих эффективность создаваемого самолета, принимаются на этапе выбора концепции и в процессе разработки эскизного проекта самолета, включающего в себя чертежи общего вида и компоновки самолета, сокращенные разработки конструкции важнейших агрегатов, систем оборудования с расчетом их на прочность, определение массы самолета и диапазона центровок, аэродинамические расчеты и расчет устойчивости и управляемости самолета.
Основная доля финансовых затрат на разработку проекта приходится, однако, на созданиетехнического (рабочего) проекта (когда создается вся техническая документация для производства самолета), на разработку и постройку многочисленных и сложных испытательных стендов, производство опытного экземпляра самолета и проведение стендовых и летных испытаний.

18.2. Некоторые экономические аспекты проектирования

   Как уже отмечалось (см. главу 1), потребность в новом летательном аппарате объективно возникает в результате развития общества и диктуется изменением (или необходимостью изменения) социальных, экономических, экологических, технических и других условий.    Так, новый тип самолета может потребоваться для замены устаревших с моральной, технической, экономической точек зрения самолетов, выполняющих определенный установившийся круг задач; для обеспечения перевозок возросших объемов грузопассажирских потоков; при интенсивном развитии сети аэродромов; для решения транспортных задач в регионах, имеющих слабо развитую инфраструктуру наземного транспорта; для изучения и экспериментальной проверки новых концепций и технических решений и т. д.    Современный самолет - сложная техническая система, затраты на его проектирование и изготовление настолько велики, что в некоторых случаях только объединенными усилиями нескольких ОКБ (фирм) при межгосударственной финансовой поддержке удается решить поставленные задачи. Это относится и к пассажирским, и к боевым самолетам.    Поэтому уже на этапах выбора концепции самолета и разработки технического предложения обобщенный критерий "эффективность-стоимость" должен быть развернут в систему экономических критериев, позволяющих проектировщикам оценить затраты на все этапы жизненного цикла самолета, сравнить экономику конкурирующих (альтернативных) проектов и находящихся в эксплуатации самолетов и выбрать рациональные решения не только по самолету в целом, но и по отдельным его компонентам.    Огромное значение при проектировании имеет оценка рынка сбыта. Весьма вероятна ситуация, когда перспективный по своим техническим решениям самолет долгое время не будет иметь спроса, что приведет к финансовым потерям. Поэтому важно планировать поставку самолета на рынок.    Если самолет появляется на рынке слишком рано, интенсивность его поставки будет невелика, что приведет к снижению доходов от капитальных вложений в проект. Задержка с поставкой может привести к насыщению рынка конкурентными самолетами или потребует больших капиталовложений на быстрое развертывание производства.    Найденное в процессе разработки новое техническое решение может оказаться экономически нецелесообразным именно для этого конкретного самолета, но будет весьма перспективным товаром на рынке"ноу-хау"(от англ.know-how, букв. - знаю как).    Как правило, на начальных этапах разработка экспериментального самолета ведет к финансовым потерям, однако в перспективе разработчик может оказаться монопольным обладателем продукции, пользующейся повышенным спросом. Поэтому очень важным является финансирование таких работ и наличие методик, позволяющих оценить степень риска при их финансировании.    Наличие в распоряжении проектировщиков надежного инструмента достоверной экономической оценки самолетов при проектировании, серийном производстве и эксплуатации, включая наземное техническое обслуживание и ремонт, позволяет создавать высокоэффективные конкурентоспособные самолеты.