CC BY
42Усредненные значения параметров асинхронного двигателя
Наименование параметров и их условные обозначения Выбор величины параметра
Наработка, для которой определяется вероятность безотказной работы Роб, т, ч Задается в ТЗ (ТУ); по ГОСТ 19523-74 т = 104 ч при Роб = 0,9
Вероятность наличия хотя бы одного дефекта изоляции провода длиной 100 мм после укладки обмотки q1 При отсутствии экспериментальных данных qt = 0,1... 0,35
Периметр свободной площади слоя обмотки П, мм Для двухслойной обмотки П = Ъ1 + Ъ2 + йп1; для однослойной П = Ъ1 + Ъ2 + 2йп1
Коэффициент, характеризующий качество пропитки, кпр При отсутствии экспериментальных данных кпр = 0,3... 0,7
Частота включений электродвигателя /вкл Принимается по ОСТ 16.0.510.037-78 в зависимости от предполагаемой группы эксплуатации. Для нормальной группы эксплуатации /вкл = (2.. .10) ч-1
Методика, изложенная в этом стандарте, запрограммирована и требует использования ЭВМ.
В данной работе разработана упрощенная методика для ручного счета.
Ряд исходных данных должен быть получен экспериментально на используемых обмоточных проводах и изоляционных материалах, примененных для корпусной и межфазной изоляции. При отсутствии экспериментальных данных можно воспользоваться рекомендуемыми усредненными значениями параметров (см. таблицу) [2].
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что данной методикой для расчета надежности асинхронного двигателя со всыпной обмоткой можно пользоваться на предприятиях, на которых не предусмотрено специально запрограммированные ЭВМ.
Библиографические ссылки
1. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины : учебник. М. : Высшая школа, 2006. 930 с.
2. Гольдберг О. Д., Гурин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин. М. : Высшая школа, 2001. 430 с.
3. Копылов И. П. Проектирование электрических машин. М. : Высшая школа, 2002. 120 с.
4. Гольдберг О. Д. Качество и надежность асинхронных двигателей. М. : Энергия, 1968. 86 с.
5. Надежность асинхронных электродвигателей / Б. Н. Ванеев, В. Д. Главный, В. М. Гостищев, Л. И. Сердюк ; под ред. Б. Н. Ванеева. Киев : Техшка, 1983. 143 с.
References
1. Ivanov-Smolensky A. V. Electrical machines. Textbook for high schools. M. : Higher school, 2006. 930 p.
2. Goldberg O. D. Electrical Engineering machinery / O. D. Goldberg, J. S. Gurin, S. I. Sviridenko. M. : Higher school, 2001. 430 p.
3. Kopylov I. P. electrical machines Design. M.: Higher school, 2002. 120 p.
4. Goldberg O. D. The Quality and reliability of induction motors. M. : Energy, 1968. 86 p.
5. The reliability of induction motors / B. N. Vaneev, V. D. Glavny, V. Gostishchev, L. Serdyuk ; ed. by B. N. Vaneeva. Kiev : Tehlka, 1983. 143 p.
© Гапенко П. С., Менчиков Р. В., Юрковец Н. В., 2016
УДК 629.7.062
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОСИСТЕМ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИЗВЕСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
А. И. Демидов
Иркутский национальный исследовательский технический университет Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83 *Е-таП: [email protected]
Рассмотрена возможность применения ЫАТЬАВ для выбора оптимальных проектных решений при проектировании авиационных гидросистем. Проведен анализ разветвленной гидросистемы самолета с учетом динамики механической системы уборки опор шасси.
Ключевые слова: гидросистема, давление, расход, шасси, гидроцилиндр.
<Тешетневс^ие чтения. 2016
MODELING HYDRAULIC SYSTEMS AND ESTIMATING UNKNOWN PARAMETRES WITH CONSIDERING THE DYNAMICS OF THE DRIVEN DEVICE
A. I. Demidov
Irkutsk National Research Technical University 83, Lermontov Street, Irkutsk, 664074, Russia *E-mail: [email protected]
The article deals with the possibility of application of the MATLAB to optimize aircraft hydrosystems. It provides the analysis details of branched hydrosystem with the mechanical landing-gear retraction system. It estimates the necessary force of actuator with allowance for mass properties and aerodynamic force as well as the suction pipe optimal diameter. The research gives valuable information on comparison of state diagrams with explicit data.
Keywords: hydrosystem, pressure, flow rate, landing-gear, hydraulic cylinder.
Введение. Гидравлические системы современных самолетов имеют много потребителей. Они должны обладать большой надежностью и малой массой, поэтому их проектирование представляет собой весьма сложную задачу [1-2]. В проектных организациях широко применяют поэтапный метод создания системы, при котором используется анализ статистических данных по эксплуатирующимся самолетам.
Сегодня при создании авиационных гидросистем все больше применяются численные методы моделирования [3-4]. В данной работе рассмотрена возможность применения MATLAB для выбора оптимальных проектных решений при проектировании авиационных гидросистем.
Апробация программного продукта MATLAB происходила на основе анализа гидросистемы современного транспортного самолета во время уборки-выпуска шасси и сравнения результатов моделирования с заведомо известными данными конкретной авиационной техники, полученными от ОАО «Ил». А также была решена задача по поиску оптимального диаметра трубопроводов линии всасывания при условии постоянства конфигурации [5].
Одной из целей работы являлось создание универсальной модели с возможностью быстрой и простой переналадки, обеспечивающей наглядность, пригодной для использования в процессе проектирования гидросистемы инженером без знания языка программирования.
Моделирование гидросистемы. Модель гидросистемы построена в программном продукте MATLAB Simulink. Так как рассматривалась только уборка шасси, принято решение подробно моделировать только те контуры гидросистемы, в которых расположены интересующие потребители, а в остальных обозначить только расход рабочей жидкости [6].
Для обеспечения универсальности модели и быстрой ее перенастройки основные параметры, характеризующие систему, заданы в виде переменных. Для удобства работы переменные и их значения сведены в электронную таблицу распространенного формата Microsoft Excel. При этом модель организована таким образом, что все изменения, внесенные в значения переменных в электронной таблице, автоматически принимаются в качестве расчетных при моделировании.
Важно отметить, что потребные усилия на исполнительных механизмах не являлись исходными данными. Они определены в рамках того же анализа, являющегося междисциплинарным и объединяющим анализ гидравлической системы и анализ динамики механической системы в процессе уборки опор шасси. В системе учтены: вес колес, вес амортизационных стоек и аэродинамическая сила с учетом угла атаки 10° при взлете.
Диаметр трубопроводов линии всасывания определен в рамках того же анализа исходя из условия исключения появления кавитации при обеспечении минимальной массы [7]. По данным ОАО «Ил», давление в линии всасывания не может быть ниже 0,25 МПа. Задача решалась итерационным методом на основе получаемых данных о производительности насоса и о давлении в линии всасывания в каждый момент времени [8]. В процессе решения был найден соответствующий необходимому гидравлическому сопротивлению линии минимальный допустимый диаметр В = 17,45 мм и автоматически выбран ближайший стандартный размер из сортамента В = 17,8 мм (внешний диаметр 19 мм, толщина стенки 0,6 мм). Найденное в процессе анализа значение диаметра выводится в электронную таблицу в соответствующую ячейку.
В процессе моделирования автоматически создается анимация работы системы, обеспечивая визуализацию результатов.
Выводы. В рамках одного анализа определены потребные усилия гидроцилиндров с учетом массовых характеристик и аэродинамической силы, определен диаметр трубопроводов линии всасывания, построены графики состояния гидросистемы (давления, расходы, усилия). Сравнение полученных данных с заведомо известными данными от ОАО «Ил» для конкретной авиационной техники показало хорошую сходимость.
Задание переменных и вывод найденных значений в одной электронной таблице обеспечивают быструю переналадку и удобство обработки результатов, а также позволяют в короткие сроки провести серию расчетов с разными исходными данными.
Программный продукт МА^АВ Simulink является современным эффективным инструментом для проектирования гидросистем и обладает наглядно-
стью схемного проектирования, широкими возможностями по конфигурированию разветвлённых гидравлических систем, расчёту и обработке результатов. Моделирование в МА^АВ допускает наличие неполных исходных данных и определение их в процессе анализа.
Численное моделирование как путь развития существующих традиционных методик проектирования гидросистем способен сократить количество шагов при проектировании гидросистем. При этом возможно выполнение задачи комплексного проектирования гидросистемы на ранних стадиях проектирования самолета для обеспечения встраиваемости её конструкции в конструкцию планера самолёта, обеспечения правильной работы механизмов с возможностью визуального отслеживания пересечений, касаний деталей конструкции и т. п., а также с учетом динамики исполнительных механизмов.
Библиографические ссылки
1. Сапожников В. М., Лагосюк Г. С. Прочность и испытания трубопроводов гидросистем самолетов и вертолетов. М. : Машиностроение, 1973. 248 с.
2. Бобарика И. О., Яхненко М. С. Методика решения задачи поиска частотного отклика сборной конструкции трубопровода с применением метода конечных элементов // Вестник СибГАУ. 2014. № 2 (54). С. 16-20.
3. Одельский Э. X. Гидравлический расчёт трубопроводов разного назначения : учеб. пособие. Минск : Вышэйша школа, 1967. 103 с.
4. О перспективных методах комплексного инженерного анализа трубопроводных систем // И. О. Бо-барика, А. И. Демидов, Д. Д. Бейчук // Авиамашиностроение и транспорт Сибири : сб. статей VI Всерос. науч.-практ. конф. Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2016. С. 97-101.
5. Комаров А. А., Сапожников В. М. Трубопроводы и соединения для гидросистем. М. : Машиностроение, 1967. 232 с.
6. Меренков А. П., Хасилев В. Я. Теория гидравлических цепей. М. : Наука, 1985. 279 с.
7. Комплексный инженерный анализ сборной конструкции трубопроводов гидросистемы современного высокоманевренного самолета / Р. В. Кулагин,
0. Д. Стегайло, А. И. Столерман, И. Н. Гусев, И. О. Бобарика, А. И. Демидов / Вестник ИрГТУ. 2016. № 6 (113) С. 41-50.
8. Бобарика И. О., Демидов А. И. Совершенствование всасывающих линий гидросистем с учетом кавитации // Труды МАИ. 2016. № 85.
References
1. Sapozhnikov V. M., Lagosyuk G. S. Prochnost' i ispitaniya truboprovodov gidrosistem samoletov i vertoletov [Durability testing of piping and hydraulic systems of aircraft and helicopters] Moscow: Masinostroenie, 1973. 248 p.
2. Bobarika I. O., Yakhnenko M. S. [Technique solution of the problem of the pipline precast structure frequency response search with application of the finite element method] // Vestnik SibGAU. 2014. № 2 (54). P. 16-20.
3. Odelskiy E. H. Gidravlicheskiy raschet truboprovodov raznogo naznacheniya [Hydraulic calculation of pipelines for different purposes. Textbook] Minsk : Visshaya shkola, 1967. 103 p.
4. [About promising technique of omplex engineering analysis of the pipeline structure] / I. O. Bo-barika, A. I. Demidov, D. D. Beychuk // Sbornik statey VI Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Aviamashinostroenie i transport Sibiri» [A collection of articles of VI All-Russia Research and Practice Conference]. Irkutsk : Izd-vo IRNITU, 2016. P. 97-101
5. Komarov A. A., Sapozhnikov V. M. Truboprovodi i soedineniya dlya gidrosistem [Pipes and fittings hydraulic systems]. Moscow : Masinostroenie, 1967. 232 p.
6. Merenkov A. P., Khasilev V. Ya. Teoriya gidravlicheskikh tsepey [Theory of hydraulic circuits]. M. : Nauka, 1985. 279 p.
7. [Complex engineering analysis of the pipeline precast structure of modern highly maneuverable airplane] / R. V. Kulagin, O. D. Stegaylo, A. I. Stolerman,
1. N. Gusev, I. O. Bobarika, A. I. Demidov // Vestnik IrGTU. 2016. № 6 (113). P. 41-50.
8. Bobarika I. O., Demidov A. I. [Improvement suction lines of hydraulic systems taking into account cavitation] // Trudy MAI. 2016. № 85.
© Демидов А. И., 2016
УДК 629.7.038
СТЕНД ДЛЯ СНЯТИЯ ХАРАКТЕРИСТИК БЕСКОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ВКЛЮЧЕННОГО В РЕЖИМЕ ГЕНЕРАТОРА
А. Н. Емельянов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Предложен стенд для исследований и получения мощностных характеристик бесколлекторного электродвигателя, работающего в качестве генератора электрической энергии.
Ключевые слова: бесколлекторный электродвигатель, беспилотный летательный аппарат, гибридная силовая установка.
