Проектирование облика

Современный самолёт представляет собой сложную техническую систему, состоящую из большого количества элементов. Все агрегаты и системы самолёта тесно взаимосвязаны между собой, и при проектировании к ним предъявляется большое количество разнообразных и зачастую противоречивых требований. Так, к крылу предъявляется противоречивые требования высокого аэродинамического совершенства и минимальной массы конструкции. Проектирование самолёта по своей природе глубоко многодисциплинарная задача, для решения которой необходимо проводить взаимосвязанные аэродинамические, прочностные расчёты, расчёты динамики полёта, оценки стоимости будущего самолёта, проводить планирование и подготовку производства и многое другое.

Целью проектирования является поиск таких взаимосвязанных значений параметров самолёта, которые обеспечивают достижение компромисса между требованиями различных дисциплин при обеспечении экстремума какого-либо выбранного обобщённого критерия оптимальности, например, минимальной стоимости жизненного цикла готового изделия – самолёта.

Под стоимостью жизненного цикла подразумевается суммарная стоимость проектирования, производства и эксплуатации самолёта. Данный критерий является одним из наиболее общих критериев эффективности самолёта, однако его расчёт на ранних стадиях затруднителен. Поэтому на практике пользуется другими критериями, приближенными к стоимости жизненного цикла – взлётной массой самолёта, коэффициентом топливной эффективности и другими.

В процессе проектирования необходимо пройти путь от анализа рынка, разработки технических требований и первых эскизов облика самолёта до выпуска рабочих чертежей для производства каждой отдельной детали, всех этапов сборки агрегатов и систем, окончательной сборки всего самолёта и составления документации, необходимой для эксплуатации самолёта.

Поэтому главной особенностью процесса проектирования самолёта, как и любой сложной технической системы, является большое количество неизвестных и высокая степень неопределённости, особенно на ранних стадиях разработки. Для преодоления неопределённости процесс проектирования разбивается на ряд последовательных итерационных этапов. Традиционно процесс проектирования разделяют на внешнее проектирование, в ходе которого формулируются требования к будущему самолёту и внутреннее проектирование. В свою очередь внутреннее проектирование принято разделять на предварительное, эскизное и рабочее.


Рисунок - Процесс проектирования самолёта

Разработка нового самолёта начинается с выявления потребностей заказчика. Для транспортного самолёта – анализируется рынок авиаперевозок. На основе анализа существующего парка авиационной техники и будущего объёма перевозок определяется количество и размерность новых самолётов. Результатом этой работы является выпуск
технического задания (ТЗ) на новый самолёт. Основными величинами, задаваемыми ТЗ, для  транспортного  самолёта  является  количество  пассажиров  и  расчётная  дальность полёта.

Далее начинается собственно проектирование. На стадии предварительного проектирования происходит формирование облика будущего самолёта - выбирается общая схема самолёта, определяются основные параметры внешний формы, тип силовой установки, проектируется конструктивно-силовая схема (КСС) и определяется состав бортового оборудования. Для выбора наилучшего варианта облика самолёта проводится анализ большого количества альтернативных компоновок и проводится оптимизация основных геометрических параметров - удлинения, сужения и стреловидности крыла, удлинения фюзеляжа, расположения оперения и двигателей (Рисунок 1.3). Результатом предварительного проектирования является техническое предложение – эскиз облика самолёта со значениями основных геометрических параметров, предварительные оценки аэродинамических, массовых, лётно-технических (ЛТХ) и стоимостных характеристик самолёта.

В ходе эскизного проектирования проводится оптимизация отдельных параметров самолёта выбранной конфигурации, и уточняются его характеристики. Этап завершается выпуском аванпроекта самолёта, содержащим подробную информацию о внешней форме самолёта, его внутренней объёмно-массовой и силовой компоновке, расчёты ЛТХ для всех режимов полёта. После выпуска аванпроекта накладывается запрет на внесение существенных изменений в облик самолета.

На основе эскизного проекта самолёта начинается самый продолжительный и трудоёмкий этап проектирования – рабочее проектирование, целью которого является выпуск всего объёма документации, необходимого для производства, испытаний и эксплуатации самолёта.

(Комаров В.А. «Выбор облика летательного аппарата с использованием технологии многодисциплинарной оптимизации»)

Видео

Новости университета

20.11.2017

Награда Президента РФ

20.11.2017

Университет поможет талантам реализоваться в сочинском “Сириусе”

20.11.2017

Евгений Шахматов вошел в президиум Российской академии космонавтики

17.11.2017

Состоялось заседание ученого совета

17.11.2017

Ева Катте: "Быть моделью хорошо, но инженером лучше"

16.11.2017

Беспилотник Самарского университета успешно прошел испытания

16.11.2017

Самарские ученые разработали уникальную линзу, способную заменить телеобъектив

14.11.2017

Виктор Сойфер вновь избран председателем Общественной палаты

13.11.2017

Найти и обезвредить

11.11.2017

Михаил Абызов оценил самарские стартапы

10.11.2017

Новое поколение "АИСТов"

09.11.2017

Самарский и Тольяттинский вузы подписали соглашение о сотрудничестве

09.11.2017

Ученые Самарского университета представили дифракционную линзу, способную заменить полноценный телеобъектив

08.11.2017

Рекомендации практикума ООН рассмотрят на конференции UNISPACE+50

08.11.2017

Илона Корстин: "Непрерывное образование повышает самооценку"