
- •Проектирование самолетов Кафедра «Проектирование самолетов» маи
- •Курс лекций.
- •- Является комплексным, связывает эффективность авиационной техники с методологией ее проектирования.
- •- Сплав науки, искусства, интуиции и технического риска
- •Структура курса:
- •Дополнительная:
- •Краткий обзор развития авиации и методов проектирования самолетов
- •1903Г. Демонстрационный полет братьев Райт
- •Анализ развития авиации
- •Реализация законов диалектики в процессе развития авиации.
- •Закон отрицания отрицания
- •Закон единства и борьбы противоположностей.
- •Краткая характеристика методов проектирования самолетов.
- •Достижение различной степени оптимальности проекта при использовании рассмотренных методов проектирования.
- •Элементы теории больших систем
- •Комплексный учет характеристик при формировании критерия.
- •Структура авиационного комплекса.
- •Основные требования к критериям оценки
- •Основные положения метода Парето
- •Этапы проектирования самолета
- •Дальнейшие этапы создания самолета:
- •1. Определение потребности общества в авиаперевозках
- •Анализ возможности реализации ттт и его корректировка.
- •Эволюция тз
- •Примеры нормирования перегрузок
- •Рекомендуемые формы рукояток в кабине пилота
- •Разработка концепции и выбор схемы самолета.
- •Выбор балансировочной схемы самолета
- •4._._. Выбор типа воздухозаборника и сопла
- •Воздухозаборник
- •Сопло и хвостовая часть мотогондолы
- •Реверсивные сопла
- •Плоские сопла
- •Функциональный подход к выбору схемы самолета
- •Выбор типа и числа двигателей Основные характеристики двигателей.
- •Выбор числа двигателей
- •Расчет массы самолета
- •Коэффициенты роста массы самолета
- •Определение основных проектных параметров самолета
- •Оптимизация параметров самолета.
- •Компоновка самолета.
- •1.3. Использование благоприятной интерференции агрегатов
- •Использование средств улучшения местной аэродинамики
- •1.5. Использования несущей способности выступающих в поток агрегатов (например мотогондол, подвесных топливных баков и т.П.)
- •Нормируемые запасы устойчивости и управляемости самолета на всех режимах полета обеспечиваются:
- •4.0 Эффективная работа силовой установки самолета достигается:
- •Максимальное значение Су на взлете и посадке достигается:
- •Объёмно-весовая компоновка (овк) самолёта.
- •Определение смещения центровки:
- •Конструктивно силовая компоновка (кск) самолёта.
- •Особенности проектирования отдельных типов самолетов. Особенности проектирования пассажирских самолетов. Состояние и перспективы развития гражданской авиации.
- •Компоновка служебной кабины экипажа.
- •Экономика авиатранспортной отрасли
- •Определение параметров сечения фюзеляжа.
- •Аварийное покидание и средства спасения.
- •Перспективы развития военной авиации.
- •Обеспечение малой заметности в рл диапазоне
- •Проектирование агрегатов самолета Проектирование крыла
- •Влияние геометрических параметров крыла на его аэродинамические и весовые характеристики.
- •Механизация крыла.
- •Энергетические методы обеспечения короткого взлета и посадки.
- •Рациональная компоновка приводов.
- •Компоновка элементов системы управления с учетом требований снижения веса.
- •Фюзеляж.
- •Оптимизация параметров фюзеляжа
- •Компоновка технических отсеков на самолетах.
- •Правила проектирования вырезов в фюзеляже и крыле:
- •Проектирование шасси самолета.
- •Схемы шасси.
- •О сновные геометрические параметры шасси и их влияние на эксплуатационные характеристики самолета.
- •Определение высоты шасси.
- •Определение основных геометрических параметров шасси.
- •Силовые установки
- •Основные элементы силовой установки
- •Силовая установка самолета Ту-154
- •Оптимизация параметров силовой установки дозвукового пассажирского самолета.
- •Влияние типа компоновки силовой установки на эффективность самолета
Оптимизация параметров самолета.
Полученные
в первом приближении значения
и
и
соответствующие им SкрI
и
являются начальными (исходными, пусковыми)
и должны быть оптимизированы для
достижения наибольшей эффективности
самолета. Наряду с ними могут
оптимизироваться и другие параметры.
Оптимизация может проводиться с помощью ЭВМ различными методами:
случайного поиска
наискорейшего спуска
последовательная оптимизация параметров
и др.
Рассмотрим графоаналитический способ оптимизации параметров
Все оптимизируемые параметры подразделяются на:
параметры, определяющие размерность самолета Sкр, Р0 (эквивалент Sмг), оптимизируется в первую очередь;
безразмерные (относительные) параметры
и т.п.: оптимизируется во вторую очередь
резервные параметры – оптимизация или коррекция которых проводятся в последнюю очередь, т.к. их значения либо заняты ТТТ (потребн. ЛТХ), либо имеются устоявшиеся, проверенные практикой значения. Например,
ДПС=1.5-1.7
Перед оптимизацией полезно иметь предварительный общий вид самолета для уточнения таких параметров как dфюз., lфюз. и др. Общий вид строится на базе SкрI и
Т.к.
;
,
то
,
Графоаналитическая оптимизация проводится в следующем порядке:
Определяется диапазон изменения
Производится равномерная разбивка диапазона оптимизируемых параметров и назначаются кратные значения узлов точек
Далее вычисляются весовые, аэродинамические и летно-технические характеристики вариантов самолетов соответствующих «узловым точкам». Расчет сведен в таблицу.
|
Вычисл. хар-ки |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
||||||||||||
|
Р01 |
Р02 |
Р03 |
Р04 |
Р01 |
Р02 |
Р03 |
Р04 |
Р01 |
Р02 |
Р03 |
Р04 |
Р01 |
Р02 |
Р03 |
Р04 |
|
Весовые характеристики |
Wkp |
|
|
|
|
||||||||||||
Wкр.констр. |
|||||||||||||||||
Wтопл. в кр. |
|||||||||||||||||
G топл.в кр.мах |
|||||||||||||||||
Gкр |
|||||||||||||||||
Gопер |
|||||||||||||||||
Gф-жа |
|||||||||||||||||
Gсу |
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
G0II |
|||||||||||||||||
Аэродинамические характеристики |
Cx0 |
Т = = |
|||||||||||||||
Cy |
|||||||||||||||||
Cymax |
|||||||||||||||||
A |
|||||||||||||||||
крейс. взлетн. посад. |
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
ЛТХ |
Gcp |
=G0-0,5Gтопл.расх (Vкр,
Нкр, qкр) т.
к.
=Су/Сх =G/k (ВСХ) |
|||||||||||||||
Cy |
|||||||||||||||||
Gx |
|||||||||||||||||
K |
|||||||||||||||||
P |
|||||||||||||||||
Ce |
|||||||||||||||||
L |
|||||||||||||||||
Lразб |
|||||||||||||||||
взл |
|||||||||||||||||
Lвпп |
|||||||||||||||||
nyэ |
|||||||||||||||||
Vзп |
По
данным таблицы строим графики
.
Принцип построения графиков – для
различных Р кривая сдвигается вправо
или влево на одинаковые расстояния.
На графиках ЛТХ наносятся значения, соответствующие ТТТ. (отражающие ТТТ).
Соответствующие им точки на параметрических линиях Si const и Pi const переносится на результирующий график G, на котором выявляется область существования самолета.
Экстремальная нижняя точка этой области и будет соответствовать оптимальному варианту самолета.
Метод позволяет корректировать ТТТ для получения
наиболее эффективного
варианта проекта.