CC BY
173
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
УДК 629.78.01
Е. В. Блинков, А. М. Шишаев Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПРИМЕНЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ В УСЛОВИЯХ РАЗРАБОТКИ И ПОСТАНОВКИ НА ПРОИЗВОДСТВО ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий) - современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем и ракетных двигателей (РД) в частности, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS.
Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно -автономными проектными организациями. Среди несомненных достижений CALS-технологий следует отметить лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др. Одна и та же конструкторская документация (КД) может быть использована многократно в разных проектах, что особенно актуально при проектировании РД, где достаточно распространено заимствование КД, а одна и та же технологическая документация -адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства [1].
За время своего существования продукция ракетно-космической техники (РКТ) эволюционирует от первоначального концептуального замысла через полномасштабную реализацию до полного списания. Эта эволюция и называется жизненным циклом.
Жизненный цикл (ЖЦ) продукции РКТ включает в себя много видов деятельности, в нем участвует большое количество различных субъектов ЖЦ (заказчики, разработчики, производители, поставщики, субпоставщики, эксплуатанты и т. д.), которые представляют различные структуры и организации. Каждый из этих субъектов, взаимодействует с другими субъектами в определенных точках ЖЦ, но, тем не менее, действует независимо, движим своими собственными целями и несет ответственность только за свою часть ЖЦ продукции.
Управление ЖЦ - это планирование и выполнение комплекса скоординированных организационных и технических мероприятий, реализуемых на протяжении всего ЖЦ с использованием управленческих, ин-
женерных и информационных технологий и направленных на оптимизацию свойств продукции РКТ по критериям эффективности, стоимости и качества. В управлении ЖЦ можно выделить две составные части, первую из которых составляет деятельность, выполняемая с использованием управленческих технологий. Эта деятельность, собственно, и направлена на решение разнообразных задач РЬМ, возникающих в ходе ЖЦ продукции РКТ. Вторая часть управления ЖЦ продукции РКТ связана с информационным обеспечением. Технологии, включающие нормативное обеспечение, методы, методики, программные и технические средства, посредством которых осуществляется информационная поддержка, представляют собой СЛЬ8-технологии.
Многообразие процессов ЖЦ и необходимость их оптимизации требуют активного информационного взаимодействия субъектов (организаций и отдельных лиц), участвующих в их осуществлении и поддержке. При производстве РД характерна многочисленность участников, высокий объем используемой и передаваемой информации. Это приводит к необходимости создания интегрированной информационной среды, в основе которой лежит применение открытых архитектур, международных стандартов, совместное использование данных и совместимых программно-технических средств [2].
Решение основных задач технологической подготовки производства (ТИП), таких как отработка изделия на технологичность, разработка технологических маршрутов и процессов, разработка специальной технологической оснастки и др. на любой стадии ЖЦ значительно упрощается и сокращаются сроки за счет абсолютного исключения «бумажной» документации и автоматизированного процесса согласования и утверждения документов на всех стадиях ЖЦ, отслеживания выполнения требований к изделию и его компонентам, накопления, хранения и обновления данных об изделии, получаемых на всех стадиях его ЖЦ, параллельной разработки конструкции изделия и системы его эксплуатации, мониторинга хода эксплуатации, позволяющего накапливать и анализировать фактические данные о надежности, расходовании ресурсов всех видов (трудовых, материальных, финансовых и др.), эффективности применения и т. д., с целью последующего использования этих данных при модернизации существующих и проектировании новых
Секция ««ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯЛА И КА»
образцов изделий РКТ, стандартизации процессов и технологий управления ЖЦ и информационного взаимодействия всех участников ЖЦ изделий РКТ на всех его стадиях, обеспечивающей единообразие действий и интерпретацию данных всеми участниками ЖЦ, а также возможность многократного использования однажды созданных данных [3].
Для решения всех этих задач организациями, специализирующимися в сфере информационных технологий, разработаны различные информационные системы, которые широко используются в промышленности. Эти системы объединены общей концепцией, которая описывает совместную рабочую среду для пользователей, позволяющую управлять, отслеживать и контролировать всю информацию, относящуюся к изделию на протяжении всего его ЖЦ. Задачи такого рода в той или иной мере уже сегодня решаются на предприятиях России в рамках конкретных проектов.
Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники. СЛЬ8-технологии призваны служить сред-
ством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему.
Из вышеизложенного очевидна актуальность развития CALS-технологий как необходимого условия обеспечения и постоянного повышения конкурентоспособности отечественной РКТ.
Библиографические ссылки
1. Концепция развития ИПИ-технологий для продукции военного назначения, поставляемой на экспорт / А. А. Суханов, О. Н. Рязанцев, С. А. Артизов, А. Н. Бриндиков, Н. И. Незаленов, А. В. Карташев, П. М. Елизаров, Е. В. Судов. М. : НИЦ CALS «Прикладная логистика», 2013.
2. Бунаков П., Широких Э. Технологическая подготовка производства в САПР / ДМК Пресс, 2012.
3. Годин Э. М. CALS-технологии в технологической подготовке производства авиакосмической техники : учеб. пособие. М. : МАИ, 2005.
© Блинков Е. В., Шишаев А. М., 2014
УДК 621.454.2;629.76;629.78
И. В. Буртылъ1 Научный руководитель - Г. Г. Крушенко1,2 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ДИСКОВ ТУРБИН ТНА ЖРД
Представлены результаты применения некоторых технологий и средств, обеспечивающих повышение качества дисков турбин, турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя.
В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) подача компонентов топлива осуществляется насосами, которые приводятся во вращение газовой турбиной. В совокупности насосы с турбиной образуют турбо-насосный агрегат (ТНА), являющийся важнейшим узлом ЖРД [1-4].
Комплектующие ТНА детали по условиям эксплуатации делятся на две группы - вращающиеся, к которым относятся вал и смонтированные на нем колеса насосов и диск турбины, и неподвижные - корпуса, внутри которых располагается вращающиеся детали ТНА ЖРД. Вращающиеся детали работают в исключительно жестких условиях [5].
Диски турбин изготовляют методом литья по выплавляемым моделям [6] из жаропрочных сплавов на никелевой основе [7], содержащие упрочняющие ин-терметаллидные у'-фазы [8]. Этим требованиям отвечают сплавы: ХН70ВМТЮ, ХН6ОЮ.
К качеству дисков предъявляются высокие требования, что вызывает их значительную отбраковку на каждой контрольной операции по причине выявлении разного рода дефектов, начиная от визуального осмотра и вплоть до рентгенопросвечивания. Применение «простых» технологических мероприятий не во всех случаях приводило к положительным результа-
там, что, по-видимому, можно объяснить незнанием всех факторов, определяющих качество отливок, в связи, с чем и был выполнен ряд исследований по повышению качества дисков.
С целью установления причин возникновения дефектов и принятия мер по их предотвращению, проведено исследование с применением метода экспертных оценок [9], основанном на априорном выявлении значения («веса») влияния отдельных факторов на возникновение тех или иных дефектов, что определяли на основании опыта специалистов, накопленного ими в предшествующей деятельности.
На основании обработки полученных данных была разработана конструкция литниково-питающей системы (ЛПС), характеризующаяся наличием шаровой прибыли со щелевым подводом в нее металла. Такая форма прибыли обладает наибольшей эффективностью в отношении питания - подвода жидкого металла к кристаллизующимся объемам отливки, что объясняется ее минимальной поверхностью охлаждения, т.е. минимально возможной потерей металлом тепла. Функция вертикальной щелевой ЛПС заключается в исключении возможного разрушения оболочки в результате динамического воздействия струи металла при заливке. В нижней части стояка ЛПС было уст-
