Введение к работе
Актуальность темы. Усложнение и расширение задач, решаемых современными летательными аппаратами, жесткая конкурентная борьба производителей авиационной техники в условиях рынка ведут к необходимости повышения эффективности проектно-конструкторских работ.
Проведение большого количества испытаний,
экспериментов и доводочных работ в значительной степени обусловлено слабой научной проработкой ЛА на ранних этапах проектирования. С целью углубления научной проработки проектов встает необходимость применения новой научно-прикладной технологии проектирования, основанной на методе математического моделирования и вычислительного эксперимента на ЭВМ. В рамках такой технологии приобретает значимость задача создания автоматизированного рабочего места конструктора, позволяющего оперативно проводить комплексные исследования влияния различных комоновок ЛА на его динамические характеристики.
Цель работы. Создание методики формирования структурной математической модели (ММ) аэроупругого проектирования, алгоритмов для автоматизированного расчета массово-инерционных параметров ЛА и исследования влігяния их на его динамические и аэроупругие характеристики на ранних этапах проектирования , разработка программных модулей информационно-моделирушей системы "Автоматизированный помощник авиационного конструктора" (АПАК), реализующих предложенные алгоритмы.
Научная новизна. Разработана методика и алгоритмы автоматизированного расчета на ПЭВМ массово-инерционных, динамических и флатгерных характеристик легкісх самолетов it планеров, формирования математического паспорта (МП) и структурной ММ ЛА на ранних этапах проектирования;
-усовершенствована методика расчета массово-инерционных характеристик для ранних этапов проектирования с учетом реального нагружения конструкции; в ее основу введена новая структура масс и автоматизация процесса вычислений;
-результаты параметрических исследований влияния изменения аэродинамической, объемно-массовой компоновки и переменных грузов (топлива, полезного груза) на динамические и флаттерные характеристики ЛА.
-Практическая значимость работы На основе разработанной
методики, алгоритмов и пакета прикладных создана
информационно-моделируюшея система АПАК, позволяюшея
комплексно производить расчеты массово-инерционных,
. динамических, аэроупругих характеристик ЛА.
С помошью системы АПАК сформированы МП ряда самолетов и планеров и на их основе построены структурные ММ для решения задач динамической аэроупругости (флаттер).
При создании системы АПАК автором непосредственно разработаны программный интерфейс и модули для: расчета массово-инерционных характеристик ЛА; ввода-вывода графической информации; автоматизированного формирования расчетных схем аэродинамики и упругости в составе программного комплекса. Кроме того, разработана и
сформиросіїна база данньгх функциональных математических
моделей (ФММ) И КОМПОНОВОЧНЫХ ГруЗОВ.
Методы исследования. При выполнении работ использовались известные методы по расчету и проектированию силовых конструкций ЛА, математического моделирования, построения САПР, обектно-ориентированного программирования на языке С
Реализация исследований. Разработанные методы и алгоритмы реализованы и внедрены в виде информационно-моделируюшей системы АПАК в "ОКБ Сухого"для конструкторов отдела общих видов .
Апробация работы. По результатам диссертации были сделаны доклады на II республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов, Казань, 1996; Научно-практической конференции "Проблемы создания и испытаний авиационной техники, пути совершенствования подготовки кадров" ВВИА им. Н.Е. Жуковского, Москва, 1995; Научно-технической конференции по итогам работы НИЧ за 1992-1993г. КГТУ им , А.Н. Туполева, Казань, 1994; Актуальные проблемы математического моделирования и автоматизированного проектирования в машиностроении модель-проект 95, Казань, 1995.
Достоверность полученных в работе результатов подтверждается сравнением с трубными и частотными испытаниями и расчетными данными полученными другими авторами
Публикации по теме диссертации
I.Определение жесткостных характеристик агрегатов самолета на начальных этапах проектирования! Гомзин А.В., Еранов А.П., Шатаев В.Г. Научно-методический сборник. ВВИА им.Н.Е.Жуковского 1994 г.
-A-
2.Автоматизация оценки характеристик самолета на начальном этапе проектирования на ПЭВМ. Гомзин А.В., Еранов А.П., Лачугин В.Г., Шатаев В.Г. Научно-методический сборник. ВВИА им.Н.Е.Жуковского 1995 г.
З.Тезисы доклада "Автоматизация расчета массовых и инерционных характеристик" Еранов А.П., Гомзин А.В., Шатаев В.Г. на научно-технической конференции посвященной 50-летию НИЧ КГТУ по итогам работы за 1992-1993 годы 4-15 апреля 1994 года г.Казань.
4.Тезисы доклада "Автоматизация расчета жесткостных характеристик" Гомзин АВ., Еранов А.П., Шатаев В.Г. на научно-технической конференции посвященной 50-летию НИЧ КГТУ по итогам работы за 1992-1993 годы 4-15 апреля 1994 года г.Казань.
5.Тезисы доклада "Помощник конструктора" на начальных этапах проектирования легкого самолета" Гомзин А.В., Еранов А.П., Лачугин В.А., Шатаев В.Г. на международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы математического моделирования и автоматизированного проектирования в машиностроении" КГТУ им.А-Н.Туполева г.Казань 1 июня 1995 г.
б.Тезисы доклада "Автоматизированная система расчета массово-инерционных характеристик легкого самолета на стадии проектирования" Еранов А.П. на научно-практической конференции ВВС "Проблемы создания и испытаний авиационной техники, пути совершенствования подготовки кадров" ВВИА им.Н.Е.Жуковского г.Москва 20-22 ноября 1995 г.
7.Тезисы доклада "Методика автоматизированного расчета массово-инерционных и аэроупругих характеристик для решения
задач динамической аэроупругости на ранних этапах проектирования самолета." Еранов А.П, на II научной конференции молодых ученых и специалистов Книга 4 "Математическое моделирование и проектирование" г.Казань 28 июня - Ішоля 1996
На правах рукописи оформлено б отчетов НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения, списка литературы из 87 наименований. Работа содержит 160 стр. основного текста, 43 рисунка н 7 таблиц.