Автоматизация проектирования дозвуковых грузо-пассажирских самолетов

• Автор: Пухов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 248 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание.

Сокращения, обозначения и индексы.

1. Сокращения

2. Обозначения.

3. Индексы.
Введение.

1. Анализ рынка

2. Место САПР в авиационной промышленности

2.1 Определение и задачи САПР

2.2 Тезаурус САПР

2.3 Облик САЬ8технологий авиастроительной корпорации
3. Анализ известных САПР
3.1 Отечественные разработки.
3.2 Зарубежные разработки
4. Постановка задачи исследования.
5. Принципы разработки и требования к САПР
5.1 Техническое обеспечение САПР.
5.2 Разработка алгоритмов САПР.
5.3 САПР в логистической поддержке ГПС.
ЧАСТЬ 1 Методология построения САПР ГПС.
1. Особенности процесса проектирования
1.1 Структура проектирования и конструирования ГПС.
1.2 Взаимосвязь характеристик и параметров.
1.3 Программа разработки ГПС.
1.4 Этапы жизненного цикла ГПС.
2. Формирование облика самолета в САПР
2.1 Постановка задачи проектирования.
2.2 Модель объекта проектирования
2.3 Формирование облика ГПС
2.4 Модель оптимального проектирования.
2.5 Методы оптимизации проектных решений.
2.6 Иерархия проектных задач САПР
3. Синтез компоновочной схемы ГПС.
3.1 Компоновка на этапе предварительного проектирования
3.2 Аэродинамическая компоновка
3.3 Методы автоматизации компоновки ГПС
3.4 Модель компоновки фюзеляжа.
3.5 Компоновка пассажирской кабины ГПС.
4. Проектирование конструктивносиловой схемы.
4.1 Оптимальное проектирование силовой конструкции.
4.2 Формирование конструктивной модели.
4.3 Процесс формирования моделей МКЭ.
4.4 Критерии оценки силовой конструкции
А втоматизация проектирования дозву ковых грузопассажирских самолетов
4.5 Формальноэвристические методы.
5. Весовая культура проектирования ГПС.
5.1 Роль весового проектирования.
5.2 Техническая дисциплина Весовое проектирование
5.3 Тезаурус весового проектирования.
5.4 Прогноз размерности ГПС в первом приближении
5.5 Иерархия расчетов взлетной массы самолета.
5.6 Частные задачи весового проектирования
5.7 Концепция коэффициента роста массы
5.8 Методы оптимального весового проектирования.
5.9 Организация системы весового контроля.
6. Оценка конкурентоспособности ГПС на этапе проектирования
6.1 Тезаурус конкурентоспособности изделия
6.2 Основные ИПИтехнологии и их взаимосвязи
6.3 Математическая модель конкурентоспособности.
6.4 Прогнозирование конкурентоспособности.
7. Выводы по ЧАСТИ 1
ЧАСТЬ II Практическая реализация основных принципов САПР
1. Общее
2. Реализация комплекса САПР
3. Методология комплекса ЦАПЛЯ
3.1 Состав модулей комплекса
3.2 Порядок расчетных алгоритмов комплекса
3.3 Структура базы данных комплекса.
3.4 Базовые принципы комплекса
4. Функции Комплекса ЦАПЛЯ
4.1 Модель общего вида самолета и ЗИ геометрии
4.2 Анализ плановой проекции крыла оперения.
4.3 Модель расчетной аэродинамики поляра как надо.
4.4 Расчет диаграммы НагрузкаДальность.
4.5 Компоновка носовой части, фонаря и кабины.
4.6 Диаграмма обзора из кабины пилотов
4.7 Формирование обводов фюзеляжа.
4.8 Модель силовой установки
4.9 Массовоинерционная модель
4. Параметризция основных данных проекта
4. Компоновка двигателя на крыле фюзеляже.
4. Расчет диаграммы Область полетов.
4. Расчет себестоимости перевозок.
5.Факторы развития ГПС нетрадиционных схем
6. Описание системы ЦАПЛЯ.
6.1 Общее.
6.2 Дерево меню САПР ЦАПЛЯ
7. Формирование БД ГПС на основе статистической информации
8. Современные критерии оценки совершенства ЛА
Автоматизация проектирования дозвуковых грузопассажирских самолетов
9. Выводы по ЧАСТИ II
ЧАСТЬ III Исследования в САПР проблемных вопросов компоновки ГПС
1. Оценка компоновки поперечного сечения фюзеляжа
2. Оценка компоновки пассажирских салонов
2.1 Основные характеристики компоновок.
2.2 Оценка прямых эксплуатационных расходов
2.3 Расчет прямых эксплуатационных расходов
3. Опртимизация числа двигателей для СУ ГПС
3.1 Общее
3.2 Влияние числа двигателей на тяговооруженность
3.3 Отказ двигателя
3.4 Потребная длина ВПП при взлете.
3.5 Влияние числа двигателей на экономичность ЛА.
4. Оценка вариантов размещения двигателей на крыле и на фюзеляже
4.1 Общее
4.2 Схема самолета с двигателями под крылом
4.3 Анализ схем конструкции
5. Оценка конкурентоспособности группы ГПС.
6. Выводы по ЧАСТИ III.
Выводы.
Заключение.
Литература


Четвертая составляющая поддержки изделия -это техническая среда, объединяющая все ЛВС предприятия в единую корпоративную сеть. Хотя попытки внедрить информационные технологии в процесс проектирования относятся к концу пятидесятых годов, первые практические результаты были получены лишь во второй половине шестидесятых. К этому времени появились рабочие станции, имеющие средства ввода и вывода графической информации, а также развитые системы математического обеспечения. Они позволяли осуществлять работу с машиной не только в режиме пакетной обработки, но и в режиме разделения времени. Это дало возможность использовать компьютер в диалоговом режиме, что существенно повышало эффективность процесса автоматизированного проектирования. Уже при создании САПР первого поколения ставилась задача объединить в интегральную систему все имеющиеся в распоряжении промышленности программы. В полной мере эту задачу удалось решить лишь в семидесятых годах, когда появились САПР второго поколения. В отечественном авиастроении САПР успешно развиваются с конца семидесятых годов прошлого века. Особо выдающиеся успехи были достигнуты в ЦАГИ, МАИ, ВВА и ОКБ А. Н.Туполева, В. М.Мясищева, О. К.Антонова, А. С.Яковлева, С. В.Ильюшина, А. И.Микояна, П. О.Сухого, Г. М.Бериева. Вопросам формирования облика самолета посвящено большое число работ. Одной из первых крупных отечественных разработок в этой области была работа, проведенная в -м отделении ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского под руководством Л. М.Шкадова []. В результате созданный программный комплекс позволял по заданным ПТ определить размерность (вес, тяга двигателя т. В этой же организации Б. И.Гуревичем была разработан комплекс, который позволял рассчитать геометрические и весовые параметры, количественно оценить эффективность того или иного варианта компоновки ЛА и образовать его форму. В МАИ им. С.Орджоникидзе под руководством С. Н.К. Лисейцева и В. В.Мальчевского [] был выполнен ряд работ, посвященных разработке компоновочных программ, основанных на принципе “линейного размещения” функциональных элементов, а в последствии на ряде типов самолетов они были развиты в программы по синтезу схемы ЛА. Следует отметить созданную под руководством О. С.Самойловича [] программу автоматизированного формирования облика самолета. Использованные в этой программе математические модели позволяли определить массовые и габаритные характеристики агрегатов маневренного самолета. Принятая система компоновочных ограничений обеспечивала автоматизированное формирование плановой и боковой проекций, а так же поперечных сечений самолета. Под руководством Н. К.Лисейцева и А. Н.Арепьева в МАИ [] была создана система автоматизированного формирования облика дозвукового транспортного самолета. В системе были хорошо развиты функции анализа, однако отсутствовали процедуры синтеза компоновочных схем, что затрудняло их практическое применение. Эти работы у нас в стране активно проводились в конце девяностых годов прошлого века. К тому же большие затраты времени на подготовку исходных данных, невозможность вмешиваться в проводимые машиной расчеты, сложность обработки и анализа полученной информации существенно снижали эффективность использования компьютеров. В конце -х в МАИ под руководством профессора Куприкова М. Ю. [] совместно с АНТК им. А.Н. Туполева и ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского была проведена работа по созданию системы Формирования облика дозвукового транспортного самолета ФОДТС (МАИ). Ограниченность ресурсов не позволила довести систему до рабочих версий, но методологическая база и комплексность подходов этой системы заслуживают того, чтобы упомянуть об этой работе как некотором этапе развития САПР. СИНТЕЗ ОБЛИКА ПОЗИЧКОВОГО ПАССАЖИРСКОГО САМОЛЕТА Персии 1. Следует подчеркнуть, что первые САПР были ориентированы лишь на автоматизацию предварительного проектирования. Однако в дальнейшем стало очевидным, что наиболее эффективна комплексная автоматизация на всех этапах проектирования самолета. В этом направлении и осуществляется развитие современных САПР.