АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОТСЕКОВ И СЕКЦИЙ КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА ПО КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

DOI 10.46566/2541-9285_2022_63_168 УДК 629.735:796.015.134

Сагдиев Т.А., к.т.н.

доцент Сагдиев Ш. Т. студент магистратуры кафедра «Авиационный инжиниринг» Ташкентский государственный транспортный университет

Республика Узбекистан, г. Ташкент

АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОТСЕКОВ И СЕКЦИЙ КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА ПО КОНСТРУКТИВНО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ

Аннотация: В статье рассматриваются результаты анализа, классификации и формализации узлов и панелей - конструкции планера самолетов. Классификация узлов и панелей осуществлялось по конструктивно - технологическим признакам, на основе применения объектно - ориентированного подхода. Результаты исследований будут использованы при разработке математических моделей системы принятия технологических решений для ТОиР авиационной техники.

Ключевые слова: самолёт, членение, крыло, фюзеляж, агрегат, отсек, секция, узел, деталь, структура, граф, подграф, обводообразуещий, схема, контур.

Sagdiev T.A., Ph.D. associate professor Sagdiev Sh. T. master student department "Aviation Engineering" Tashkent State Transport University Republic of Uzbekistan, Tashkent

ANALYSIS AND CLASSIFICATION OF COMPARTMENTS AND SECTIONS OF AIRCRAFT STRUCTURE BY STRUCTURAL AND TECHNOLOGICAL FEATURES

Abstract: The article discusses the results of the analysis, classification and formalization of nodes and panels - the design of the airframe. The classification of nodes and panels was carried out according to constructive and technological features, based on the use of an object-oriented approach. The results of the research will be used in the development of mathematical models

of the system for making technological decisions for the maintenance and repair of aviation equipment.

Key words: aircraft, articulation, wing, fuselage, unit, compartment, section, node, detail, structure, graph, subgraph, bypass, scheme, contour.

Разрабатываемые методы автоматизированного проектирования средств технологического оснащения должны отвечать целому ряду требований, предъявляемых к САПР, эффективность которых во многом зависит от соблюдения принципов системного единства, развития, совместимости и стандартизации подсистем и их компонентов. Эти принципы можно реализовать, используя иерархическую систему математического моделирования объектов проектирования [38], при создании математического, информационного и программного обеспечении САПР. Данная система моделирования позволяет создать единую систему взаимосвязанных математических моделей, разрабатываемых на основе классификации элементов и свойств сборочных единиц, элементов технологической системы с последующим установлением прямого соответствия между ними.

По своей природе и по функциональному назначению структурные математические модели в зависимости от задач, которые решаются с применением этих моделей делятся на:

- модели конкретных объектов или процессов, используемые при формировании исходных данных для решения каких - либо задач;

- модели порождающей среды, используемые для поиска или синтеза структуры производственной системы, для проведения свойств объекта производства с начального в конечное состояние.

Для анализа конструктивно - технологических свойств сборочных единиц в качестве примера были выбраны основные базовые классы конструкции планера самолета - агрегаты, отсеки, секции, узлы и детали входящие в их состав. Выбор этих базовых классов конструкции самолета в качестве объекта исследования объясняется сложностью их форм и размеров, разнообразием применяемых конструктивных элементов, видов соединений, разнообразием применимых конструктивных элементов, а также много вариантностью технологических процессов их производства. Рассмотрение этих свойств, при разработке математической модели сборочной единицы, позволит наиболее полно отразить сущность конструкции, с точки зрения выполнения в них технологических процессов. Особое внимание при этом уделяется анализу тех свойств сборочных единиц, которые влияют на выбор состава и характеристик

38 САПР. Типовые математические модели объектов проектирования в машиностроении: Методические указания РД 50-464-84. - М.: Издательство стандартов. 1985. - 201 с

элементов технологической системы сборки, технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Базовым классом, определяющим все объекты конструктивно-технологического членения, является сборочная единица [39].

Сборочная единица - часть конструкции, состоящая из двух и более деталей, соединенных между собой. Наследующими классами сборочной единицы являются узел, секция, отсек и агрегат.

Агрегат - это отдельная законченная в конструктивном и технологическом отношении часть планера самолета, выполняющая четко определенную функцию. К числу агрегатов планера относят крыло, фюзеляж, киль, стабилизатор, гондолы двигателей и гондолы шасси, рули, элероны, закрылки, щитки, интерцепторы и другие функционально самостоятельные части.

Отсек - это законченная в конструктивном и технологическом отношении часть конструкции агрегата замкнутого типа, полученная отсечением одной или несколькими плоскостями. Примерами отсеков могут быть носовая, средняя и хвостовая части фюзеляжа, крыла, оперения и других агрегатов самолета. Отсеки всегда участвуют в формообразовании планера самолета, выходя своими контурами на внешние теоретические обводы.

Секция - часть отсека незамкнутого типа, законченную в технологическом отношении, полученная отсечением одной или несколькими плоскостями. Обычно секции состоят из нескольких узлов соединенных между собой продольными и поперечными стыками. Примерами секций являются носки, залонжеронные части отсеков крыльев и оперения, нижние, верхние или боковые секции фюзеляжа и гондолы двигателя.

Основной задачей данных исследований является анализ и разработка классификатора отсеков и секций конструкции планера самолёта для создания основ информационного наполнения математических моделей принятия технологических решений для выполнении работ ТОиР.

Отсек задается указанием агрегата, в который он входит, и указанием обводообразующих или продольных элементов, ограничивающих данный отсек. Отсеки агрегатов, входящих в семейство "фюзеляжа", обычно ограничиваются шпангоутами, а отсеки "крыла" стрингерами и лонжеронами. Таким образом, структура, задающая отсек может быть представлена в виде:

39 Сагдиев Т.А., Камбаров. Д.К. Объектно - ориентированный подход к анализу и классификации планера конструкции самолетов. Журнал "Теория и практика современной науки" № 6 (84) июнь 2022 г. г. Саратов. 7 Стр.

С.А, СЛи, С.Щ где и и и2 - ограничивающие узлы или детали.

1. Принципиальная схема возможного членения отсека отражается в виде полного связного орграфа, в котором вершины помечены следующими обозначениями: С1 - отсек, С1+1 - подотсек (секция) (отсек более низкого уровня), и - узел, В - деталь.

• С1

и

С

1+1

При членении конкретного отсека в данном орграфе выделяется определенный подграф, который разворачивается в выходящее дерево. При этом каждый маршрут данного подграфа будет характеризоваться полустепенью исхода вершины С1 по отношению к данному маршруту. Таким образом, будет определяться количество подотсеков, узлов или деталей, на который расчленяется данный отсек, т. е. необходимо определить следующие величины:

к = о^С1)^1, т = о^С^и, п = о^0)в Состав отсека представляется как объедение множеств входящих эле-ментов конструкции, которые являются объектами различных классов, т. е.

С1 = , ..., dn) и (ии,..., ит) и (Си, ... , Ск) 2. Агрегат, как расчлененную конструкцию на некотором уровне, можно представить в виде связного графа, вершинами которого будут составляющие его отсеки, узлы и детали.

Каждое ребро графа С(С(+1 означает стык между отсеками или зону крепления узла или детали к отсеку. Таким образом, количество контуров стыка (крепления) ¥4 у отсека определяется степенью вершины С:

р4кеСи К = deg С.

и

С

г1

С п

Б

Отсеки, являясь частями агрегата, влияют на существование или реализуют контуры агрегата, т.е., они являются конструктивным телом каждого контура агрегата:

ЩЛ)1 = (Си..., Си..., Сп)

Данная взаимосвязь описывается булевой матрицей ^(Л) хС].

Заменив вершину А[ в графе О (рис. 1) соответствующим графом необходимо восстановить все ребра инцидентные данной вершине.

Рис. 1. Граф взаимосвязи агрегатов планера самолёта

Тогда ребра С(Л( будут отражать взаимосвязь контуров разъема агрегата, реализуемые тем или иным отсеком. Например, фюзеляж изделия А можно представить в виде графа (рис.2.)

Рис. 2. Подграф, отражающий замену фюзеляжа системой отсеков.

Здесь С1, С2, Сз - носовая часть, средняя часть и хвостовая часть фюзеляжа. Существование ребра С2А11 = 1 говорит о том, что крепление

крыла к фюзеляжу конструктивно оформлено в среднем отсеке фюзеляжа, и именно он реализует контур разъема фюзеляжа с центропланом крыла.

3. Отсеки наследуют от агрегатов морфологическую структуру. По общности строения среди отсеков можно выделить несколько классов (таблица 1.).

Таблица - 1.

Классы отсеков планера самолета_

Семейство Крыло

Отсеки Классы Экземпляры класса

центроплан Центроплан крыла

Отъемная часть ОЧК, консольная часть стабилизатора

Средняя часть СЧК, средний отсек стабилизатора

Секция механизации Секция предкрылка, закрылка, элерона.

Секции Носовая часть НЧК, носок стабилизатора, носок киля

Хвостовая часть ХЧК, хвостовая часть

Секция носовой части Секция НЧК, секция НЧ стабилизатора

Секция хвостовой части Секция ХЧК, секция ХЧ стабилизатора

Законцовка Законцовка крыла, стабилизатора

Семейство Фюзеляж

Отсеки Носовая часть НЧ фюзеляжа, НЧ гондолы двигателя

Средняя часть СЧ фюзеляжа, СЧ гондолы

Хвостовая часть хвостовой отсек фюзеляжа, обтекателя

Отсеки средней части передний отсек, задний отсек, отсек соединения с центропланом

Носовой обтекатель носовой обтекатель фюзеляжа, обтекатель антенны

Секции Верхняя секция верхний отсек НЧФ, верхний домик

Нижняя секция нижний отсек НЧФ, нижний домик, нижний отсек СЧФ, нижняя часть мотогондолы

Боковая секция боковая секция фюзеляжа

Пол пол фюзеляжа

Классификационными признаками отсеков служат конструктивные и технологические факторы, такие как:

1. Характер членения.

2. Морфологические признаки: семейство, структурная общность.

3. Геометрический контур отсека характеризуется:

- формой поперечного сечения (образующая)

- формой обвода в плане (направляющая) ^2;

- тип образующих поверхностей

4. Контур стыка ¥4.

- разъем ушково - вильчатый: крыло с центропланом, киль и стабилизатор с фюзеляжем, крыло с фюзеляжем и т.д. ^4(1у,

- разъем шарнирный: механизация с крылом или с оперением F4(2);

- разъем фланцевый F43): ОЧК с центропланом, разъем отсеков агрегата и т.д.;

- разъем телескопический или встык: отсеки фюзеляжа F4(4y,

- стык типа "замок" F4(5y.

5. Контур вырезов F5. Аналогично контуру выреза агрегатов.

6. Характер соединения элементов каркаса с обшивкой.

7. К основным параметрам отсека относятся его масса агрегата, габаритные размеры (длина, высота, ширина).

8. Точность, предъявляемая к форме и размерам агрегата

На основании вышеуказанных исследований был разработан классификатор отсеков и секций конструкции планера самолёта (рис.3.) на базе которого можно приступить к математическому моделированию объекта производства сборочных единиц, характеризующих и определяющих использование базовых технологий, оснащений (оборудования, инструментов и вспомогательной оснастки) или же новых более производительных и эффективных используемые при выполнении работ по программам ТОиР, а в конечном счёте для использования полученных результатов для создания автоматизированной системы принятия технологических решений.

Использованные источники:

1. САПР. Типовые математические модели объектов проектирования в машиностроении: Методические указания РД 50-464-84. - М.: Издательство стандартов. 1985. - 201 с.

2. Сагдиев Т.А., Камбаров. Д.К. Объектно - ориентированный подход к анализу и классификации планера конструкции самолетов. Журнал "Теория и практика современной науки" № 6 (84) июнь 2022 г. г. Саратов. 7 Стр.

3. Гради Буч. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. («Object-Oriented Analysis and Design with Applications in C++»): Addison-Wesley Longman.

КЛАССИФИКАТОР ОТСЕКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Клас Структур

отсек определяюща

отсе

Центропла

4 Р4,

Консольная

С1 Нервюр лонжеро Нерв№-Лон №-Лон

Нервюр Нерв

Г4(4 1 ( 1 4(

Форм сечени

Форм

Прямоли направ

Тип поверхносте

Поверх 1-й

Поверх 1-й и 2-

Контур

Контур

Вырезы подлючк

Вырезы гондол

Схема

гГ-

Объекты

и Б

— Панел Льонжеро нНервюр Фитинг Уголо Ккосынк

Н С Х Законцовк Зали Узе крелплени

Секци Лонжеро Носо Обшивк Мембран

Секци Панел Льонжеро нНервюр Фитинг Уголо Ккосынк

Секци Лонжеро н Узе налвеск Хвости Ок бшивк Мембран

Носовая

Лонжеро Лон.

Прямоли направ

Поверх 1.-й

Вырезы упзолды

Средняя

С1 ,

Г4(

Лонжеро Лон.№ Лон.

Б

Прямоли н.направ

Поверх 1.-й

Вырезы подлючк

Хвостовая

Лонжеро н Лон.

Поверх 1.-й

Прямоли н.направ

Вырезы погдондол

Выурезы упзолды

Рис.3. Фрагмент классификации отсеков и секций конструкции планера самолёта.

С

С

с

и

1

и

1

и

и

1

и