Влияние параметров компоновки топлива и двигателей на структуру и параметры системы управления в канале крена дальнемагистрального самолета большой пассажировместимости тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.02, кандидат технических наук Долгов, Олег Сергеевич

• Долгов, Олег Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Долгов, Олег Сергеевич

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МОМЕНТНО-ИНЕРЦИОННОГО ОБЛИКА ДАЛЬНЕМАГИСТРАЛЬНОГО САМОЛЕТА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Описание процесса формирования облика ДМС БП

1.2. Анализ систем управления магистральных самолетов

1.3. Методы определения моментов инерции

1.4. Постановка задачи исследования

1.4.1. Вербальная постановка задачи

1.4.2. Математическая постановка задачи

1.5. Номенклатура проектных моделей и требования к ним

1.6. Выводы

2. МОДЕЛИ АГРЕГАТОВ И СИСТЕМ САМОЛЁТА

2.1. Методика согласования моментно-инерционного облика самолета с возможностями системы управления

2.2. Моделирование системы управления в канале крена

2.3. Геометрические модели '

2.4. Массовые модели

2.5. Моментно-инерционные модели

2.6. Выводы

3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

3.1. Анализ основных требований предъявляемых к современным системам автоматизированного проектирования

3.2. Назначение и возможности подсистемы

3.3 Основные режимы работы программного комплекса

3.4. Параметры, варьируемые в подсистеме и выходные данные проекта

3.5. Требования к аппаратной части вычислительного комплекса

3.6. Выводы 153 4. ПРОЕКТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Постановка задачи, учитываемые факторы и допущения, принятые в рамках исследования

4.2. Аппроксимация результатов исследования

4.3. Анализ влияния компоновочных зон топлива и двигателей на изменения моментно-инерционных характеристик по дальности полета

4.4. Анализ влияния изменения моментно-инерционных характеристик в течение полета на выбор структуры системы управления

4.5. Анализ влияния моментно-инерционной компоновки на дальность полета

4.6. Перспективные направления исследования моментно-инерционного облика дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости

4.7. Выводы

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние параметров компоновки топлива и двигателей на структуру и параметры системы управления в канале крена дальнемагистрального самолета большой пассажировместимости»

Повышение требований к характеристикам современной авиационной техники обусловило широкий поиск новых проектно-конструкторских решений. Одним из направлений поиска является концепция дальнемагистральных самолетов большой и сверхбольшой пассажировместимости.

Разработка таких самолетов на современном уровне требует решения целого ряда научно-технических задач, среди которых можно отметить:

• учет инфраструктурных ограничений и ограничений по наземному обслуживанию в местах предполагаемого базирования самолёта;

• создания системы безопасного покидания самолёта пассажирами в случае аварийной посадки;

• обеспечение антитеррористических мероприятий;

• анализ влияния растущих моментов инерции на облик системы управления;

• анализ энергопотребления системы управления;

• определение инерционных нагрузок на самолет при вращательных эволюциях;

• исследование устойчивости и управляемости самолета и т.д.;

• учет влияния моментов инерции конструкции планера на собственные частоты колебаний.

Введение в эксплуатацию дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости устранит основные затруднения гражданской авиации сегодняшнего дня, связанные с увеличением мировых пассажиропотоков и как следствие с недостаточной пропускной способностью аэропортов. Снижение числа машин, необходимых для обеспечения заданного объёма перевозок, позволит лучше их использовать, обслуживать и, наконец, что очень важно, повысить безопасность эксплуатации вследствие уменьшения числа посадок и взлетов в наиболее загруженных аэропортах. Кроме того, ожидаемые более низкие значения эксплуатационных расходов на одного пассажира не только позволят окупить затраты на проектирование, разработку и постройку необходимого парка машин, но и будут способствовать снижению себестоимости эксплуатации, а следовательно, и дальнейшему увеличению объёма пассажирских перевозок.

Период конца 60-х - начала 70-х дал авиации целое семейство широкофюзеляжных пассажирских самолетов A310/A330/A340, ИЛ-86, L-1011, DC-10, В747-200/300.

В соответствии с растущими запросами рынка пассажирских авиаперевозок, производители авиационной техники приступили к разработке современных самолетов большой пассажировместимости (А-380, КР-860, ТУ-4ХХ и т.д.). Работа над созданием ДМС БП, в настоящее время ведется в Airbus, Boeing, ОКБ «Туполев», и т.д.

На этих примерах можно проанализировать диалектику решения проблем, стоящих перед создателями дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости. Одной из задач является обеспечение управляемости перспективных большегрузных самолетов. При увеличении размеров самолета взлетная масса, как известно, растет пропорционально кубу линейного размера, моменты же инерции пропорционально пятой степени, что непосредственным образом сказывается на управляемости. Решение этой проблемы в рамках отделов систем управления зачастую оказывается неэффективным, и требует более широкой проработки и согласования.

Система управления самолета — одна из основных и важных бортовых самолетных систем, во многом определяющая эксплуатационные возможности самолета и безопасность его полета. Это накладывает самые жесткие требования к надежности и эксплуатационной технологичности систем управления рулями гражданских самолетов.

В большинстве случаев при проектировании самолетов предыдущих поколений [40], выбор параметров системы управления, осуществлялся на основании обеспечения времени перекладки рулевой поверхности из одного крайнего положения в другое менее чем за 0.8 -1.0 секунд, исходя из концепции удовлетворения требований летчика к управлению. «Эти требования являются следствием автоматизмов, выработанных при обучении технике пилотирования на легких самолетах». Кроме того, это условие является следствием требования к гидромеханическим системам управления: «усилия на управляющих рычагах не должны превышать усилия, обусловленные загрузочным устройством». Считается, что летчик не сможет выполнить перекладку рычага управления быстрее, чем за 0.8 -1.0 секунды, иначе он упрется в управляющую точку необратимого гидроусилителя, и требования к усилиям управления будут нарушены. Далее, нерасчетные нагрузки на золотник необратимого гидроусилителя приводят к его повреждению, установка компенсирующей пружинной тяги или золотника с заведомо большим ходом может привести к нежелательным изменениям частотных характеристик линии передачи сигнала системы управления. Необходимо отметить, что при таком подходе требования обеспечения управляемости по моментно-инерционным показателям удовлетворялись автоматически с большим запасом, а, следовательно, с большим завышением массы по этому критерию.

На основании летных испытаний [40], для обеспечения нормальной маневренности магистральных самолетов необходимые скорости рулевого привода могут быть в 4 - 5 раз меньше, чем выбранные из условия перекладки управляющей поверхности за 0.8 -1.0 секунду.

С другой стороны ряд особенностей перспективных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости, таких как малые запасы аэродинамической устойчивости, при возможном наличии локальной неустойчивости, привели к увеличению требований эффективности поперечного управления. Согласно нормам летной годности АП-25 система управления должна обеспечивать вывод самолета из установившегося разворота с креном 30° и ввод в разворот противоположного направления с креном 30° . за время не более 6-7с, на малых скоростях полета.

Следовательно, при проектировании системы управления современных дальнемагистральных самолетов приобретает актуальность критерий обеспечения моментно-инерционных характеристик, так как, с одной стороны эти самолеты обладают большей размерностью и увеличенными моментами инерции, с другой стороны обеспечение требований устойчивости и управляемости возлагается на автоматизированную систему штурвального управления. В этом случае отсутствует непосредственная механическая связь между рычагами управления и исполнительным устройством. При этом в аварийный механический контур управления могут быть установлены компенсирующие устройства, которые с учетом некоторого ухудшения характеристик управляемости, должны обеспечить необходимый уровень эффективности, в условиях работы через аварийный контур системы управления рулями самолета.

Таким образом, требования к системе управления по критерию обеспечения времени перекладки рулевой поверхности, снижаются и можно определять структурно параметрические характеристики системы управления на основании обеспечения моментно-инерционных характеристик самолета.

Характерное для современных ДМС БП увеличении линейных размеров, приводит к росту моментов инерции самолета пропорционально четвертой степени, а вместе с ними и к росту потребных управляющих моментов, что вступает в противоречие с возможностями системы управления, и требует адекватных мер со стороны проектировщиков. Наглядным примером этому служат самолеты таких авиационных фирм как ОКБ «Туполев», Airbus, Boeing. Анализ проблемы позволяет выявить особую актуальность согласования моментно-инерционных показателей для современных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости.

Для получения требуемого уровня управляемости возможны несколько направлений исследований, первый связан с увеличением располагаемых моментов, а второй со снижением потребных моментов на управление.

Увеличения располагаемых моментов предполагает соответствующее увеличение площадей поверхностей управления. Однако в канале крена это приводит: во-первых, к потерям полезной площади крыла, которую у дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости желательно использовать для механизации и улучшения взлетно-посадочных характеристик, во-вторых, к повышению уровня энергопотребления системы управления, и соответственно к росту массы исполнительных устройств. Проблема нехватки мощности энергетических систем усугубляется рядом особенностей перспективных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости, что подтверждается работами ученых ЦАГИ. Традиционное расположение исполнительных устройств за центром жесткости сечения приводит соответственно к снижению скорости флаттера. Широкое применение находят альтернативные типы поверхностей управления, таких как интерцепторы, элерон-закрылки и другие. Однако их применение имеет ряд ограничений связанных с размещением и геометрическими параметрами таких поверхностей, что выражается в относительно небольшой эффективности или в наличии зон нечувствительности.

Другой путь увеличения располагаемых моментов связан с увеличением плеча приложения силы, что достигается за счет перемещения поверхностей управления на увеличенное расстояние от оси вращения самолета. В большинстве случаев для поверхности управления выбирается расположение, обеспечивающее максимальный управляющий момент относительно заданной оси при текущих схемных решениях в облике самолета. Например, в канале крена, выбор плеч рулевых поверхностей, ограничивается размахом крыла. Поскольку размах крыла выбираемся исходя из условия удовлетворения требований, не связанных с управляемостью самолета, то компоновочное поле рулей имеет ограниченные размеры и, как правило, значительно повлиять на величину располагаемых управляющих моментов через параметры плеча приложения силы, без концептуального изменения облика самолета, не удается. Дополнительным фактором, ограничивающим величину плеча, является недостаточная, без специальных мероприятий, жесткость законцовки крыла, в частности для элеронов это приводит к потере эффективности или к обратной реакции.

Еще одним способом повышения располагаемых моментов является повышение эффективности системы управления за счет применения энергетических методов основанных на использовании избыточной мощности силовой установки, которую необходимо заранее зарезервировать.

Рассмотренные способы увеличения эффективности системы управления приводят с одной стороны к росту собственных моментов инерции крыла, и, как следствие, к циклическому увеличению моментов инерции всего самолета, а с другой к повышению уровня энергопотребления.

Следовательно, особую актуальность получает задача обеспечения требуемого уровня управляемости за счет снижения моментов инерции самолета. Необходимо отметить, что кроме снижения моментов инерции во многих случаях наиболее важной задачей является обеспечение стабильности моментов инерции самолета в течение полета.

Проведенный анализ известных проектно-конструкторских решений подтвердил, что одним из основных аспектов, позволяющих сделать успешный образец ДМС БП, является выбор рациональных вариантов моментно-инерционной компоновки. Это определило актуальность задачи разработки научно-методического обеспечения для проведения комплексных исследований по выявлению рациональных конструктивно-компоновочных решений на базе математического моделирования с использованием ЭВМ и средств машинной графики.

Предпосылкой для решения этой задачи является опыт разработки магистральных самолетов, а также научно-методическая база. Её анализ показывает, что отдельные аспекты специфических проблем проектирования конструкции, оборудования и эксплуатации самолётов рассмотрены в работах Г.В. Александрова [8], В.Я. Бочарова [8; 12], Г.С. Бюшгенса [8], В.И. Гониодского [20], Ю.Г. Живова [8], М.И. Ионова [40], В.И. Козловского [104], М.Ю. Куприкова [47; 58], Н.К. Лисейцева [67; 73], В. 3. Максимовича [79], В. В. Мальчевского [81], В.Г. Микеладзе [8;80], С.Я. Наумова [8], K.M. Наджарова [86; 87], О. С. Самойловича [90; 92; 93], Ф.И. Склянского [20], В.Н. Семенова [40], A.C. Устинова [8], В.М. Шейнина [104], И.С. Шумилова

20], Ю.Ф. Шелюхина [8] и ряда других отечественных и зарубежных авторов, учёных ЦАГИ [8] и других авиационных НИИ.

В работах Г.С. Бюшгенса рассматриваются концептуальные направления развития авиационной промышленности. Работы В.М. Шейнина и В.И. Козловского посвящены особенностям весового проектированием и методам расчета моментов инерции магистральных самолётов. В работах М.Ю. Куприкова проведён анализ влияния инфраструктурных ограничений на размерность и компоновку ДМС БП. В работах В.В. Мальчевского предложен матрично-топологический метод синтеза схемы и компоновки самолета. В работах В.З. Максимовича рассматриваются вопросы формирования облика перспективных ДМС. Работы О.С. Самойловича посвящены взаимной увязке и интеграции элементов планера и систем самолета при формировании облика оригинальных схем ДМС БП. В работах М.И. Ионова, В.Н. Семенова произведен анализ влияния различных факторов на облик системы управления самолета. Работы Ф.И. Склянского, В.И. Гониодского, И.С. Шумилова посвящены задачам проектирования систем . управления самолета. Работы K.M. Наджарова посвящены проблемам определения в процессе проектирования картины изменения объемно-тарировочных, центровочных и массово-инерционных параметров топливной баковой системы. В работах P.E. Лампера исследуются виды и задачи флаттера. В работах В.Г. Микеладзе рассматриваются вопросы аэродинамики органов управления. Работы С.Я. Наумова посвящены задачам устойчивости и управляемости магистральных самолетов. В работах В.Я. Бочарова рассматриваются современные актуальные проблемы систем управления и энергетических систем магистральных самолетов. Работы Ю.Ф. Шелюхина посвящены системам улучшения устойчивости и управляемости. В работах Г.В. Александрова, Ю.Г. Живова, A.C. Устинова рассмотрены проблемы и перспективы активных систем управления.

Многообразие схем и вариантов моментно-инерционных компоновочных решений не позволяет исследовать всю область реализуемых компоновок самолета традиционными, не автоматизированными методами. В известных, до настоящего времени, работах, вопросы автоматизированной компоновки самолетов рассматриваются на уровне концепций построения компоновочных схем, или в них описываются конечные результаты применения отдельных компоновочных программ. Стоит отметить, что большинство систем автоматизации статичны и ориентированны на решение узкого класса задач с помощью использования строго ограниченного набора средств современных интегрированных САО/САМ/САЕ систем.

Работами в области автоматизированной компоновки самолета занимались как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них следует отметить работы В.В. Мальчевского [79; 80], X. Хаберланда, В.Л. Колесникова и др. Эти разработки были посвящены компоновке самолета в рамках формирования его облика посредством САПР.

В работах В.В. Мальчевского предложена методика автоматизированной продольной компоновки. В данной методике построение математической модели компоновки базируется на следующих допущениях:

• элементы компоновочной цепочки группируются последовательно и без зазоров между собой;

• элементы компоновки устанавливаются перпендикулярно либо продольной оси самолёта, либо к борту пассажирской кабины.

На основании этих допущений в вычислительную программу для ЭВМ вводят процедуры, которые рассчитывают основные размеры элементов компоновки и определяют координаты их положения так, чтобы агрегаты в цепочке размешались плотно друг за другом и вписывались в компонуемый объём. В зонах между цепочками вычислительная программа осуществляет установку компонуемых блоков с заданным шагом. Координаты их положения рассчитываются с учетом условия вписывания в геометрию фюзеляжа, а также обеспечения необходимых расстояний до поперечных перегородок. Возможны различные варианты их установки: блоки кресел устанавливаются перпендикулярно продольной оси самолета, вдоль линии борта кабины, на прямолинейных направляющих. Расчётные процедуры по формированию компоновочных цепочек являются основным элементом диалоговой системы компоновки.

При предложенном подходе возможно решение двух задач компоновки: прямой и обратной. Прямая задача заключается в размещении компонуемого оборудования в заданном объеме. Обратная задача касается вопроса формирования геометрии при заданных исходных данных. Это позволяет сделать вывод о целесообразности применения данного метода при предварительном проектировании.

В автоматизированной системе проектирования самолетов Visual-CAPDA выполненной под руководством X. Хаберланда также имеется хорошо развитый модуль компоновки. Все изменения в компоновке тут же отображаются на виде в плане. Система не проверяет соответствия задаваемых параметров и компоновки в целом нормам FAR, предоставляя пользователю большую свободу действий. Более того, система не проверяет соответствие заданных параметров грузовых отсеков, внешним обводам кабины, допуская выход отсеков за пределы внешних обводов фюзеляжа. В системе содержится база данных по стандартным агрегатам и параметрам. Пользователь может выбрать все компоненты из предлагаемого ему набора и задать их абсолютные координаты.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что при создании методик и алгоритмов автоматизированной компоновки самолетов недостаточно внимания уделялось вопросам моментно-инерционной компоновки, в то время как они, определяя меру инертности самолета при вращательных движениях, становятся определяющими для перспективных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости.

Практическая ценность диссертационной работы

Разработанные методы расчета и модели использованы в созданной, при участии автора, подсистеме формирования облика самолета. Она является современным «инструментом» проектировщика-исследователя для выработки проектных рекомендаций по проектированию дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости.

Результаты работы могут быть использованы в НИИ и ОКБ авиационной промышленности при разработке комплексных систем автоматизированного проектирования и при подготовке специалистов по проектированию самолетов в авиационных учебных заведениях.

Внедрение результатов

Разработанные методики и модели, алгоритмы и программы, вошедшие в подсистему, внедрены на «НТК ВВС» в/ч 44386.

Основные теоретические положения и некоторые результаты исследования опубликованы автором в научных статьях [30, 31], а также содержатся в тезисах докладов [24 - 29] и выступлениях на международных научно-технических конференциях.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов по работе, списка литературы (116 работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации - 216 страниц, включая 10 таблиц и 77 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов», Долгов, Олег Сергеевич

Основные результаты работы были доложены и обсуждены на ряде научнотехнических конференций и в организациях.

Год Организация Наименование конференции, семинара.

2001 Московский государственный Авиационный технологический университет им. КЗ. Циолковского XXVII Гагаринские чтения

2001 Министерство образовании Российской Федерации Всероссийская молодежная научная конференция «VI КОРОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ»

2001 Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Девятая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии»

2002 Московский авиационный институт (государственный технический университет) Научный доклад на каф. 101 «Проектирование самолетов»

2003 «НТК ВВС» в/ч 44386 Научный доклад

Основные теоретические положения и некоторые результаты исследования опубликованы автором в научных статьях [30, 31], а также содержатся в тезисах докладов на научно-технических конференциях всероссийского и международного значения [24, 25, 26, 27, 28, 29].

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка и приложения. Объём работы составляет 216 страниц, включая 77 рисунков и 10 таблиц. Список литературы содержит 116 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методика исследования

Предметом исследования является влияние моментно-инерционной компоновки дальнемагистрального самолета большой пассажировместимости на облик системы управления в канале крена. Декомпозиция задач, разработка моделей и алгоритмов базируются на принципах системного подхода. Выявление рациональных конструктивно-компоновочных решений осуществлено на основе моделирования с помощью формально-эвристических процедур.

Математическая задача отыскания рациональных значений параметров поставлена как задача многокритериальной дискретной оптимизации.

Научная новизна

Научная новизна диссертации заключается в создании научно-методического обеспечения, состоящего из методик, алгоритмов и подпрограмм позволяющих проводить анализ влияния моментно-инерционной компоновки на области реализации альтернативных стратегий формирования облика системы управления в канале крена дальнемагистрального самолёта большой пассажировместимости с использованием новых информационных технологий.

Актуальность проблемы

Повышение требований к характеристикам современной авиационной техники обусловило широкий поиск новых проектно-конструкторских решений. Одним из направлений поиска является концепция дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости. В соответствии с запросами рынка пассажирских авиаперевозок, производители авиационной техники приступили к разработке самолетов этого типа (ТУ-4ХХ, КР-860, А-380 и т.д.).

Разработка таких самолетов на современном уровне требует решения целого ряда научно-технических задач, среди которых можно выделить:

-учет инфраструктурных ограничений и ограничений по наземному обслуживанию в местах предполагаемого базирования самолёта;

-создания системы безопасного покидания самолёта пассажирами; -обеспечение проведения антитеррористических мероприятий; -анализ влияния растущих моментов инерции на облик системы управления; -анализ энергопотребления системы управления;

-определение инерционных нагрузок на самолет при вращательных эволюциях; -исследование устойчивости и управляемости самолета; -учет влияния инерции конструкции планера на собственные частоты колебаний и т.д. Одной из основных задач является обеспечение управляемости перспективных самолетов этого класса. При увеличении размеров самолета взлетная масса, как известно, растет пропорционально кубу линейного размера, моменты же инерции пропорционально пятой степени, что непосредственным образом сказывается на управляемости. Решение этой проблемы в рамках отделов систем управления зачастую оказывается неэффективным, и требует более широкого подхода.

Необходимо отметить, что одновременно со снижением моментов инерции актуальной задачей является обеспечение стабильности моментов инерции самолета в течение полета.

На основании проведённого анализа существующих работ, можно сделать вывод о том, что при создании методик и алгоритмов автоматизированной компоновки самолетов недостаточно внимания уделялось вопросам моментно-инерционной компоновки, в то время как они становятся определяющими для перспективных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости.

Цель работы

Состоит в снижении сроков и повышении качества проектных работ на этапе согласования моментно-инерционного облика самолета с возможностями системы управления в канале крена.

Достижение поставленной цели осуществлено на основе решений следующих задач:

- Выявить место этапа согласования моментно-инерционной компоновки с возможностями системы управления в канале крена в рамках формирования облика самолета и состав задач, решаемых на этом этапе;

- Разработать новые и модифицировать существующие методы оценки моментов инерции самолета в первом приближении;

- Разработать новые и модифицировать существующие модели необходимые для этапа согласования моментно-инерционной компоновки с возможностями системы управления в канале крена;

- Разработать алгоритмы и подпрограммы и включить их в систему автоматизированного формирования облика самолета;

- Провести на базе подсистемы проектные исследования по выявлению рациональных значений параметров и схем компоновки топлива и двигателей;

- Анализируя полученные результаты выработать рекомендаций по моментно-инерционной компоновке.

Методика исследования

Предметом исследования является влияние моментно-инерционной компоновки дальнемагистрального самолета большой пассажировместимости на облик системы управления в канале крена. Декомпозиция задач, разработка моделей и алгоритмов базируются на принципах системного подхода. Выявление рациональных конструктивно-компоновочных решений осуществлено на основе моделирования с помощью формально-эвристических процедур.

Математически задача отыскания рациональных значений параметров поставлена как задача многокритериальной дискретной оптимизации.

Научная новизна диссертации заключается в создании научно-методического обеспечения, состоящего из методик, алгоритмов и подпрограмм позволяющих проводить анализ влияния моментно-инерционной компоновки на области реализации альтернативных стратегий формирования облика системы управления в канале крена дальнемагистрального самолёта большой пассажиров-местимости с использованием новых информационных технологий.

На основе которых в данной диссертационной работе выявлены специфические задачи компоновки топлива и двигателей на основе их анализа разработаны модели агрегатов и предложен метод расчета моментов инерции самолета в первом приближении. Выявлены закономерности между параметрами в альтернативных вариантах компоновки топлива и двигателей в крыле и моментно-инерционными характеристиками самолета, а также определены области существования компоновочных решений и зоны применения альтернативных подходов к формированию облика системы управления.

Практическая ценность

Разработанные методы расчета и модели использованы в созданной, при участии автора, подсистеме формирования облика самолета. Она является современным «инструментом» проектировщика-исследователя для выработки проектных рекомендаций по проектированию дальнемагистральных самолетов большой пас-сажировме стимости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Долгов, Олег Сергеевич, 2005 год

1. Авиационная медицина: (Руководство)/ Под ред. Н.М.Рудного, П.Н.Васильева, С.А.Глазунова. - М. : Медицина, 1986г. - 580с.

2. Авиация. Энциклопедия. М.: "Большая российская энциклопедия", ЦАГИ, 1994г.-448с.

3. Акопов М.Г., Дудник М.Н. Расчет и проектирование авиационных систем индивидуального жизнеобеспечения. М.: Машиностроение, 1985г. - 232с.

4. Анцелиович Л.Л. Надежность, безопасность и живучесть.-М.: Машиностроение, 1985г. 232с.

5. Анцелович Л.Л. «Надежность, безопасность и живучесть самолета» Машиностроение 1985г. 296с.

6. Арепьев А.Н. Концептуальное проектирование магистральных пассажирских самолетов. Выбор схемы и параметров. Учебное пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Проектирование самолетов». М. 1996г. - 96с.

7. Арепьев А.Н., Богачева C.B., Колганов А.Ф., Куприков М.Ю., Максимович В.З., Галин Л.Я. Автоматизация проектирования самолета. Учебное пособие к лабораторным работам. Москва, Издательство МАИ, 1996г.-72с.

8. Аэродинамика и динамика полета магистральных самолетов. / Под ред. Г.С. Бюшгенса, Издательский отдел ЦАГИ 1995г. - 772с.

9. Аэродинамика летательных аппаратов: Учебник для вузов по специальности «Самолетостроение»/ Г.А.Колесников, В.К.Марков,

10. A.А.Михайлюк и др., Под ред. Г.А.Колесникова. М. : Машиностроение, 1993г.-544с.

11. Аэромеханика самолета: Динамика полета. Под ред. А.Ф.Бочкарева и

12. B.В.Андриевского. М.: Машиностроение, 1985г. - 360с.11 .Белянин П.Н. Производство широкофюзеляжных самолетов. М. : Машиностроение, 1979г. - 360с.

13. Борис Ю.А. Бочаров В.Я. «Надежность систем управления самолетов и их структура» М. Машиностроение, 1978г.

14. Брусов B.C., Баранов С.К. Оптимальное проектирование летательных аппаратов: Многоцелевой подход. М.: Машиностроение, 1989г. - 232с.

15. Войт Е.С., Ендогур А.И., Мелик-Саркисян З.А., Алявдин И.М. Проектирование конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1987г. 415с.

16. Володин В.В., Лисейцев Н.К., Максимович В.З. Особенности проектирования реактивных самолетов вертикального взлета и посадки. М.: Машиностроение, 1985г. -224с.

17. Володин В.В., Максимович В.З. и др. Характеристики транспортных самолетов вертикального взлета и посадки. Рига: изд-во РКИИГА, 1972г.-238с.

18. Гаврилов В.Н. Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988г. 136с.

19. Геминтерн В.И., Штильман М.С. Оптимизация в задачах проектирования. М.: Знание, 1982г.

20. Гилерсон А.Г. Эффективность реверсивных устройств при торможении самолетов. М.: Машиностроение, 1995г. - 192с.

21. Гониодский В.И., Склянский Ф.И., Шумилов И.С. «Привод рулевых поверхностей самолетов» Машиностроение 1974г. 320с.

22. Горощенко Б.Т., Дьяченко A.A., Фадеев H.H. Эскизное проектирование самолета. —М.: Машиностроение, 1970г. 332с.

23. Гребеньков OA. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1984.- 240с.

24. Давыдов Ю.В., Залыгарев В.А. Геометрия крыла: Методы и алгоритмы проектирования несущих поверхностей. М.: Машиностроение, 1987г. 136с.

25. Долгов О.С. "Среднемагистральный модифицируемый грузопассажирский самолет". Тезисы докладов всероссийского конкурса выставки "КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНЖИНИРИНГ", Москва "НИЦ АСК" 2001г.

26. Долгов О.С. Анализ влияния моментно-инерционной компоновки даль-немагистрального самолета на облик системы управления. Тезисы докладов 3-ей международной конференции «Авиация и космонавтика — 2004», Москва, МАИ 2004.

27. Долгов О.С. «Влияние геометрических параметров компоновки топливных баков и двигателей, на облик системы управления самолета вканале крена». Статья в «Прикладная геометрия» №7-15 2005г. p.c. №019164 от 29.07.99г.

28. Дж. К. Джонс, «Методы проектирования» Москва, Мир 1986г.

29. Егер С.М., Лисейцев Н.К., и др. Проектирование самолетов М.: Машиностроение, 1983г. - 616с.

30. Егер С.М., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автоматизированного проектирования самолетов. М.: Машиностроение, 1986г. 232с.

31. Егоров Ю.Н. Оценка потребной ширины ВПП для пассажирских самолетов. Тематический сборник научных трудов. Выпуск 394. Москва. МАИ, 1977г.-С.49-55

32. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. -М.'Машиностроение, 1991г.-400с.

33. Зайцев В.Н., Рудаков В.Л. Конструкция и прочность самолетов. Киев: Вища школа, 1978г. 487с.

34. Г.И.Глушков и др. Изыскание и проектирование аэродромов: Учеб. для вузов/ М.: Транспорт, 1992г. - 463с.

35. Ионов М.И., Семенов В.Н. М. Сб.: "Теория и практика проектирования пассажирских самолетов", "Наука"

36. ИКАО. Международные стандарты и рекомендуемая практика. Охрана окружающей среды. Приложение 16, т. 1. Авиационный шум, Монреаль, 1981г.

37. Кестельман В.Н., Федоров A.B. «Механизмы управления самолетом» Машиностроение 1987г. 184с.

38. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981г.

39. Кожевников Ю.В. Статическая оптимизация летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1978г. 173с.

40. Куприков М.Ю. Выявление влияния ограничений по базированию на методику автоматизированной компоновки самолета. Москва, МАИ, каф. 101. Отчет о НИР 68160-01101. 1995г- 165с.

41. Куприков М.Ю. Систематизация матриц конструктивно-компоновочных решений, обеспечивающих ограничения по базированию. Москва, МАИ , каф. 101. Отчет по НИР ПБ-111 Этап 2, 1996г.-25с.

42. Куприков М.Ю., Егоров Ю.Н. Авиация будущего? Прорыв в XXI век. Москва, "Техника молодежи", март 1998г. С. 6-7

43. Куприков М.Ю., Елин C.B. Формализация процесса оценки и принятия решений на этапе синтеза схемы самолета. Тезисы докладов II Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, Жуковский, ЦАГИ, 1999г. С. 14 -15.

44. Куприков М.Ю., Елин C.B. Основные схемные признаки и параметры летательного аппарата. Учебное пособие к лабораторной работе по курсу «Конструкция и системы автоматизированного проектирования летательных аппаратов». Москва, МАИ, каф. 101. 1998г. с. 30.

45. Куприков М.Ю., Максимов C.B. Влияние инфраструктурных ограничений на облик перспективного дальнемагистрального самолета. Казань, Изв. вузов Авиационная техника, 1999г., №1 С. 52-55

46. Куприков М.Ю., Максимов C.B. Разработка методики учета ограничений по базированию в рамках формирования облика самолета. Москва, МАИ , каф 101. Отчет по НИР, 1997г. ПБ-111. Этап 4. С.15.

47. Куприков М.Ю., Максимов C.B. Система автоматизированного формирования облика дозвукового пассажирского самолета. Тезисы докладов V Международной школы-семинара «Новые информационные технологии» Москва, МГИЭМ, Украина, г. Судак, 1997г. С.83.

48. Лебедев A.A., Аджимамудов Г.Г. . «Основы синтеза систем летательных аппаратов» МАИ 1996г. 444с.

49. Лернер М.А. и др. Системы управления вертикально взлетающих самолетов. М.: ЦАГИ, 1966г. - 81с.(Труды ЦАГИ; N 187).

50. Лещинер Л.Б., Ульянов И.Е., Тверецкий В.А. Проектирование топливных систем самолета. —М. : Машиностроение, 1991г. 320с.

51. Лисейцев Н.К. Развитие теории и методов проектирования самолетов на базе новых информационных технологий. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. — М.: МАИ, 1992г., 325с., ДСП.

52. Лисейцев Н.К., Куприков М.Ю., Максимович В.З. Формально-эвристический метод компоновки маневренного самолета вертикального взлета и посадки. Казань, Изв. вузов Авиационная техника, 1996г., №2 С. 100-103.

53. Лисейцев Н.К., Куприков М.Ю., Максимович В.З, Орестов И.А. и др. Разработка моделей и методов синтеза компоновочных схем СВВП с использованием элементов базы данных. Москва, НИЧ МАИ, 1992г. Отчет о НИР 55630, раздел 3 , книга 1, -295с.

54. Лисейцев Н.К., Максимович В.З., Куприков М.Ю. и др. Программная реализация и отладка первой версии автоматизированной компоновки маневренных ЛА.- М.: МАИ, Отчет о НИР 35690 001-0ГП",Этап 3, 1990г.- 40с.

55. Лисейцев Н.К., Максимович В.З., Куприков М.Ю. и др. Разработка методического и программного обеспечения второго фрагмента комплекса "ПС".- М.: МАИ,Отчет о НИР 001-0ГП", Этап 8, Гос. per. N У40294, 1988г.-С. 97-191, ДСП.

56. Лисейцев Н.К., Максимович В.З., Куприков М.Ю. и др. Разработка моделей и алгоритмов функциональных блоков САПР самолетов с различным типом взлета. -М.: МАИ, Отчет о НИР 001-01"П", Этап 1.6.2, Гос. per. N У40294, 1989г. С. 100-171, ДСП.

57. Лисейцев Н.К., Максимович В.З., Куприков М.Ю. и др. Разработка Моделей и методов синтеза компоновочных схем СВВП с использованием элементов базы данных. М.: МАИ, Отчет о НИР 001-01"П", Этап 1.7.2, Гос. per. N У40294, 1990г. - С. 11-33, ДСП.

58. Лисейцев Н.К., Максимович В.З., Куприков М.Ю. и др. Разработка специфических элементов СВ/УВП для наполнения базы данных. М.: МАИ, Аннотационная справка о НИР 001-01"П", Этап 1.7.1, Гос. per. N У40294, 1990г.-С. 11-33, ДСП.

59. Львов В.П. Автоматизированные системы анализа и оценки вариантов компоновочных схем самолетов. -М.: МАИ, 1982г. 54с.

60. Максимович В.З. Выбор струйной системы управления реактивных СВВП.- М.: МАИ, 1978г.- С. 47-54 (Труды МАИ; вып. N 448).

61. Максимович В.З. Определение стартовой тяговооруженности реактивных транспортных СВВП.- В сб.: Методы исследований при разработке проектов современных самолетов, М.: МАИ, 1986г.- С. 31-37.

62. Микеладзе В.Г., Титов В.М. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и ракет: Справочник. М.: Машиностроение, 1990г.- 144с.

63. Морозов В.И., Пономарев А.Т., Рысев О.В. Математическое моделирование сложных аэроупругих систем. — М.: Физматлит, 1995г. 736с.

64. Мунин А.Г. и д.р. Авиационная акустика. М.: Машиностроение, 1973г. - 448с.

65. Мунин А.Г. и д.р. Авиационная акустика: В 2-х ч.- М.: Машиностроение, 1986г. 248с.

66. Наджаров K.M., Бородин А.Я. «Применение ЭЦВМ при анализе топливной системы самолета» сборник «Теория и практика проектирования пассажирских самолетов», издательство «Наука», Москва 1976г.

67. Наджаров K.M. «Матричные формулы объемной аппроксимации», сборник «Кибирнетика графики и прикладная геометрия поверхностей». Труды МАИ, 1969г., №191, вып. 3.

68. Нечаев Ю.Н., Кобельков В.Н., Полев A.C. Авиационные турбореактивные двигатели с изменяемым рабочим процессом для многорежимных самолетов. М.: Машиностроение, 1988г. - 176с.

69. Рудис В.И. «Полуавтоматическое управление самолетом» Машиностроение 1978г. 152с.

70. Самойлович О.С. Формирование облика самолета в системе автоматизированного проектирования. М.:Воениздат, 1980г. - 140 е., ДСП.

71. Системы оборудования летательных аппаратов. / Под ред. А.М.Матвеенко и В.И.Бекасова, М.: Машиностроение, 1986г. - 368с.

72. Смирнов H.H., Чинючин Ю.М. Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов: Учебное пособие для вузов. — М.: Транспорт, 1994г.- 256с.

73. Соболев ДА. Самолеты особых схем. М.: Машиностроение, 1989г. -176с.

74. Стригунов В.М. Расчет на прочность фюзеляжей и герметических кабин самолетов. М.: Машиностроение, 1974г. - 288с.

75. Стригунов В.М. Расчет самолета на прочность. М.: Машиностроение, 1984г.-376с.

76. Техническая информация ЦАГИ за 1970-2003 года.

77. Технология самолетостроения. / Под общ. ред. А.Л.Абибова М.: Машиностроение, 1970г. - 599с.

78. Тихомиров В.И. Организация, планирование и управление производством. М.: Машиностроение, 1985г. - 548с.

79. Хачатуров Г.А. , Матвеенко A.M. и д.р. Аэродромные системы торможения самолетов. М.Машиностроение, 1984г.

80. Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных. М.: Машиностроение, 1990г. - 224с.

81. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Т. 1,2. М.: Машиностроение, 1977г.-208с.

82. Шкадов Л.М. , Андронов A.C., Лазарев В.В., и др. Основные принципы построения системы проектирования самолета с использованием ЭВМ. Труды ЦАГИ, вып.2021.- М.: ЦАГИ, 1979г.

83. Югов O.K., Селиванов О.Д. Основы интеграции самолета и двигателя. / Под общ. ред. O.K. Югова. М.: Машиностроение, 1989г. - 304с.107. ICAO, Annex 14 (Airports)

84. Janets Aircraft, 1993-2003109. Jane's Airport Equipment

85. Kuprikov M., Lurie S. Active Composites With A Dual-Mechanism Shape Memory In The Aircraft Industry, Ac Tch -96-sl2, Russian Sci-tech, №1 1997 Science@Technology, New-York, USA, S.19

86. Kuprikov M., Maximov S. Selecting Rational Parameters For The Lift System Of A Subsonic Transport Plane, Ac Tch -96-24, Russian Sci-tech, №1 1997 Science@Technology, New-York, USA, S.20

87. Kuprikov M., Maximov S. Using Engine Thrust Excess To Control Aircraft Flight And Trimming, Ac Tch -96-23, Russian Sci-tech, №1 1997 Science@Technology, New-York, USA, S.22

88. Kuprikov M.; Untersuchung des Einflusses infrastruktureller Restriktionen auf den Entwurfprozess von Flugzeugen. Universität Schtuttgart.1996. 81 Seiten.

89. Lind N. Optimization, cost benefit analysis, specification // Proc.3rd Int. Conf. on Applications of Statistics in Soil and Structural Engineering (ICASP 3), Sydney. Vol.3, 1979. -p.373-384.

90. Roskam, J.; Airplane Desing, l-8Bahnd, 1980-1990, Kanzas

91. Torenbeek, E.; Synthesis of Subsonic Airplane Design. Delft Universitz Press; 1982