Разработка методики выбора облика грузовых самолетов с использованием многодисциплинарной оптимизации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.02, кандидат наук Лукьянов Олег Евгеньевич

• Лукьянов Олег Евгеньевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Лукьянов Олег Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

1 КОНЦЕПЦИИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА ОБЛИКА САМОЛЁТОВ ТРАНСПОРТНОЙ КАТЕГОРИИ

1.1 Современная транспортная авиация и направления развития

1.2 Особенности начальных стадий проектирования

1.3 Особенности проектирования грузовых самолётов

1.4 Цель и задачи исследования

2 ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ КОНСТРУКЦИИ ФЮЗЕЛЯЖА

2.1 Методика последовательного синтеза облика

транспортных самолётов «от фюзеляжа»

2.2 Пересчёт массы силовой конструкции фюзеляжа по прототипу

2.3 Весовой анализ фюзеляжа грузового самолёта

2.4 Дополнительные возможные направления снижения

массы фюзеляжа грузовых самолётов

2.5 Выводы по главе

3 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЫЛА ТРАНСПОРТНЫХ САМОЛЁТОВ

НА ОСНОВЕ МНОГОДИСЦИПЛИНАРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

3.1 Постановка задачи выбора параметров крыла в терминах нелинейного программирования

3.2 Математические модели

3.3 Алгоритм вычисления целевой функции и оптимизации параметров крыла

3.4 Программная реализация алгоритма на ЭВМ

3.5 Оценка работоспособности алгоритма

3.6 Выводы по главе

4 ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

4.1 Верификация математических моделей аэродинамики

4.2 Оценка достоверности расчёта массы конструкции фюзеляжа

4.3 Оценка достоверности расчёта массы конструкции крыла

на основе безразмерного коэффициента силового фактора

4.4 Достоверность определения упругих деформаций крыла

на основе модели тела переменной плотности

4.5 Выводы по главе

5 РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ ПО ПЕРСПЕКТИВНОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ САМОЛЁТОВ

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

На фоне непрерывного роста авиационных грузо- и пассажироперевозок, а также высокой конкуренции на рынке транспортных услуг наблюдается устойчивый интерес авиакомпаний к приобретению высокоэффективных транспортных самолётов новой генерации.

Переход ведущих авиаразработчиков на цифровой формат работы актуализировал в развитии методов проектирования следующие перспективные направления: многодисциплинарная оптимизация (МДО) и высокоточное математическое моделирование. Параллельное внедрение научных достижений по обоим направлениям в сферу разработки авиационной техники создаёт предпосылки перехода от традиционных методов предварительного проектирования к проектной парадигме точного попадания, обеспечивая тем самым существенное повышение точности прогнозирования будущих характеристик разрабатываемого самолёта на ранних стадиях проектирования и сокращение финансовых и временных затрат на процесс его создания в целом.

Диссертационная работа посвящена разработке методики выбора облика грузовых самолётов, направленной на повышение эффективности начальных стадий проектирования и сокращение общих сроков разработки проекта за счёт применения высокоточного математического моделирования и многодисциплинарной оптимизации.

Степень разработанности темы

Проектирование авиационной техники начало рассматриваться в качестве научного направления относительно недавно. Изначально процесс создания летательного аппарата (ЛА) представлялся как искусство, и только на рубеже первой и второй половин ХХ века, начиная с работ Д. П. Григоровича, В.Ф. Болховитинова, П. Д. Самсонова, К. Вуда, А. Г. Бедунковича, Л. И. Сутугина и уже позднее Н.А. Фомина, А. А. Бадягина, С. М. Егера, Э. Торенбика, Д. Рэймера, Дж. Роскэма, он обретает системный научный характер. В настоящее время

прогресс науки в области механики, нелинейного математического программирования, ресурсоёмких численных вычислений обусловил появление у конструктора новых эффективных технологических инструментов цифрового проектирования в виде программных вычислительных комплексов высокоточного математического моделирования. Важнейшим компонентом здесь является математическое и техническое обеспечение взаимной связи моделей и методик из смежных дисциплин с целью трансформации процесса проектирования в математическую задачу многодисциплинарной оптимизации. В последние годы наблюдается значительное увеличение количества научных публикаций на тему МДО в авиастроении. В частности, известны работы сотрудников Московского авиационного института, ЦАГИ, авторов научной школы А. А. и В. А. Комаровых, а также зарубежных авторов из технических университетов Брауншвайга, Торонто, Мичигана, Мюнхена, Германского авиакосмического центра и многих других. Несмотря на обилие исследований в этой области до сих пор существует потребность расширения возможностей МДО, направленного на внедрение учёта дополнительных факторов, существенным образом влияющих на конечный облик и показатели эффективности ЛА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики выбора облика грузовых самолетов с использованием многодисциплинарной оптимизации»

Цель работы

Повышение экономической эффективности самолётов транспортной категории и сокращение сроков проектирования с использованием многодисциплинарной оптимизации на начальных стадиях проектирования.

Задачи исследования

1. Разработать методику определения параметров облика и взлётной массы грузовых самолётов с повышением точности определения массы конструкции фюзеляжа и её минимизацией.

2. Разработать способ прогнозирования массы конструкции фюзеляжа на основе критерия "силовой фактор" с комплексным учётом массы коммерческой нагрузки, наддува в гермокабине, а также геометрических и компоновочных особенностей самолёта.

3. Разработать методику и алгоритм выбора рациональных геометрических параметров крыла транспортных самолётов по большому числу проектных переменных с использованием численного математического моделирования с комплексным учётом: упругих деформаций крыла, весовой и аэродинамической эффективности, перегрузок в различных расчётных случаях.

4. Разработать программное обеспечение, реализующее алгоритм и методику

МДО.

5. Провести верификацию математических моделей, применяемых в работе.

6. Решить прикладные задачи.

Объект исследования

Геометрический облик грузового самолёта.

Предмет исследования

Выбор параметров облика грузового самолётов

Научная новизна

1. Предложена методика последовательного синтеза облика грузовых самолётов, начинающегося с выбора формы фюзеляжа, генерации конструктивно-силовой схемы и определения массы его конструкции.

2. Разработана методика расчёта массы конструкции фюзеляжа грузовых самолётов на основе критерия «силовой фактор» и конечно-элементного моделирования с учётом массы коммерческой нагрузки, наддува в гермокабине, а также геометрических и компоновочных особенностей самолёта.

3. Предложена методика выбора геометрических параметров крыла самолёта с использованием многодисциплинарной оптимизации с учётом величин перегрузок в различных расчётных случаях.

4. Показана возможность использования предложенной методики многодисциплинарной оптимизации для оценки эффекта внедрения отдельных инноваций на топливную эффективность самолёта на ранних стадиях проектирования.

Практическая значимость

1. Разработанная методика многодисциплинарной оптимизации позволяет находить дополнительные резервы повышения топливной эффективности транспортных самолётов.

2. Разработанная методика расчёта массы силовой конструкции фюзеляжей грузовых самолётов с учётом эксплуатационных факторов, а также методика многодисциплинарной оптимизации крыла грузового самолёта внедрены в практику проектной деятельности российского авиастроительного предприятия АО «ЭМЗ им. В.М. Мясищева».

3. Результаты диссертационной работы, в частности, программное обеспечение «MDOWmg», предназначенное для реализации методики многодисциплинарной оптимизации облика транспортных самолётов, внедрены в учебный процесс подготовки авиационных специалистов в Самарском университете с целью овладения современными методами цифрового проектирования.

Теоретическая ценность

1. Предложенная методика последовательного синтеза облика грузовых самолётов, начиная с фюзеляжа, с соответствующей модификацией уравнения существования самолёта, позволяет повысить точность весового анализа конструкции фюзеляжа и планера, а также точность определения взлётной массы самолёта и показателей его эффективности.

2. Разработанные новые аналитические весовые формулы оболочки фюзеляжа, а также способ пересчёта массы конструкции фюзеляжа по прототипу с использованием конечно-элементного моделирования и критерия «силовой фактор» позволяют находить дополнительные пути снижения массы конструкции.

3. Использование нового безразмерного коэффициента силовой эффективности конструкций позволяет повысить эффективность алгоритма многодисциплинарной оптимизации параметров крыла.

Методы исследования

Математические модели аэродинамики и механики твёрдого тела. Метод конечных элементов. Метод дискретных вихрей. Инженерные методы расчёта аэродинамических характеристик. Методы линейной алгебры. Оптимизационная модель тела переменной плотности. Методы нелинейного математического программирования.

Выносится на защиту

1. Методика последовательного синтеза облика транспортных самолётов «от фюзеляжа».

2. Способ оценки массы конструкции фюзеляжа с учётом массы коммерческой нагрузки, наддува в гермокабине, а также геометрических и компоновочных особенностей фюзеляжа и самолёта.

3. Методика многодисциплинарной оптимизации геометрических параметров крыла грузового самолёта по большому числу переменных с возможностью учёта величин перегрузок в различных расчётных случаях и соответствующих им упругих деформаций крыла.

Достоверность результатов

Достоверность результатов обеспечена за счёт использования апробированных численных методов механики и сертифицированных программных комплексов, а также путём сравнения получаемых результатов расчёта весовых и аэродинамических характеристик с расчётными, статистическими и экспериментальными данными, приведёнными в известных литературных источниках.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были доложены на семи конференциях различного уровня: 14-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2015», 16-20.11.2015, Москва, МАИ; XVIII Всероссийский семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов, 15-17.06.2015, Самара, СГАУ; 15-я Международная конференция «Авиация и космонавтика

2016», 14-18.11.2016, Москва, МАИ; Международная научно-практическая конференция им. академика Ф. М. Решетнёва «Решетнёвские чтения 2016», 0912.11.2016, г. Красноярск, СибГУ; Х1Х Всероссийский семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов, 17-18.06.2016, Самара, Самарский университет; 16-я Международная конференция «Авиация и космонавтика 2017», 20-24.11.2017, Москва, МАИ; XIV Международная молодёжная научная конференция «Королёвские чтения», 03-05.10.2017, Самара, Самарский университет.

На разработанное программное обеспечение получены свидетельства:

1. Лукьянов О.Е., Климов Е.А., Мендес Сото М.А., Шахов В.Г., Фролов В.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618598. "Программа расчета аэродинамических характеристик крыла методом дискретных вихрей DMVWing". Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 15 августа 2017 г.

2. Комаров В.А., Лукьянов О.Е., Климов Е.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016619939. "Программа расчёта взлётной массы грузового самолёта МаББ0 в системе адбуб". Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 1 сентября 2016г.

3. Лукьянов О.Е., Комаров В.А., Климов Е.А., Эспиноса Барсенас О.У. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018663935. "Программа многодисциплинарной оптимизации параметров облика транспортных самолётов "MDOWing". Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 07 ноября 2018 г.

Основное содержание диссертации опубликовано

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Комаров, В.А. Многодисциплинарная оптимизация параметров крыла грузового самолета / В.А. Комаров, О.Е. Лукьянов // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". - 2018. - № 3. - С. 3-15.

2. Лукьянов, О.Е. Особенности аэродинамических характеристик беспилотных летательных аппаратов с крылом большого удлинения / О.Е.

Лукьянов, А.В. Островой, Мендес Сото М.А. [и др.] // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. - 2018. - Т. 21. № 1. - С. 30-39.

3. Комаров, В.А. Концептуальное проектирование тяжёлого транспортного самолёта нового поколения / В. А. Комаров, О.Е. Лукьянов // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. - 2017. - № 2. - С. 9-20.

4. Лукьянов, О.Е. Взаимная интеграция программных комплексов для автоматизации процесса проектирования / О.Е. Лукьянов, Е.А. Климов // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. - 2016. - № 2(37). - С. 1-5.

5. Лукьянов, О.Е. Оценка особенностей аэродинамических характеристик фюзеляжей транспортных самолётов несущей формы / О.Е. Лукьянов // Известия Самарского научного центра РАН. - 2015. - Т. 17. № 6(3). - С. 696-701.

В прочих изданиях:

6. Климов, Е.А. Автоматизация процесса формирования геометрического облика самолета с применением математического моделирования / Е.А. Климов, О.Е. Лукьянов // Международная молодежная научная конференция "XIV Королёвские чтения". Самара, Самарский университет. - 2017. - Т. 1. - С. 276-277.

7. Комаров, В.А. Выбор параметров несущей системы грузового самолёта на основе многодисциплинарного математического моделирования / В. А. Комаров, О.Е. Лукьянов, Е.А. Климов // Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2017». Москва, МАИ. - 2017. - С. 41-42.

8. Климов, Е.А., Применения языков параметрического проектирования для расчета взлетной массы самолета с учетом многодисциплинарного подхода / Е.А. Климов, О.Е. Лукьянов // ХК Всероссийский семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара, Самарский университет. - 2017. - Ч. II. - С. 94-97.

9. Лукьянов, О.Е. Формирование облика грузового самолёта на основе модифицированного уравнения существования самолёта / О.Е. Лукьянов, В.А. Комаров // 15-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2016».

Москва, МАИ. - 2016. - С. 50-52.

10. Лукьянов, О.Е. Параметрическая оптимизация элемента авиационной конструкции с применением интеграции вычислительных комплексов / О.Е. Лукьянов, Е.А. Климов // Международная научно-практическая конференция им. академика Ф. М. Решетнёва. Красноярск, СибГУ. - 2016. - Ч. 2. - С. 59-60.

11. Лукьянов, О.Е. Использование межплатформенной связки программных комплексов для автоматизации процесса проектирования / О.Е. Лукьянов, Е.А. Климов // 15-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2016». Москва, МАИ. - 2016. - С. 521-523.

12. Лукьянов, О.Е. Определение аэродинамических характеристик несущего корпуса транспортного самолёта / О.Е. Лукьянов // XVIII Всероссийский семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара, СГАУ. -2016. - С. 232-235.

13. Лукьянов, О.Е. Особенности аэродинамических характеристик корпуса транспортного самолёта несущей формы / О.Е. Лукьянов // 14-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2015». Москва, МАИ. - 2015. - С. 23-24.

1 КОНЦЕПЦИИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА ОБЛИКА САМОЛЁТОВ

ТРАНСПОРТНОЙ КАТЕГОРИИ

1.1 Современная транспортная авиация и направления развития

Транспортная авиация занимает особую нишу рынка коммерческих перевозок, осуществляя оперативную доставку грузов различного характера и назначения по всему миру. Воздушный транспорт пользуется большой популярностью на мировом рынке авиаперевозок, в частности, за счёт своих особых возможностей, которыми не обладают другие виды транспорта. Так, второе полугодие 2016 года показало мировой рост грузовых авиаперевозок на 3,8% (рисунок 1.1). Наиболее активно пользуются спросом полёты в страны Европы и Ближнего Востока [1]. За июнь 2017 года грузооборот российских авиакомпаний составил 635,5 млн тонна-километров, превысив показатели июня предыдущего года более чем на 20%. Подобная динамика также наблюдалась и на протяжении всего 2017 года [2]. Количество грузов, перевезённых российскими компаниями в первом полугодии 2018 года, превысило показатели аналогичного промежутка времени 2017 года [3].

Тоннакл лом етр, млрдмее 20

19

18

17

16

15

14

13

2012 2013 2014 2015 2016 2017

ГОДЫ

Рисунок 1.1 - Мировые грузоперевозки, тонна-километр [1]

Аналитики ФГУП Государственного НИИ Гражданской Авиации (ГосНИИ ГА) прогнозируют к 2034 году тройное увеличение грузооборота российских

авиакомпаний [4], причём, как и сейчас, значимую долю грузооборота возьмут на себя транспортные самолёты средней и большой грузоподъёмности.

Согласно прогнозу компании Boeing в последующие 20 лет в мире продолжится рост авиационного грузооборота в среднем на 4,2% в год, при этом наибольшие темпы будут наблюдаться на азиатском рынке. Увеличение спроса на авиаперевозки произойдёт также в России и странах СНГ, где потребность в новых гражданских воздушных судах до 2036 года составит более 1200 единиц, и большая часть из этих самолётов пойдёт не столько на обновление устаревшего парка, сколько на покрытие растущих потребностей рынка [5, 6].

Основой флотов крупнейших транспортных авиакомпаний мира являются средне и дальнемагистральные воздушные суда разной грузоподъёмности от 50 до 137 тонн. Авиакомпания «FedEx Express», давно удерживающая лидирующие позиции по грузообороту в мире (более 16 млн. т-км в год [7]), эксплуатирует самолёты большой грузоподъёмности: Boeing 777 F, MD-11F с максимальной массой коммерческой нагрузки 103 и 91 тонны соответственно, и самолёты Boeing 767-300F, Airbus A300-600 с грузоподъёмностью 58 и 50 тонн соответственно. Компании «Emirates SkyCargo» и «Cathay Pacific», занимающие в совокупности более 20% мирового рынка авиационных грузоперевозок, сосредоточились на эксплуатации исключительно тяжёлых судов, таких как Boeing 747-8F, Boeing 747-400F/ERF и Boeing 777F с грузоподъёмностью 137, 117 и 103 тонн соответственно.

Формирование парка авиакомпаний из грузовых самолётов с разными транспортными возможностями обусловлено потребностями рынка перевозок и занимаемыми на нём нишами. Тяжёлые суда при этом обеспечивают основную долю мирового грузооборота и ориентированы в основном на большегрузные дальние, в том числе трансконтинентальные, перевозки. При этом следует заметить, что даже в сегменте регулярных авиаперевозок максимальная грузоподъёмность судна (с учётом дальности полёта) используется далеко не всегда. Так, российская авиакомпания «AirBridgeCargo» использует самолёты Boeing 747-400F (максимальная грузоподъёмность 117 тонн) и Boeing 747-8F

(максимальная грузоподъёмность 137 тонн) на маршруте Франкфурт-на-Майне -США для перевозок в среднем девяноста тонн полезной нагрузки, достигая при этом показателей коммерческой загрузки своих самолётов в среднем около 70%, в то время как средняя по индустрии коммерческая загрузка воздушных судов составляет только несколько более 45% [8, 9].

Средний уровень коммерческой загруженности судна на наиболее популярных рейсах учитывается разработчиками при выборе основных параметров самолёта или его модификаций на этапе предварительного проектирования. Эксплуатация судов на регулярных линиях позволяет добиваться хороших экономических показателей за счёт оптимизации параметров облика самолёта под заданный спектр транспортных задач, а также рационального планирования транспортной сети авиакомпании в зависимости от потребностей рынка.

Сектор чартерных перевозок часто ориентирован на выполнение транспортировки специальных по своим параметрам грузов: большая масса и/или большие габариты моногруза, особые требования при транспортировке. По сравнению с регулярными рейсами такие перелёты часто проходят с худшими экономическими показателями из-за жёсткой привязки к массе перевозимого груза, заданной дальности полёта, отдельных условий по транспортировке и погрузочно-разгрузочным операциям. В то же время чартеры оплачиваются заказчиком по более высоким тарифам. Например, грузооборот компании Волга-Днепр в сфере чартерных перевозок по итогам 2015 года составил менее 5% от общего, тогда как принёс компании более 30% выручки [10].

Отдельное внимание заслуживают также машины с уникальными возможностями для совершения отдельных узкоспециализированных задач. Примером могут служить самолёты Aero Spacelines Pregnant Guppy, Aero Spacelines Super Guppy, Airbus A300-600ST Super Transporter «Beluga» и Boeing 747 Large Cargo Freighter «Dreamlifter», служащие для транспортировки частей космических аппаратов, а также сверхгабаритных узлов и агрегатов летательных аппаратов (ЛА) от заводов-изготовителей к месту окончательной сборки. Огромная площадь миделя фюзеляжа является прямым источником снижения аэродинамического

качества и топливной эффективности. Однако экономическая целесообразность применения этих самолётов оправдывается оперативностью доставки грузов на большие расстояния, когда простой сборочного производства из-за длительного времени поставки (морским, железнодорожным, автомобильным или другим видом транспорта) недопустим. К самолётам отечественного производства, обладающим особыми транспортными возможностями можно отнести Ан-225 «Мрия», ВМ-Т «Атлант», которые изначально были предназначены для перевозки изделий космической отрасли. Самолёт Ан-225 «Мрия» ныне эксплуатируется компанией «Авиалинии Антонова» для коммерческих перевозок уникальных сверхтяжёлых негабаритных грузов, будучи востребованным в узкой специфической нише рынка с полным отсутствием каких-либо конкурентов.

Примечательно, что флот крупноразмерных самолётов преобладающего числа компаний мира состоит в основном исключительно из грузовых модификаций пассажирских самолётов (В-747Б, В-777Б, А-330-300 Б, МБ-11 Б и других). Преемственность конструкции, отработанные технологии, высокие показатели эффективности, минимальные риски при модификациях - есть несомненные преимущества таких самолётов. Однако, ряд присущих им недостатков делает их непригодными для использования в сегменте чартерных услуг, если требуется перевозка нестандартных грузов. Отсутствие широких погрузочных люков для полноценного доступа в грузовую кабину, а также её высокое расположение над землёй дополнительно усложняют или делают невозможным процесс погрузки и разгрузки в таких случаях. Более гибкими в этом плане являются рамповые самолёты, позволяющие кроме регулярных контейнерных перевозок осуществлять транспортировку специальных негабаритных тяжёлых моногрузов, показывая, как правило, меньшую топливную эффективность на дальних дистанциях по сравнению с транспортными модификациями пассажирских самолётов.

Транспортные услуги на рамповых самолётах большой грузоподъёмности осуществляются небольшим количеством компаний, и в основном на самолётах производства России и СССР. Гражданскими эксплуатантами самолётов Ан-124-

100 «Руслан» (с максимальной грузоподъёмностью 120 тонн) являются компании «Волга-Днепр», 224-й лётный отряд и «Авиалинии Антонова». Самолёты Ил-76 и его модификации с различной грузоподъёмностью (до 60 тонн) [11] используются сегодня различными авиакомпаниями мира. Современную модификацию Ил-76 ТД-90ВД активно эксплуатирует и «Волга-Днепр» для специализированных перевозок негабаритных грузов различного назначения. В сфере гражданских транспортных услуг задействован и устаревший тяжёлый рамповый самолёт Ан-22, имеющийся в единственном экземпляре у «Авиалиний Антонова». Военно-транспортные самолёты иностранного производства (С-5М «Galaxy», C-17 «Globemaster», A-400M, Xian Y-20) в коммерческих авиакомпаниях мира не используются. За счёт уникальных возможностей рамповых самолётов их коммерческие эксплуатанты прочно занимают нишу бизнеса чартерных авиаперевозок. Следует, однако, отметить, что все крупные рамповые грузовые суда, задействованные ныне в сфере коммерческих заказов, являются гражданскими версиями военно-транспортных самолётов. Техническое задание на проектирование военно-транспортного самолёта включает в себя ряд специфических требований, негативно отражающихся на технико-экономических показателях самолёта, используемого в коммерческих целях. Так, наличие неиспользуемого объёма верхней палубы фюзеляжа, высокие требования к прочности и проходимости шасси, неприхотливость к эксплуатации на малоподготовленных аэродромах, возможность размещения специального оборудования - факторы, снижающие эффективность военно-транспортных самолётов при коммерческой эксплуатации в условиях хорошо развитой аэродромной инфраструктуры и качественного наземного обслуживания. Среди существующих в мире крупноразмерных транспортных самолётов не существует машин, специально ориентированных на коммерческие перевозки, универсально сочетающих в себе преимущества рамповых самолётов и сильные стороны грузовых версий пассажирских самолётов. Данное обстоятельство может быть связано со стремлением авиапроизводителей и авиакомпаний-эксплуатантов формировать свои авиапарки по возможности из технически наиболее близких друг

другу судов с минимальными конструктивными отличиями. Грузовые модификации пассажирских самолётов сохраняют в себе преемственность технологий, что позволяет сократить сроки выхода грузового самолёта на рынок, минимизировать проектные риски, обеспечить взаимозаменяемость деталей, сократить номенклатуру изделий на заводе-изготовителе. Одновременно с этим, наверное, затруднительно будет представить массовую рентабельную эксплуатацию рамповых самолётов для перевозки пассажиров. Хотя примеры успешного переоборудования рамповых самолётов под пассажирские перевозки также имеют место в истории авиации.

Очевидно, что создание комплекса тяжёлой транспортной авиации является весьма сложной задачей, которая оказывается под силу только лишь некоторым государствам или крупным авиастроительным организациям, чаще всего работающим в широкой международной кооперации. На сегодняшний день парк самолётов транспортной авиации России устаревает и требует обновления и наращивания. Ещё в начале 2000-х годов российские компании в основном выполняли грузовые рейсы на рамповых самолётах, будучи недостаточно конкурентоспособными на рынке регулярных перевозок. После 2006 года устаревшие рамповые суда транспортных компаний России стали замещаться грузовыми модификациями пассажирских самолётов большой грузоподъёмности, что наряду с их участием в международных авиационных альянсах обусловило рост их грузооборота [12]. При этом, за счёт большой доли рамповых самолётов предыдущих поколений в российских авиакомпаниях, средний возраст грузового авиапарка составлял на 2014 год более 20 лет. В то время как средний возраст транспортных версий пассажирских воздушных судов (ВС), выполнявших 85-90% грузооборота не превысил 10 лет. Согласно прогнозу ГосНИИ ГА объёмы работы транспортной авиации в России повысятся до уровня 34 - 40 млрд. ткм в 2023, а до 2035 года возрастут до 59 - 78 млрд. ткм. Причём прогнозы основаны на гипотезе восстановления производства тяжёлых транспортных самолётов типа Ан-124-100. В противном случае самолёты Ан-124-100 будут списаны без замены, окончательно потеряв долю рынка уникальных крупногабаритных перевозок,

ориентированных именно на этот тип самолёта [12, 13].

Тенденции развития рынка авиационных перевозок неуклонно указывают на потребность повышения экономической эффективности транспортных операций за счёт введения новых модификаций транспортных самолётов и оптимизации парка воздушных судов в авиакомпаниях. Это обстоятельство во многом объясняется высоким уровнем конкуренции на рынке авиаперевозок и ужесточающимися требованиями ИКАО по шуму и эмиссии вредных веществ в атмосферу. Рост объёмов перевозок разного тоннажа по востребованным направлениям приводит к высокой загруженности воздушных линий и ухудшению экологической обстановки в населённых пунктах близ аэропортов-хабов. Уже в 1998 году авторы работы [14], ссылаясь на концепт самолёта «Ecolifter» компании «Airbus», утверждали, что разгрузить воздушный (и не только) траффик поможет создание самолёта сверхтяжёлой категории грузоподъёмностью от 250 тонн. При этом за счёт повышения грузоподъёмности удастся снизить потребное количество выпускаемых самолётов.

На авиационном комплексе им. С.В. Ильюшина в 2016 году объявили начало работ над проектом тяжёлого транспортного самолёта, предусматривающим согласно пожеланиям заказчиков модификации на 100, 80 и 60 тонн полезной нагрузки [15]. Рассматриваются и вопросы создания сверхтяжёлой машины с грузоподъёмностью более 100 тонн.

В [16] обоснована актуальность создания грузовых самолётов большой размерности и предложены возможные варианты облика такого самолёта в среднесрочной и долгосрочной перспективе.

В 2017 году на авиасалоне МАКС ЦАГИ представил концепцию тяжёлого военно-транспортного самолёта «Слон», предполагаемого в нескольких модификациях, способных поднимать в воздух от 100 до 180 тонн полезной нагрузки.

Выводы по разделу 1.1

Потребность транспортных авиакомпаний в воздушных судах большой

грузоподъёмности с улучшенными показателями экономической эффективности и экологической безопасности определяет актуальность появления на рынке транспортных самолётов новой генерации, при создании которых будут использованы новейшие методы проектирования, современные технологии изготовления и сборки, перспективные материалы и ряд прочих инноваций.

1.2 Особенности начальных стадий проектирования 1.2.1 Научное обеспечение проектирования самолётов

Постоянно растущие требования по экономической эффективности и экологической безопасности, предъявляемые к самолётам транспортной и пассажирской категорий, а также потребность в сокращении времени поставки их заказчику, обуславливают необходимость активного развития и внедрения новых методов проектирования более совершенных машин и их модификаций.

Создание летательного аппарата, как одного из сложнейших объектов инженерной деятельности, является многоэтапным процессом. Одними из первых работ, в которых процесс проектирования систематизирован по стадиям, можно считать книги авторов: Д. П. Григоровича, В.Ф. Болховитинова, П.Д.Самсонова [17], К. Вуда [18], А. Г. Бедунковича [19], Л. И. Сутугина [20].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лукьянов Олег Евгеньевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Международная ассоциация воздушного транспорта, IATA: [Электронный ресурс]. Air Freight Market Analysis - December 2016. URL: http://www.iata.org/whatwedo/Documents/economics/freight-analysis-dec-2016.pdf. (дата обращения: 26.02.2017).

2. Показатели работы ГА России за январь-декабрь 2017 года: [Электронный ресурс] // Содружество авиационных экспертов. 2017. URL: https://www.aex.ru/docs/2/2018/1/25/2711/. (дата обращения: 01.12.2017).

3. Показатели работы ГА России за январь-август 2018 года: [Электронный ресурс] // Содружество авиационных экспертов. 2017. URL: https://www.aex.ru/docs/2/2018/9/26/2808/. (дата обращения: 01.09.2018).

4. Гусаров, Р.В. Знакомимся - гражданский Ил-76ТД-90А [Электронный ресурс] / Р.В. Гусаров // Содружество авиационных экспертов. 2016. URL: http://www.aex.ru/docs/3/2016/7/21/2471/. (дата обращения: 05.09.2016).

5. Нилов, М. Прогноз рынка 2017-2036 от Boeing CA: [Электронный ресурс] / М. Нилов // Содружество авиационных экспертов. 2017. URL: https://www.aex.ru/docs/2/2017/7/17/2627/. (дата обращения: 01.12.2017).

6. Бакли, К. Airbus: Прогноз рынка авиаперевозок России и СНГ на ближайшие 20 лет [Электронный ресурс] / К. Бакли // Содружество авиационных экспертов. 2017. URL: https://www.aex.ru/docs/2/2017/7/26/2635/. (дата обращения: 01.12.2017).

7. Международная ассоциация воздушного транспорта, IATA: [Электронный ресурс]. Air Freight Market Analysis - December 2016. URL: http://www.iata.org/publications/economics/pages/index.aspx. (дата обращения: 26.02.2017).

8. Авиакомпания Волга-Днепр [Электронный ресурс]. Годовой обзор - 20122013. Создаем воздушные мосты. URL: http://www.volga-dnepr.com/files/VDA_24-03.pdf.

9. Авиакомпания Волга-Днепр [Электронный ресурс]. Годовой обзор - 2014. Создаем воздушные мосты. URL: http://www.volga-dnepr.com/files/VDA AR2014 Web.pdf.

10. Авиакомпания Волга-Днепр [ Электронный ресурс]. Годовой обзор - 2015. Создаем воздушные мосты. URL: http://www.volga-dnepr.com/files/VDA AR2015 Web.pdf.

11. Группа компаний ОАК ОАО «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина» [Электронный ресурс]. Технические характеристики самолёта Ил-76 МД-90А. URL: http://www.ilyushin.org/aircrafts/transport/311/. (дата обращения: 05.04.2017).

12. Шапкин, В.С. Состояние и перспективы развития парка воздушных судов российских авиакомпаний / В.С. Шапкин, О.Ю. Страдомский, И.А. Самойлов // газета «Воздушный транспорт гражданской авиации». 12. - 2015. - № 49. - С. 1-2.

13. Самойлов, И.А. Состояние гражданской авиационной техники России и прогноз ее обновления до 2030 года / И.А. Самойлов, О.Ю. Страдомский, В.С. Шапкин // Научный вестник МГТУГА. - 2013. - № 187. - С. 7-18.

14. Schmitt, D. A new concept for a dedicated advanced cargo transport / Schmitt D., Roeder J. // International Council of the Aeronautical Sciences and the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., with permission. - 1998. - P. 1-8.

15. Перспективы «Ильюшина». // Корпоративный журнал объединённой авиастроительной корпорации «Горизонты». - 2016. - № 4(12). - С. 28-33.

16. Арутюнов, А.Г. Методика определения рационального облика коммерческого тяжелого рампового грузового самолета на этапе концептуального проектирования из условия его прибыльности: дис. канд. техн. наук. - Москва, 2017. - 252 с.

17. Самсонов, П.Д. Проектирование и конструкции гидросамолетов: учебное пособие для авиационных ВТУЗов. - НКТП ГУАП Моск. авиац. инст., 1936. - 541 с.

18. Вуд, К. Проектирование самолетов / К. Вуд // Пер. с англ. под ред. инж. И. И. Эскина и инж. А. Д. Калужнина. - Москва: Оборонгиз, - 1940 (Киев). - 470 с.: ил., черт.; 22 см.

19. Бедункович, А.Г. Проектирование самолетов. Ч. 1. Общие вопросы проектирования / А. Г. Бедункович // Ленингр. краснознам. воен.-воздуш. инж. акад. - Ленинград: типолитогр. ЛКВВИА, 1948. - 291 с.

20. Сутугин, Л.И. Основы проектирования самолетов / Л.И. Сутугин // М.: Оборонгиз НКАП, 1945. - 267 с.

21. Мальчевский, В.В. Матрично-топологический метод синтеза и компоновки самолета (опыт автоматизации творческой деятельности конструктора) / В.В. Мальчевский // Монография. - Москва: МАИ, 2011. - 356 с.

22. Комаров, В.А. Точное проектирование / В.А. Комаров // «Онтология проектирования» научный журнал. - 2012. - № 3(5). - С. 8-23.

23. Фомин, Н.А., Проектирование самолетов. Определение веса. Компоновка. Выбор схемы и основных параметров / Н.А. Фомин // М.: Оборонгиз, 1961. - 362с.

24. Егер, С.М. Проектирование самолетов. / С.М. Егер, В.Ф. Мишин, Н.К. Лисейцев; под ред. С.М. Егера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

25. Бадягин, А.А. Проектирование самолетов. / А.А. Бадягин, С.М. Егер [и др]. - М.: Машиностроение, 1972. - 516 с.

26. Торенбик, Э. Проектирование дозвуковых самолётов. / Э. Торенбик // -М.: Машиностроение, 1983. - 632 с.

27. Raymer D. P. Aircraft design: A Conceptual Approach. Washington: Reston, VA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 5th ed., 2012. - P. 227.

28. Roskam J. Airplane Design Part I: Preliminary Sizing of Airplanes. Design, Analisys and Research Corporation, Lawrence Kansas. 5-th printing, 2017. - 206 p.

29. Шейнин, В.М. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Т. 1. Весовой расчет самолета и весовое планирование. / В.М. Шейнин, В. И. Козловский. - М.: «Машиностроение», 1977. - 344 с.

30. Комаров, В.А. Весовой анализ авиационных конструкций: теоретические основы / В. А. Комаров // Общероссийский научно-технический журнал "Полёт". -2000. - № 1. - С.31-39.

31. Комаров, В.А. Оценка весовой эффективности силовых схем несущих поверхностей / В. А. Комаров, А.В. Гуменюк // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2002. - № 1. - С. 45-54.

32. Гуменюк, А.В. Прогнозирование и контроль массы авиационных конструкций с использованием критерия "силовой фактор": дисс. канд. техн. наук.

- Самара, 2004. - 187 с.

33. Лебедев, А.А. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов /

A. А Лебедев, Л .С. Чернобровкин // издание второе, переработанное и дополненное.

- М.: Машиностроение, 1973. - 613 с.

34. Холявко, В. И. Расчёт аэродинамических характеристик самолёта: учебн. пособие. / В. И. Холявко // - Х.: ХАИ, 1991. - 80 с.

35. Хемш, М. Аэродинамики ракет / М. Хемш // - М.: Мир, 1989. - 426 с.

36. Гриценко, Н.А. Расчёт аэродинамических характеристик самолёта: учеб. пособие. / Н.А. Гриценко, Е.Д. Икрянников // - М.: академия им. проф. Н. Е. Жуковского, 1994. - 255 с.

37. Komarov, V.A.; Weisshaar, T.A. New Approach to Improving the Aircraft Structural Design process // Journal of Aircraft, March-April 2002. Volume 39. Number 2. - P. 227.

38. Вайсхаар, Т.А. Человеческий фактор в проектировании авиационных конструкций / Т. А Вайсхаар, В. А Комаров // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». - 1998. - № 1. - С.17-23.

39. Лазарев, А.Ю. К поиску оптимальной компоновки летательного аппарата с замкнутым крылом / А.Ю. Лазарев, В.Н. Семенов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2012. - № 5(36). - С. 66-71.

40. Семенов, В.Н. Конструкции самолетов замкнутой и изменяемой схем /

B.Н. Семенов // - М.: ЦАГИ, 2006. - 228 с.

41. Wunderlich T., Dahne S., Heinrich L., Reimer L. Multidisciplinary optimization of a NLF forward swept wing in combination with aeroelastic tailoring using CFRP // Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015.

42. Seber G., Ran H., Schetz J. A., Mavris D. N. Multidisciplinary Design Optimization of a Truss Braced Wing Aircraft with Upgraded Aerodynamic Analyses // 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference 27 - 30 June 2011, Honolulu, Hawaii.

43. Martins J. R. R. A., Kenway G. K. W., Brooks T. Multidisciplinary Design Optimization of Aircraft Congurations|Part 2: High-delity aerostructural optimization. Lectureseries, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Sint Genesius Rode, Belgium, May 2016.

44. Brooks T.R., Kennedy G.J., Martins J.R.R.A. High-fidelity Multipoint Aerostructural Optimization of a High Aspect Ratio Tow-steered Composite Wing // Proceedings of the 58th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, AIAA SciTech Forum. January 2017.

45. Kennedy G. J., Martins J. R. R. A. A parallel aerostructural optimization framework for aircraft design studies // Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014. - P. 1079-1101.

46. Klimmek T. Statische aeroelastische Anforderungen beim multidisziplinaren Strukturentwurf von Verkehrsflugzeugflugeln. Genehmigte Dissertation. Essen. 2016. -S. 217.

47. Кефели, А.И. О теоретических весах сооружений. / А.И. Кефели // Тр. ЛИИЖТ., 1927. Вып. 96. - С. 247-266.

48. Комаров, А.А. Силовое конструирование. / А.А. Комаров // Труды Куйбышев, авиац. ин-та. Куйбышев.: Куйбышев, обл. гос. изд-во. Выпуск 1. - 1952. - С. 36-47.

49. Комаров, А.А. Основы проектирования силовых конструкций. -Куйбышев: Куйбышев, книжн. изд-во, 1965. - С. 88.

50. Резниченко, Г.А. Вычисление силового веса конструкций типа крыла с использованием метода конечных элементов. / Г. А. Резниченко // Автоматизация

проектирования авиационных конструкций. Межвузовский сборник. КуАИ:

Куйбышев, 1979. - С.77-83.

51. Резниченко, Г.А. Оценка массы авиационных конструкций на основе конечно-элементных моделей: дис. канд. техн. наук. - Куйбышев, 1988. - 157 с.

52. Комаров, В.А. Критерий силового совершенства конструкций крыльев / В.А. Комаров, А.В. Гуменюк // Общероссийский научно-технический журнал "Полёт". - 2003. - № 6. - С.24-30.

53. Краснов, Н.Ф. Основы прикладной аэрогазодинамики. Книга 1. / Н.Ф. Краснов, Е.Э. Боровский, А.И Хлупнов // Учебное пособие. В 2 кн. - М.: Высшая школа, 1990. - 336 с.

54. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. Том 2. Методы расчета различных течений / К. Флетчер // М.: Мир, 1991. - 552 с. ISBN:5-03-001882-4 Пер. с английского В. Ф. Каменецкого, под ред. Л. И. Турчака.

55. Белоцерковский, С.М. Отрывное и безотрывное обтекание тонких крыльев идеальной жидкостью. / С.М. Белоцерковский, М.И. Ништ // М.: Наука, 1978. - 352 с.

56. Белоцерковский, С.М. Тонкая несущая поверхность в дозвуковом потоке газа. / С.М. Белоцерковский; под ред. Н.И. Розальской, И.Ш. Аксельрод, Т.Д. Доверман. - М.: Наука, 1965. - 244 с.

57. Вождаев, В.В. Практика применения и особенности современных методов расчёта аэродинамических характеристик летательных аппаратов на основе решений уравнений Навье-Стокса. / В.В Вождаев, Л. Л. Теперин, С. Л Чернышев // М.: ЦАГИ, 2014. - 62 с.: ил. - (Труды Центрального аэрогидродинамического института им. Н. Е. Жуковского; вып. 2740.

58. Langtry R. Overview of Industrial Transition Modelling in CFX / R. Langtry, F. Menter // Technical Report ANSYS. Germany, Otterfing, 2006.

59. Пакет программ инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования: [Электронный ресурс]. URL: http://logos.vniief.ru/.

60. ANSYS CFX computational fluid dynamics (CFD): [Электронный ресурс]. URL: https://www.ansys.com/products/fluids/ansys-cfx.

61. Программный комплекс для конструкторов, инженеров и технологов: [Электронный ресурс]. URL: https://flowvision.ru/.

62. STAR-CD: [Электронный ресурс]. URL: www.cd-adapco.com.

63. Numeca: a new wave in fluid dynamics: [Электронный ресурс]. URL: http://www.numeca.com/.

64. Lyu Z., Martins J. R. R. A. Aerodynamic shape optimization of an adaptive morphing trailing edge wing. Journal of Aircraft, 52(6):1951-1970, November 2015.

65. Barcelos M., Maute K. Aeroelastic design optimization for laminar and turbulent flows// Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 197 - 2008. - P. 1813-1832.

66. Hoogervorst J. E.K., Elham A. Wing aerostructural optimization using the Individual Discipline Feasible Architecture // Aerospace Science and Technology 65 -2017. - P. 90-99.

67. Martins J. R. R. A., Alonso J. J., Reuther J. Aero-Structural Wing Design Optimization Using High-Fidelity Sensitivity Analysis. Confederation of European Aerospace Societies with permission. - 2001. - Р. 1-16.

68. Apame - Aircraft 3D Panel Method: [Электронный ресурс]. URL: http://www.3dpanelmethod.com/.

69. Haryanto I. Aeroelastische Optimierung von Tragflügelstrukturen mit semianalytischen Finite-Element-Modellen. Genehmigte Dissertation. München, - 2005. - P. 138.

70. Кузнецов, А.С. Выбор геометрических параметров крыла с комплексным учётом аэродинамической и весовой эффективности: дис. канд. техн. наук. -Самара, 2011. - 161 с.

71. Nickel K. Eine einfache Abschätzung für Grenzschichten- Ing.-Arch.31, -

1961.

72. Schlichting H., Gersten K. Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag Berlin Heidelberg - 2006. - P. 804. ISBN 978-3-540-23004-5.

73. Фролов, В.А. Методы расчёта несущих характеристик компоновок фюзеляж-крыло. Аналитический обзор, математические модели, расчётные и

экспериментальные данные, оптимизация / В.А. Фролов //: LAP LAMBERT

Academic Publishing GmBH & Co. KG. - Saarbrucken. - 2011. - 141 с.

74. Frolov V. Review Results on Wing-Body Interference / V. Frolov - MATEC Web of Conferences 7, 09006, ICMIE 2016 DOI: 10.1051/matecconf/20167509006.

75. Ерёменко, С.М. Исследование аэродинамических характеристик стреловидных крыльев вблизи поверхности раздела сред. / С.М. Еременко, А.С. Гром // Труды Международных школ-семинаров «Методы дискретных особенностей в задачах математической физики». - 2007. - № 5. - С. 38-42.

76. Желанников, А.И. Методика расчета аэродинамических характеристик самолета с учетом вихревого воздействия, обусловленного рельефом местности. / А.И. Желанников, С.М. Еременко, С.И. Некраха // Научный вестник МГТУ ГА. -2006. - № 97. - С. 6-11.

77. Grasmeyer, J. A discrete vortex method for calculating the minimum induced drag and optimum load distribution for aircraft configurations with noncoplanar surfaces. VPI-AOE-242, Multidisciplinary Analysis and Design Center for Advanced Vehicles, Department of Aerospace and Ocean Engineering Virginia Polytechnic Institute and State University, January, 1997.

78. Eppler R. Induced drag and winglets // Aerospace Science and Technology. -1997. - № 1, - Р. 3-15.

79. Eppler R. Induced drag and winglets // the XXIV OSTIV Congress, Omarama, New Zealand. - 1995. - Vol. XX. NO. 2, - Р. 89-96.

80. Changchuan Xie, Libo Wang, Chao Yang, Yi Liu. Static aeroelastic analysis of very flexible wings based on non-planar vortex lattice method // Chinese Journal of Aeronautics, - Vol. 26, Issue 3, - June 2013, - P. 514-521.

81. Jasa J. P., Hwang J. T., Martins J. R. R. A. Open-source coupled aerostructural optimization using Python. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2018. doi:10.1007/s00158-018-1912-8.

82. Software for Aerodynamics and Aircraft Design: [Электронный ресурс]. URL: http://tornado.redhammer.se/.

83. Interactive program for the design and analysis of subsonic isolated airfoils: [Электронный ресурс]. URL: http://web.mit.edu/drela/Public/web/xfoil/.

84. Лукьянов, О.Е. Программа расчета аэродинамических характеристик крыла методом дискретных вихрей "DMVWing" / О.Е. Лукьянов, [и др.] // Свидетельство РФ № 2017618598; получено 15.08.2017.

85. Гуляев, В.В. Математическое моделирование при формировании облика летательного аппарата / В.В. Гуляев, О.Ф. Демченко, Н.Н. Долженков [и др.]; под ред. В. А. Подобедова. - М.: Машиностроение: Машиностроение-Полёт, 2005. -495 с.

86. Акимов, А.Н. Особенности проектирования лёгких боевых и учебно-тренировочных самолетов. / А.Н. Акимов. [и др.], под ред. Н.Н. Долженкова, В.А. Подобедова. - М.: Машиностроение; Машиностроение-Полёт, 2005. - 368 с.

87. Лукьянов, О.Е. Особенности аэродинамических характеристик беспилотных летательных аппаратов с крылом большого удлинения / Лукьянов О.Е., Островой А.В., Мендес сото М. [и др.] // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. - 2018. - Т. 21. № 1. - С. 30-39.

88. Komarov V.A., Boldyrev A.V., Kuznetsov A.S., Lapteva M.Y. Aircraft design using a variable density model // Aircraft Engineering and Aerospace Technology.

89. Болдырев, А.В. Учет статической аэроупругости на ранних стадиях проектирования / А.В Болдырев, В.А. Комаров, М.Ю. Лаптева, К.Ф. Попович // Общероссийский научно-технический журнал Полёт. - 2008. - № 1. - С. 34-39.

90. Wunderlich T. Multidisziplinärer Entwurf und Optimierung von Flügeln für Verkehrsflugzeuge // Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2009. 08. - 10. - Sept. 2009. - P. 1-10.

91. Chedrik V., Ishmuratov F. Different fidelity computational models in aeroelastic design of aircraft and WT models. Transportation Research Procedia. 6th CEAS air & space conference aerospace europe 2017, CEAS 2017, 16-20 October 2017, Bucharest, Romania. - 2018. - Vol. 29. - P. 70-81.

92. ОАО ОАК. Технический отчёт. Разработка эскизного проекта и технического проекта на создание ближнемагистрального самолёта новой генерации (NG). Подготовка к проведению макетной комиссии.

93. Multidisciplinary design optimization laboratory [Электронный ресурс] -URL: http://mdolab.engin.umich.edu/.

94. Deutscher Luft - und Raumfahrtkongress. Vorträge der Sitzung: Auf dem Weg zum digitalen Flugzeug - Multidisziplinäre Analyse und Optimierung [Электронный ресурс] - URL: http://www.dlrk2016.dglr.de/index.php?id=3310&tx dglrpublications pi2[sessiondispl ay]=2262 .

95. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). [Электронный ресурс] URL: http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10002/.

96. Das Deutsche Zentrum für Luft - und Raumfahrt (DLR). Institut für Aeroelastik. [Электронный ресурс] URL: http://www.dlr.de/ae/desktopdefault.aspx/tabid-7890/13514 read-34336/ .

97. Комаров, В.А. Повышение жесткости конструкций топологическими средствами / В. А, Комаров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. - 2003. - № 1(3). -С 24-37.

98. Лаптева, М.Ю. Разработка методики прогнозирования и учёта деформаций крыла на ранних стадиях проектирования с использованием модели тела переменной плотности: дис. канд. техн. наук. - Самара, 2012. - 118 с.

99. Лаптева, М.Ю. Прогнозирование деформаций крыла: обеспечение достоверности / М.Ю. Лаптева // Вестник Самарского научного центра Российской академии наук. - 2010. - Т. 12(33), № 1(2). - С.412-146.

100. Болдырев, А.В. Применение модели переменной плотности на ранних стадиях проектирования крыльев / А.В. Болдырев, В.А. Комаров // Ученые записки ЦАГИ. - 2011. - Т. 42, № 1. - С. 94-104.

101. Болдырев, А.В. Использование высокоточного моделирования на ранних стадиях проектирования конструкций летательных аппаратов / А.В.

Болдырев, В. А. Комаров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2012. - № 1(32). - С 15-23.

102. Waghmare1 S.H, Misai N.D. Topology and Weight Optimization of Aircraft Wing // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. - Vol. 6, - Issue 7, - July 2016.

103. Santer M, Pellegrino S. Topological optimization of compliant adaptive wing structure // AIAA JOURNAL - Vol. 47, - No. 3, - March 2009. - P. 523-534

104. Balabanov V, Haftka R T. Topology optimization of transport wing internal structure", Journal of Aircraft, - Vol. 33, - No. 1 (1996). - P. 232-233.

105. Bakhtiarinejad M, Lee S.B, Joo J.J. A New Topology Optimization Method for Simultaneous Design of Component Layout and Frame Structure of Aircraft Wing// 57th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference.

106. James K. Aerostructural Shape and Topology Optimization of Aircraft Wings // A thesis submitted in conformity with the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Toronto, - 2012. - P. 153.

107. James K. A., Kennedy G. J., Martins J. R.R.A. Concurrent aerostructural topology optimization of a wing box / Computers and Structures 134, -2014. - P. 1-17

108. ANSYS topology optimization. [Электронный ресурс]. URL: https://www.ansys.com/products/structures/topology-optimization.

109. Siemens PLM Software. NX CAE: [Электронный ресурс]. URL: https://www.plm.automation.siemens.com/ru/products/simcenter/nx-cae.shtml.

110. Altair Engineering: [Электронный ресурс]. URL: http://www.hyperworks.fr/.

111. MSC Software Corporation: [Электронный ресурс]. URL: http://www.mscsoftware.com/.

112. Dassault Systèmes Simulia Corp.: [Электронный ресурс]. URL: https://www.3ds.com/products-services/simulia/.

113. Комаров, В.А. Проектирование силовых аддитивных конструкций: теоретические основы / В.А. Комаров // Онтология проектирования. - 2017. - Т. 7, № 2(24). - С. 191-206. - DOI: 10.18287/2223-9537-2017-7-2-191-206. URL: https://cyberleninka.ru/article/v/proektirovanie-silovyh-additivnyh-konstruktsiy-teoreticheskie-osnovy.

114. Семенов, В.Н. Элементы научно-технического задела в механике конструкций перспективных летательных аппаратов. Фундаментальные проблемы теоретической и прикладной механики / В.Н. Семенов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2011. - № 4(5). - С. 2482-2484.

115. International council of aeronautical sciences. [Электронный ресурс]. URL: http://www.icas.org/. (Дата обращения 26.07.2017).

116. Schuhmacher G., Daoud F., Peterson O., Wagner M. Multidisciplinary Airframe Design Optimization // 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS 2012, 23-28 September 2012, Brisbane, Australia.

117. Smith D.D., Isikveren A.T., Ajaj R.M., Friswell M.I. Multidisciplinary Design Optimization of an Active Nonplanar Polymorphing Wing // 27th congress of the international council of the aeronautical sciences 19 - 24 September 2010, Nice, France.

118. Вырыпаев, А. А. Выбор рациональных параметров ступенчатого крыла с учетом весовой и аэродинамической эффективности / А. А. Вырыпаев, Д.М. Козлов, В.А.Комаров, А.С. Кузнецов // Самар. госуд. аэрокосмич. ун-т. - Самара, 2010. - 40 стр. - Деп. в ВИНИТИ 28.01.2010 № 45-В2010.

119. Кузнецов, А.С. Алгоритм выбора рациональных параметров крыла с учетом аэродинамической и весовой эффективности / А.С. Кузнецов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2010 - т. 12, № 1(2).

120. Чедрик, В.В. Многодисциплинарное проектирование конструкции композиционного крыла обратной стреловидности / В.В. Чедрик, Ф.З. Ишмуратов // Композиционные материалы. М., ИПРИМ РАН, 2000. - С. 62-68.

121. Брусов, В.С. Многокритериальный анализ концепций высотных беспилотных летательных аппаратов. / В.С. Брусов, С.А. Пиявский // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2016. - № 4. - С. 9-12.

122. Balunov K.A., Chedrik V.V., Tuktarov S.A., Uskov V.M. Multidisciplinary topology-based optimization in design of aircraft structural layouts. 30th congress of the international council of the aeronautical sciences, ICAS 2016. Daejeon, 25-30 September 2016.

123. Лазарев, И.Б. Математические методы оптимального проектирования конструкций. / И.Б. Лазарев // Новосибирск: Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта, 1974. - 192 с.

124. Ногин, В. Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. / В.Д. Ногин // М.: Физматлит, 2002. - 176 с.

125. Брусов, В. С. Пример оценки решений в условиях нескольких критериев эффективности. / В.С. Брусов, Ю.В. Одноволик // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. - 2013. - № 188. - С. 15-18.

126. Пиявский, С.А. Оптимизация обобщенных многоцелевых систем / С.А. Пиявский // Онтология проектирования. - 2015. - Том 5, № 4(18). - С. 411-428.

127. Egorov I.N., Kretinin G.V., Leshchenko I.A., Kuptzov S.V. The main features of IOSO technology usage for multi-objective design optimization. Collection of technical papers - 10th AIAA/ISSMO Multidisciplinary analysis and optimization conference. Albany, NY, - 2004. - P. 3437-3447.

128. Болховитинов, В.Ф. Пути развития летательных аппаратов / В. Ф. Болховитинов // М.: Государственное научно-техническое издание ОБОРОНГИЗ, 1962. - 132 с.

129. Корольков, О.Н. Уравнение и область существования самолёта / О.Н. Корольков // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». - 2001. - № 10. - C. 45-52.

130. Leifsson, L.T. Multidisciplinary Design Optimization of Low-Airframe-Noise Transport Aircraft. Proceedings of 44 thAIAA Aerospace Science Meeting and Exhibit / Leifur T. Leifsson, William H. Mason, Joseph A. Schetz, Raphael T. Haftka, Bernard Grossman. - Reno, 2006. - P. 1-11.

131. Grossman B., Haftka R. T., Kao P.J., Polen J D. M., Rais-Rohani M., Sobieszczanski-Sobieski J. Integrated Aerodynamic-Structural Design of a Transport Wing// J. AIRCRAFT. VOL. 27, NO. 12. Dec. 1990. - Р. 1050-1056.

132. Amir H. Naghshineh-Pour. Structural Optimization and Design of a Strut-Braced Wing Aircraft // Thesis submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Aerospace Engineering. November 30, 1998 Blacksburg, Virginia.

133. Гребеников, А.Г. Аналитический метод выбора параметров реактивного учебно-тренировочного самолета на этапе предварительного проектирования. / А.Г. Гребеников, А.М. Гуменный, А. А. Соболев // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - 2017. - № 78.

134. Chiba K., Obayashi S., Nakahashi K., Morino H. High-Fidelity Multidisciplinary Design Optimization of Wing Shape for Regional Jet Aircraft // Proceedings of the 23rd AIAA Applied Aerodynamics Conference. - 2005. - P. 621-635.

135. Greitzer E. M., Anderson Н, Bengtson R. Aircraft Concept Designs and Trade Studies: Final Report. The MIT, Aurora Flight Sciences, Pratt & Whitney Team: Massachusetts. - 2010. - P. 183.

136. Gundlach J., Tetrault P.A., Gern F.H., Nagshineh-Pour A.H., Ko A., Schetz J.A., Mason W.H., Kapanina R.K., Grossman B. Conceptual Design Studies of Strut-Braced Wing Transonic Transport // Journal of Aircraft, - Vol. 37, - No. 6, November-December 2000.

137. Haftka R.T., Grossman B., Kao P.J., Polen D.M., Sobieszczanski-Sobies J. Integrated aerodynamic-structural design of a forward-swept transport wing // Journal of Aircraft - August 1989. - P. 455-463.

138. Osterheld C.M., Heinze W., Horst P. Preliminary Design of a Blended Wing Body Configuration using the Design Tool PrADO // Proceedings der CEAS Conference on Multidisciplinary Aircraft Design and Optimisation. Koln, - 2001. - P. 1-10.

139. Brooks T.R., Kenway G.K.W., Martins J.R.R.A. "Undeflected Common Research Model (uCRM): An Aerostructural Model for the Study of High Aspect Ratio

Transport Aircraft Wings", in 18th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, Denver, CO, - 2017.

140. Комаров, В. А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ "Wingopt"/ В.А.Комаров, А.С.Кузнецов // № 2011615448 от 13.07.2011.

141. Hansen L.U. Blended wing body structures in multidisciplinary pre-design / Lars U. Hansen, Wolfgang Heinze, Peter Horst // Structural and Multidisciplinary Optimization. - 2008. - N.36. - P. 93-106.

142. Österheld C. M. Physikalisch begründete Analyseverfahren im integrierten multidisziplinären Flugzeugvorentwurf (Berichte aus der Luft- und Raumfahrttechnik). Taschenbuch - 1. Februar 2004.

143. Гудилин, А.В. Комплекс программ аэропрочностного проектирования самолета «АРГОН» / А.В. Гудилин [и др.] // Ученые записки ЦAГИ. - 1991. - Том ХХП, №5.

144. Бузулук, В.И. Программа расчета летно-технических и взлетно-посадочных характеристик воздушных судов гражданской авиации на этапе предварительного формирования облика. / В.И. Бузулук, Б.С. Гуревич, Л.П. Титоренко // ФГУП «ЦАГИ». Свидетельство о государственной регистрации № 2017612810 от 03.03.2017 г.

145. Пухов, А.А. Комплекс САПР «ЦАПЛЯ» / А.А. Пухов, М.Ю. Никулочкин, А. А. Байков // Москва ОКБ «Сухого», ISBN5-9232-0019-8.

146. An open-source framework for efficient multidisciplinary optimization. [Электронный ресурс] URL: http://openmdao.org/

147. Gray J., Hearn T.A., Moore K.T., Hwang J.T., Martins J.R.R.A., Ning A. Automatic Evaluation of Multidisciplinary Derivatives Using a Graph-Based Problem Formulation in OpenMDAO", 15th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, AIAA AVIATION Forum, (AIAA 2014-2042).

148. Бехтир, В.П. Практическая аэродинамика самолёта Ан-124-100 / В.П. Бехтир [и др.] // - Ульяновск: УВАУ ГА, 2005. - 207 с.

149. Бехтир, П.Т. Практическая аэродинамика самолёта Ил-76Т / П.Т. Бехтир, В.П. Бехтир // М.: «Машиностроение», 1979. - 156 с.

150. Freighter reference guide. Copyright © 2003 by The Boeing Company.

151. Кива, Д.С. Научные основы интегрированного проектирования самолетов транспортной категории монография. Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «Харьк. авиац. ин-т», 2014. - Ч. 1. - 439 с.

152. Кива, Д.С. Научные основы интегрированного проектирования самолетов транспортной категории / Д.С. Кива, А.Г. Гребеников // монография. Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «Харьк. авиац. институт», 2014. - Ч. 2. -439 с.

153. Кива, Д.С. Научные основы интегрированного проектирования самолетов транспортной категории / Д.С. Кива, А.Г. Гребеников // монография. Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «Харьк. авиац. институт», 2014. - Ч. 3. -439 с.

154. Комаров, В. А. Безразмерный критерий силового совершенства конструкций / В.А. Комаров // Механика твёрдого тела. - 2018. - № 4. - С. 33-46.

155. Рябков, В.И. Устройство и выбор параметров шасси самолетов / В.И. Рябков [и др.] // Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2010. - 344 с.

156. Каблов, Е.Н. Новый класс слоистых алюмостеклопластиков на основе алюминий-литиевого сплава 1441 с пониженной плотностью / Е.Н. Каблов [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». - 2011. - С. 174-183.

157. Болдырев, А.В. Проектирование силовой схемы фюзеляжа самолёта в зоне большого выреза / А.В. Болдырев, В.А. Комаров // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». - 2016. - № 8-9. - С. 21-26.

158. Комаров, В.А. Концептуальное проектирование самолёта: учеб. пособие / В.А. Комаров [и др.]. - 2-е изд., перераб. и доп. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2013. - 120 с.

159. Байдаков, В.Б. Аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов / В.Б. Байдаков, А.С. Клумов // М.: Машиностроение, 1979. - 344 с, ил.

160. Кочин, Н.Е. Теоретическая гидромеханика. Часть 1. / Н.Е. Кочин, И.А. Кибель, Н.В. Розе // - под ред. И.А. Кибеля. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Физматгиз, 1963. - 728 с.

161. Mason W.H. Applied Computational aerodynamics text/notes. Department of Aerospace and Ocean Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University. Virginia, USA: Cambridge University Press, 2015. URL: http://www.dept.aoe.vt.edu/ ~mason/Mason_f/CAtxtTop.html (accessed December 2016).

162. Plotkin A., Katz J. Low-Speed Aerodynamics. Published October 4-th 2010 by Cambridge University Press. ISBN13: 9780521665520.

163. Гутер, Р.С. Оптимизация методом частичного улучшения по группам переменных. Математические методы решения экономических задач. Сб! / Р.С. Гутер // М.: «Наука», 1969.

164. Виленский, Я.Г. Сборник аэродинамических характеристик крыловых профилей по испытаниям в скоростной трубе ЦАГИ Т-106. / Я.Г. Виленский, Я.М. Серебрийский // Выпуск IV. Издательство бюро новой техники, 1947.

165. Калинин, А.И. Интегральные и распределенные аэродинамические свойства крыла на низких дозвуковых скоростях. / А.И. Калинин // М.: ЦАГИ вып. 1503, 1973. - 354 с.

166. Авиакомпания Волга-Днепр: [Электронный ресурс]. Калькулятор погрузок Ан-124-100. URL: http://airline.volga-dnepr.com/fleet/an124/cc/#/ru/an124.