
- •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
Дальнейшие этапы создания самолета:
Изготовление опытных самолетов (ранее опытные заводы, теперь серийные заводы);
Проведение заводских испытаний:
- статических (ЛИК)
- ресурсных (СИБ НИА);
- летных (ЖЛИ и ДБ);
Доработки по результатам заводских испытаний;
Государственные испытания (ЛИИ; ЦАГИ, ГОС НИИ ГА;) сертификация на «тип самолета»;
Получение «сертификата типа»;
Принятие решения о серийном производстве, изготовление серии самолета;
Начало эксплуатации самолета под авторским надзором ОКБ.
Логистика – наука, изучающая весь жизненный цикл самолета.
Примеры решения задач внешнего проектирования:
А) Транспортная задача (для пассажирских самолетов)
1. Определение потребности общества в авиаперевозках
Метод выявления: Анализ предшествующих перевозок, запросов предприятий, запросов в кассах (в том числе неудовлетворенных).
Проводят: ИТП РАН, ГОС НИИ ГА; Обобщает министерство экономики (департамент транспорта), РАКА.
В результате получаются потребные грузо - и пассажиропотоки:
2. Определение типажа и количества (т.е. парка) самолетов Проводятся на основе решения следующие оптимизационные задачи:
Для ранее определенного грузопотока (Г) определяется количество самолетов различных типов (N) и их характеристики (m , Lp, ЛТХ), дающие минимум затрат на производство и эксплуатацию авиатехники в масштабе страны (В современных условиях – в масштабах авиакомпании)
,
где Сi – стоимость единицы операции.
При этом учитываются:
Возможность вариации mк.н. и mтопл.
Возможность модификации самолетов
Зависимость стоимости самолетов от серийности.
Анализ проводит ГосНИИ ГА, ЦАГИ, Авиакомпании.
В результате формируется ТЗ на самолет
(m к.н., L расч., V крейс., L ВПП, H крейс., V ЗП, N пасс. (по классам))
3. Анализ возможности реализации ТЗ с учетом современного и прогнозируемого уровней развития науки и техники.
Проводят: Проектные подразделения ОКБ, ЦАГИ, ГосНИИ ГА,
авиакомпании.
Согласование и окончательная редакция технического задания (ТЗ) на самолет.
Б) Определение ТТТ к ударному самолету проводится на основе моделирования фронтовой операции.
На основе военной доктрины разрабатывается сценарий боевых действий, проводится планирование операций, оценка современного состояния и перспектив развития техники потенциального противника.
Выделение задач определенного рода войск. Деление авиации на виды и определение задач каждого вида.
Пример: для ударного самолета фронтовая операция.
Исполняют: Совет Безопасности, Мин. Обороны, Ген. Штаб, ГРУ ГШ.
Определение ТТТ ударного самолета на основе моделирования фронтовой операции.
На основании сценария операции записываются уравнения боевого процесса, показывающие убывания сил сторон за время dT. (уравнения Ланчестера)
Уравнения записываются для всех родов войск обеих сторон и совместно решаются.
В качестве критерия эффективности (целевая функция) используется разность ресурсов сторон.
Результат решения задачи – область предпочтительного использования самолетов различных концепций и схем. Формирование ТТТ для каждого типа Л.А.
Таким образом, концепция самолета может быть предварительно выбрана на стадии внешнего проектирования.