CC BY
14
УДК 658.512.26 (035)
ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТРАНСПОРТНОГО САМОЛЕТА ЗА СЧЕТ МОДЕРНИЗАЦИИ МОНТАЖА СИСТЕМЫ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Евгений Александрович Панков
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, магистрант кафедры наносистем и оптотехники, тел. (903)076-49-33, e-mail: emailpankov@gmail.com
Татьяна Вячеславовна Ларина
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры метрологии и технологии оптического производства, тел. (383)361-07-45, е-mail: kaf.metrol@ssga.ru
Елена Юрьевна Кутенкова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры метрологии и технологии оптического производства, тел. (383)361-07-45, е-mail: kaf.metrol@ssga.ru
В статье рассмотрен процесс повышения технологичности разработки транспортного самолета за счет внедрения электронного моделирования.
Ключевые слова: повышение технологичности, электронное моделирование. PROCESSABILITY IMPROVEMENT OF TRANSPORT AIRCRAFT CONSTRUCTION
Evgeny A. Pankov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., undergraduate of the Department of Nanosystems and Optical Devices, tel. (383)361-07-45, e-mail: emailpankov@gmail.com
Tatiana V. Larina
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., senior teacher of the Department of Metrology and Technologies of Optical Production, tel. (903)076-49-33, e-mail: kaf.metrol@ssga.ru
Elena Yu. Kutenkova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., senior teacher of the Department of Metrology and Technologies of Optical Production, tel. (383)361-07-45, e-mail: kaf.metrol@ssga.ru
The process of processability improvement of transport aircraft development due to the introduction of electronic simulation is described.
Key words: processability improvement, electronic simulation.
Задача обеспечения технологичности продукции является одной из важнейших и сложнейших, из тех которые приходится решать в процессе изготовления продукции [1]. В настоящее время, на производстве, стараются макси-
мально перейти к электронному документообороту и проектированию с использованием систем автоматизированного проектирования (САПР), в том числе для того, чтобы обеспечивать отработку на технологичность.
Внедрение электронного моделирования позволит перейти на принципиально новый уровень проектирования, улучшить качество и повысить скорость разработок изделий. Вариантом применения информационных технологий является полный электронный макет изделия, который представляет собой взаимоувязанную совокупность трехмерных моделей деталей, узлов, агрегатов и систем. Трехмерное моделирование за счет возможности углубленной проработки проекта в целом открывает перспективу создания высококачественной продукции в сжатые сроки.
За счет использования электронного моделирования разработан монтаж системы воздушного охлаждения (СВО) в контейнере РЛС (рис. 1).
Рис. 1. Схема системы воздушного охлаждения
Использование электронного моделирования (ЭМ) позволяет значительным образом уменьшить затраты на опытно-конструкторскую разработку, за счет исключения этапа плазовой увязки; повысить скорость разработки и внедрения новых компонентов; на стадии моделирования быстро вносить необходимые изменения; на любой стадии видеть всю сборку в целом; произвести мгновенный расчет массы, центра тяжести, металлоемкости и др.; упростить газодинамический расчет в специальных программах; произвести прочностной расчет методом конечных элементов; и в конечном итоге уменьшить затраты на производство.
Работа подразумевает выполнение полноценной электронной сборки системы воздушного охлаждения электроники в контейнере РЛС, т. е. создание электронных моделей всей обстановки (теплообменника, трубопроводов, мелких деталей).
Электронная модель - информация в электронном виде (созданная и поддерживаемая средствами САПР), содержащая трехмерное геометрическое описание и другие данные, необходимые для изготовления и контроля изделия (детали, сборочной единицы). Электронная модель сборки - ЭМС, содержащая ЭМ входящих в ее состав сборочных единиц, деталей, покупных и стандартных изделий, составляющих конструкцию сборочной единицы, и другие данные, необходимые для сборки и контроля. Модернизация СВО выполняется в связи с планирующимся запуском на заводе-изготовителе перспективного контейнера радиоэлектронной борьбы (РЭБ).
У опытного образца была изменена внутренняя компоновка, что потребовало переконструирования системы воздушного охлаждения. Электронный макет изделия используется для конструкторской проработки, для различных видов анализа, для технологической подготовки производства, и для самого производства. Это исключает всевозможные ошибки и неточности на любых стадиях жизненного цикла изделия и значительно повышает качество продукции.
В настоящее время, на производстве, стараются максимально перейти к электронному документообороту и проектированию с использованием САПР, что позволяет полностью отказаться от плазовой увязки сложных конструкций. Внедрение ЭМ позволит повысить качество и скорость работы. При серийном выпуске самолета, простой производства из-за неувязки деталей, влечет материальные убытки, срывы планов и невыполнения госзаказа.
Ранее, по результатам эксплуатации опытных контейнеров схожей конструкции, прошедших опытную эксплуатацию у заказчика, учитывая новые технологические и технические требования, а также новую элементную базу радио электронного оборудования и как следствие изменение начальной компоновки контейнера, встал вопрос о разработке новой СВО. Исполнители имеют полный доступ ко всем необходимым инструментам и документации. Проводилось множество опросов рабочих, сборщиков, технологов, что позволило выявить минусы конструкции и внести ясность в направление технологического усовершенствования.
В настоящее время существует два способа конструкторской разработки СВО: плазовая отработка и метод электронного моделирования.
Плазовая отработка подразумевает выполнение 2D чертежей на бумажном носителе или в компьютерной среде (AutoCAD, Компас 3D и т.п.). После выполнения чертежей, они отправляются в производство и там начинают выполнять опытные образцы изделий и сборок, одновременно находя все неувязки и возможные неточности. После этого, все замечания собираются и отправляются обратно, для повторной разработки 2D чертежей, с учетом всех замечаний и неувязок.
Метод электронного моделирования - электронный макет изделия становится эталоном хранения геометрической информации об изделии и используется как средство пространственной увязки сопрягаемых элементов конструкции. Формирование электронных макетов деталей и сборочных единиц осуществляется конструкторами с использованием объектно-ориентированных систем и баз данных типовых и стандартизованных элементов конструкции (подсечки, рифты, отверстия, вырезы, крепежные элементы и т. д.). В создании электронного макета изделия участвуют технологи, которые в режиме группового использования данных проводят отработку технологичности изделия и дают рекомендации по изменению его конструкции.
Для модернизации СВО использовался метод электронного моделирования. Этот метод использует два основных инструмента:
- TeamCenter Engineering (TcEng): Система типа PDM (Produc Data Management), предназначенная для управления проектными данными и связанными с ними процессами, служащая единой средой управления данными об изделии в электронном виде (рис. 2).
- Siemens NX 8.1 - это интерактивная система, предназначенная для автоматизированного проектирования, изготовления и расчетов изделий. NX является системой трехмерного моделирования, в которой инженер может создавать изделия любой степени сложности.
В конструкцию воздушного охлаждения было решено ввести специальный испарительный теплообменник. Внутри корпуса находится кассета со множеством прокладок из специальной бумаги с отверстиями. Перед вылетом теплообменник наполняют водой, чтобы бумага набрала влагу, после чего жидкость сливается. При полете, через воздухозаборник, из внешней среды воздух попадает внутрь теплообменника и, проходя через множество слоев влажной бумаги охлаждается, далее идет через влагоотделитель по трубопроводам непосредственно к электрооборудованию. Одного «заряда» теплообменника хватает на
Изделие
Ревизия А Ревизия Б—
- Файл геометрии NX
- Наборы данных
(PDF, PNG. DWG. D0CX и dpi
- Технические требования
- Материалы
- Выпущенные документы
Рис. 2. Схема изделия в системе Team Center
выполнение одного полета. Главный принцип разработки электронного макета конструкции состоит в том, что подлинником документации является электронный макет проектируемого изделия на всех стадиях его разработки и передачи в серийное производство.
В качестве отчетов по мере необходимости, генерируется упрощенный чертеж, на котором размещают один из видов ЭМ, наиболее подходящий для визуального представления и основную надпись. В таком случае «рабочим инструментом» служит не спецификация изделия, а его структура. Спецификация же, как и чертеж, является отчетной документацией только по конкретной конфигурации. При этом структура изделия содержит в себе все возможные конфигурации и варианты исполнения, модификации этого изделия. Именно со структурой изделия на всех стадиях его создания должны работать и конструктор, и технолог. Соответственно, изменения проводятся только на электронном макете, а чертежи, если они необходимы, просто распечатываются заново.
Трубопроводы используются для подвода охлажденного воздуха к потребителям. Ранее для изготовления подобных труб использовались шаблоны и ручной труд, что отнимало много ручного времени и имело низкую точность. В настоящее время в качестве эталона при производстве используется электронная модель. Разработка моделей труб ведется на основании сборки, созданной отделом электронной компоновки. В процессе конструирования, места закрепления электронных компонентов могут изменяться, соответственно меняются и трубопроводы охлаждения. Все изменения отображаются в общей сборке. Была разработана ЭМ СВО (рис. 3) с использованием ЭМ каркаса контейнера для увязки деталей. Возможное увеличение затрат на разработку ЭМ, относительно 2D чертежей, полностью компенсируется отсутствием необходимости плазовой увязки деталей и сборок на заводе-изготовителе.
Рис. 3. Итоговый результат модернизации СВО
Большинство рутинных операций будут выполняться быстрее, уменьшатся сроки выполнения работ, может быть изменен порядок выдачи заданий и согласований, а высвободившиеся сотрудники будут задействованы в других работах. Поменяется процедура обмена данными между специалистами - все изменения будут доступны в электронном виде для каждого участника проекта в режиме реального времени. При внедрении трехмерного проектирования от-
падет необходимость в части согласований. В конкретном случае, за счет внедрения электронного моделирования повысится как общая технологичность транспортного самолета, так и трудоемкость работы на стадиях конструкторской и технологической подготовки производства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Повышение технологичности конструкции транспортного самолета // Е. А. Панков, Т. В. Ларина, Е. Ю. Кутенкова // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Сиб0птика-2016» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. - С. 100-104.
2. Петров П. В., Кутенкова Е. Ю. Отработка чертежей деталей на технологичность : учеб.-метод. пособие. - Новосибирск : СГГА, 2012. - 151 с.
© Е. А. Панков, Т. В. Ларина, Е. Ю. Кутенкова, 2017
