|
|
|
|
18 |
|
МАТИ |
Пухов Андрей Александрович кафедра “Автоматизированного проектирования ЛА” 02.05.2005 |
|
|
|
Альтернативы, условия и ограничения проекта |
|
||
|
МАТИ |
|
||
|
|
|||
|
масса коммерческой |
|
|
расчетная |
|
|
нагрузки или число |
|
|
дальность |
|
|
пассажиров |
|
|
полета |
|
|
класс аэродрома |
|
|
крейсерская |
|
|
базирования |
|
|
скорость |
|
|
|
|
|
полета |
|
Уравнения существования самолета
|
|
|
__ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
m |
i |
− 1 |
= |
0 |
|
|
|
||
P |
− |
X |
− |
m |
* |
|
dV |
|
= |
|
0 |
|
|
dt |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
n |
y |
* m |
q |
− |
Y |
= 0 |
|
|
|||
__ |
|
|
__ |
|
|
|
|
Cy |
|
|
||
x |
T |
− |
x |
F |
+ |
m |
= |
0 |
||||
Z |
||||||||||||
|
|
|
m |
|
= |
0 |
|
|
||||
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Увеличение числа параметров на начальном этапе проектирования, в процессе поиска оптимального облика самолета, корректный учет их взаимодействия приводит к улучшению характеристик самолета. Не существует алгоритмов, описывающих все многообразие связей между параметрами и характеристиками самолета, особенно на ранних этапах его разработки. По мере развития наших представлений о таких связях, а также совершенствования ИТ на основе многопараметрическйх моделей, описывающих облик самолета возможен переход к глубокому (многоуровнемому) синтезу схемных решений, в котором число иско-мых параметров будет увеличиваться. Число параметров, в наибольшей степени характеризующих облик самолета и подлежащих определению и оптимизации, составляет 15...20, в зависимости от схемы самолета. Совокупность этих параметров образует вектор Х = (x1, х2, ..., хm) С точки зрения Заказчика самолет определяется набором характеристик, задаваемых или определяемых ТЗ на проектирова-ние. Такими характеристиками пассажирского самолета являются:
Параметры и характеристики связаны между собой определенными зависимостями, которые называют уравнениями связи, где описаны структура и алгоритм функционирования самолета в математическом виде.
Численные значения пара-метров стремятся выбрать таким образом, чтобы выполнить требования:
1.технического задания на характеристики, а иногда и на параметры самолета.
2.норм прочности, летной и эксплуатационной годности (Авиационных правил)
3.условий физической реализуемости проекта (существования самолета).
При математической формулировке задачи проектирования удовлетворение перечисленных выше требований обеспечивается выполнением системы ограничений, которые накладываются как на параметры самолета X, так и на его характеристики Y.
Проектные альтернативы
балансировочная схема самолета
размещение силовой установки
схема крыла
схема оперения
схема шасси
тип механизации крыла
тип системы управления
КСС планера
технологическое членение
компоновка грузопассажирской кабины
материалы, соединения и технология
Уравнения компоновки, отражаю-щие условия и ограничения
условие продольной статической устойчивости на крейсерском режиме
условие балансировки самолета на взлетно-посадочных режимах
условие подъема переднего колеса шасси
условие не сваливания на «хвост» пустого снаряженного самолета при стоянке на земле
условие касания ВПП хвостовой частью фюзеляжа при отрыве
условие касания ВПП концом крыла при посадке с максимально допустимым креном
условие сваливания на крыло при рулежке по земле с заданным радиусом разворота
условие не задевания ВПП «носом» фюзеляжа при резком торможении
условие не задевания ВПП гондолами двигателей (при их размещении под крылом)
условие минимального разбега центровок в летном диапа-зоне
конструктивные ограничения на базу и колею шасси.
|
МАТИ |
|
|
|
|
|
Пухов Андрей Александрович |
кафедра “Автоматизированного проектирования ЛА” |
|
02.05.2005 |
|
19 |
|||||||||||||||||||
|
Взаимосвязь характеристик и параметров |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
МАТИ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
n сно"ные хара*2ерис2и*ами Тg пассажирс*ого |
b |
прое*2иро"ании l о играе2 д"оя*3ю роль: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
b прое*2иро"ании l |
о играе2 д"оя*3ю роль: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
самоле2а |
|
.2 % !=ƒме!…/L C=!=ме2 ! “=м%ле2 =, “ %C!еделе…, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
.2 % !=ƒме!…/L C=!=ме2 ! “=м%ле2 =, “ %C!еделе…, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
масса *оммерчес*ой нагр3з*и |
*%2 %!%г% …=ч, …=е2 “ |
|
C!%це““ "/K%!= , |
“%гл=“%"=…, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
*%2 %!%г% …=ч, …=е2 “ |
|
C!%це““ "/K%!= , “%гл=“%"=…, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
число пассажиро" |
|
|
|
|
%“2 =ль…/. |
C=!=ме2 !%" “=м%ле2 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
%“2 =ль…/. |
C=!=ме2 !%" “=м%ле2 = |
|
|
|
" |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
расче2ная дальнос2ь поле2а |
.2 % %K%K?=ю?= |
.=!=*2 е!, “2 , *=, "/“2 3C=ю?= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
.2 % %K%K?=ю?= .=!=*2 е!, “2 , *=, "/“2 3C=ю?= |
" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
*ласс аэродрома базиро"ания |
|
|
*=че“2 "е !еƒ3ль2 =2 = C!%е*2 , !%"=…, . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
*=че“2 "е !еƒ3ль2 =2 = C!%е*2 , !%"=…, . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
*рейсерс*ая с*орос2ь поле2а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
.2 , |
C=!=ме2 !/ |
"зле2ная масса самоле2а l |
о |
параме2ры «за"яз*и[ самоле2а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ll |
оо |
|
|
|||||||||||||
“"%д 2 * д"3м |
хара*2ерная площадь *рыла S |
3дель…= |
…=г!3ƒ*= …= *!/л% р = l |
о/S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
%2 …%“, 2 ель…/м |
с2ар2о"ая 2яга д"ига2елей pо |
“2 =!2 %"= |
2 |
|
г%"%%!3›е……%“2 ь |
|
p = Po/l |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
C=!=ме2 !=м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
`эродинамичес*ие и энерге2ичес*ие параме2ры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
jоэфф-2 подъемной силы q3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
eТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
jоэфф-2 сопро2и"ления qх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
`эродинамичес*ое *ачес2"о j |
|
|
|
|
|
|
Тe |
|
|
mn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельный расход 2опли"а qр |
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
mh Ч |
eq |
jh e |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
n 2носи2ельный запас 2опли"а m2 |
|
|
|
|
|
|
`p |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
`j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eph q |
|
нагрузка |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
jh |
|
q`l |
|
|
|
Тh |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n ke |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
t3н*ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
` |
Коммерческая |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
t3н*ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
o ланер |
геоме2ричес*их |
|
d"ига2ель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
геоме2ричес*их |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
rдл, …е…, |
*!/л=, %Cе!е…, , -юƒел ›= |
параме2ро" |
t%!м= "%ƒд3.%ƒ=K%!…, *%" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
параме2ро" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
n2 …. 2 %л?, …/ *!/л= , |
%Cе!е…, |
|
t%!м= C, л%…%" , г%д%л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
rгл/ “2 !ел%", д…%“2 , *!/л= , %Cе!е…, |
|
t%!м= “%Cел , |
!е"е!“= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2000 |
4000 |
6000 |
8000 |
10000 |
||||||||
|
q3›е…, е *!/л= , %Cе!е…, |
|
|
q2 еCе…ь д"3.*%…2 3!…%“2 , |
д", г=2 ел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Практическая дальность (км) |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
n2 …. Cл%?=д, |
%Cе!е…, |
, , . Cлеч, д% це…2 != м=““ |
q2 еCе…ь “›=2 , |
" *%мC!е““%!е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
l, дель -юƒел |
›= , г%…д%л д", г=2 елеL |
|
ŠемCе!=2 3!= г=ƒ%" Cе!ед 2 3!K, …%L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=.!%д, …=м, че“*= *%мC%…%"*= |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
qхемные призна*и и параме2ры даю2 2оль*о обобщенное предс2а"ление об обли*е самоле2а. o о *аждом3 |
|
|
|
|
|
(C!=", л% Cл%?=деL) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
агрега23 самоле2а имее2ся целый ряд дополни2ельных параме2ро" (фа*2оро"), о2 рационального "ыбора |
|
|
|
|
|
%2 …%“, 2 ель…= |
%м/"=ем= |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
*о2орых " значи2ельной с2епени за"иси2 со"ершенс2"о обли*а прое*2ир3емого самоле2а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
C%"е!.…%“2 ь (Cл%?=дь м, дел ) |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"ƒ=, м…%е !=“C%л%›е…, е , “C%“%K/ |
||||||||
|
|
|
|
tюзеляж |
dополни2ельные |
|
|
|
jрыло |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“%ед, …е…, |
*!/л=, -юƒел ›=, |
|
|||||||
|
|
|
|
dополни2ельные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
%Cе!е…, |
, |
м%2 %г%…д%л |
|
|
|||||||
|
t%!м= C%Cе!еч…/. “ече…, L C% дл, …е |
фа*2оры |
o!%-, л, !%"*= , |
ƒ=*%…ц%"*, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
фа*2оры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*%мC%…%"*= ш=““, (г%…д%л= |
|
||||||||||||||||
|
t%!м= -%…=! |
, …%“%"%L ч=“2 , |
|
t%!м= ƒ=л, ƒ%" , |
*%!…е"/. |
…=Cл/"%" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш=““, ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
m=л, ч, е г!3ƒ%"/. лю*%" , д"е!еL |
|
q2 !ел%", д…%“2 ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ƒ=л, ƒ/ Cе!е.%д…/. ƒ%… , |
|
|
||||||||||||||
|
nKAем , |
-%!м= ге!ме2 , ч…%L ƒ%…/ |
|
dе-%!м=ц, , |
“!ед, ……%L C%"е!.…%“2 , |
, |
*!32 *= |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
…=д“2 !%L*, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
l…%г%-3…*ц, %…=ль…%“2 ь |
|
|
Š, C ме.=…, ƒ=ц, , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*%…“2 !3*ц, |
, |
3C!="ле…, е !3леL |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
n сно"ное "лияние на сопро2и"ление самоле2а (2рение, ин2ерференция и балансиро"*а) |
|
|
|
|
|
|
, |
“2 =K, л, ƒ=2 %!= |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
20 |
|
МАТИ |
Пухов Андр й Але сандров ч кафедра “Автоматиз рованного проектирования ЛА” 02.05.2005 |
|
|
Постановка задачи проектирования |
|
|
|
МАТИ |
|
|
g=д=ч=C!%е*2, !%"=…, (-%!м, !%"=…, е %Kл, *=“=м%ле2=…=.2=Cе !=ƒ!=K%2*, 2е.…, че“*%г%C!едл%›е…, ) 
…=L2, 2=*%L "е*2%! C=!=ме2!%", .=!=*2е!, ƒ3ю?, . -%!м3, “2!3*23!3 , !=ƒме!/ “=м%ле2=, …=L2, 2=*%L "е*2%! C=!=ме2!%", .=!=*2е!, ƒ3ю?, . -%!м3, “2!3*23!3 , !=ƒме!/ “=м%ле2=, *%2%!/L K/ %Kе“Cеч, "=л 3д%"ле2"%!е…, е 2!еK%"=…, L , %г!=…, че…, L, C!едA "л ем/. * *%2%!/L K/ %Kе“Cеч, "=л 3д%"ле2"%!е…, е 2!еK%"=…, L , %г!=…, че…, L, C!едA "л ем/. * C!%е*2, !3ем%м3 “=м%ле23, , д%“2, ›е…, е м, …, м3м=(м=*“, м3м=) целе"%L -3…*ц, , . C!%е*2, !3ем%м3 “=м%ле23, , д%“2, ›е…, е м, …, м3м=(м=*“, м3м=) целе"%L -3…*ц, , .
Процедура выбора схемных решений самолета
MIN(MAX) γ(X)
X Xдоп
bе*2 %! C=!=ме2 !%" u = (.1, .2, …..m) bе*2 %! .=!=*2 е!, “2 , * Y = (y1, y2, ….yn)
Формирование вектора схемных решений нового самолета
|
|
|
|
21 |
|
МАТИ |
Пухов Андрей Александрович |
кафедра “Автоматизированного проектирования ЛА” |
02.05.2005 |
||
|
|||||
|
|
|
|
ПараметрическаяМАТИ модель самолета
Геометрические
параметры
X дв , Yдв , Z |
дв , n дв |
... |
|
|
|
|
, bконц |
|
|
S , L кр , bкорн |
... |
|||
|
|
|
|
|
D ф , Lф , L ГО , L ВО ... |
||||
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|