CC BY
68Контроль и испытания ракетно-космической техники
УДК 629.7.01
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ «НИСХОДЯЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ» В CAD-СИСТЕМЕ CREO PARAMETRIC
В. Г. Маханьков, М. Г. Маньков, Е. В. Кулаков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Благодаря использованию принципов ассоциативности и нисходящего проектирования при проектировании изделия появляется возможность проводить изменения в геометрии и компоновке конструируемого изделия с минимальными затратами времени и ресурсов.
Ключевые слова: САПР, проектирование РН, ассоциативность, нисходящее проектирование.
USING TECNOLOGY DESCENDING DESIGNING CAD SYSTEM CREO PARAMETRIC
V. G. Makhan'kov, M. G. Man'kov, E. V. Kulakov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Using principles of "Associativity" and "Descending designing" at product designing, allow to spend changes in geometry and configuration with the minimum expenses of time and resources.
Keywords: CAD system, rocket design, associativity, descending designing.
С развитием CAD-систем появляются новые возможности проектирования ракетно-космической техники и других изделий. В настоящее время возникает большая потребность в унификации компонентов изделий и создании для них модульных конструкций. Такие конструкции в ракетостроении позволяют создавать изделия различных классов и назначений, используя при этом одну и ту же схему компоновки, применяя стандартные узлы. Ярким примером такой ракеты является ракета-носитель (РН) «Ангара», которая в зависимости от исполнения может выполнять широкий спектр задач по выводу грузов в космическое пространство при довольно высокой степени унификации узлов. Использование модульной конструкции максимально упрощает процесс проектирования новой РН. С помощью современных систем автоматизированного проектирования (САПР) существенно снижаются стоимость и время на проектирование нового изделия [1].
Одной из таких систем является Creo Parametric, которая относится к CAD-системам верхнего уровня. Основным достоинством САПР верхнего уровня является наличие product data management (PDM) системы, которая совместно с CAD/ CAM/ CAE-системами образует Continuous Acquisition and Lifecycle Support (CALS) систему. Для CAD/ CAM/ CAE программы Creo Parametric PDM системой является Windchill. Совместное применение САПР Creo Parametric и PDM системы Windchill позволяют проводить полный комплекс работ, связанных с проектированием, производством, поддержкой и эксплуатацией изделия.
Применение CALS-системы позволяет оперативно распределять задания в цепочке предприятие - отдел -
бюро - сотрудник, вносить различные изменения и вести совместную параллельную работу над изделием.
При проектировании РН основными проектными параметрами (ОПП), влияющими на геометрию конструкции РН, относят: стартовую тяговооруженность, высоту целевой орбиты, характеристики двигательных установок, массу полезной нагрузки.
На этапе эскизного проектирования двухступенчатого носителя задаются ОПП. Стартовая тяговооруженность изменяется в определённых пределах, двигательная установка подбирается исходя из стартовой тяговооруженности и совокупности масс РН и требуемой полезной нагрузки. Высота целевой орбиты является фиксированным параметром. Вследствие того что высота орбиты, масса полезной нагрузки и характеристики двигательных установок полностью определяют параметры РН, тяговооруженность являются уточняемым параметром и уточняется после расчета первых трёх ОПП. Двигательные установки подбираются из ряда имеющихся образцов. Существует возможность использования одновременно двух и более двигателей на одной ступени.
Основные этапы проектирования:
1) баллистический расчет;
2) по результатам расчета полученная информация используется для дальнейшей работы в САПР Creo Parametric;
3) разработка и параметризация каркасной модели изделия;
4) разработка и параметризация каркасных моделей отсеков;
5) проектирование базовой геометрии проектируемого носителя.
Решетнеескцие чтения. 2015
Рис. 1. Структура сборки
Согласно принципу нисходящего проектирования главная сборка включает в себя каркасную модель, содержащую в себе базовую геометрию и опорные элементы, а также набор параметров, полученных в расчетах. На основе главной каркасной модели создаются каркасы отсеков и узлов, в которые передается необходимая информация. Наследуя геометрию каркасов, создается геометрия моделей (рис. 1). При изменении входных параметров главного каркаса ассоциативно изменяются размеры всех каркасов, что ведет к перестроению геометрии всего проектируемого изделия (рис. 2).
Размеры некоторых элементов, рассчитываются непосредственно в самой каркасной модели или в геометрической модели деталей и сборок. Например, радиусы днищ связаны с диаметром миделя формулой:
Ядн = 1,152-^м, (1)
где Ящ - радиус днища; dМ - диаметр миделя. Аналогичным образом заданы геометрические размеры других элементов. Диаметры магистральных труб подачи компонентов топлива рассчитываются, исходя из объ-
емного расхода топлива применяемой двигательной установки, и т. д.
Проектирование двухступенчатой РН с использованием принципов ассоциативности, нисходящего проектирования и унификации конструкции дает широкие возможности более гибко управлять конечным видом изделия, корректируя входные ОПП. В результате новая модель изделия генерируется в кратчайшие сроки и с минимальными материальными затратами.
Библиографическая ссылка
1. Маханьков В. Г., Маньков М. Г. Проектирование двухступенчатой ракеты-носителя в CAD-системе Creo Parametric // Актуальные проблемы космонавтики. 2015.
Reference
1. Makhan'kov V. G., Man'kov M. G. Design 2nd stage rocket in CAD system Creo Parametric // Actual problem of aviation and astronautics. 2015.
© Маханьков В. Г., Маньков М. Г., Кулаков Е. В., 2015
