CC BY
303
УДК 629.7.01
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ РАКЕТЫ НОСИТЕЛЯ В CAD СИСТЕМЕ CREOPARAMETRIC
В. Г. Маханьков, М. Г. Маньков Научный руководитель - 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. DESIGN 2nd STAGE ROCKET IN CAD SYSTEM «CREO PARAMETRIC»
V. G. Makhankov, M. G. Mankov Scientific supervisor - 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 создание 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. Используя модульную конструкцию, максимально упрощается процесс проектирования нового РН. С помощью современных систем автоматизированного проектирования (САПР) существенно снижается стоимость и время на проектирование нового изделия.
Одной из таких систем является Creo Parametric, которая относится к CAD системам верхнего уровня, позволяющая проводить полный комплекс работ, связанных с проектированием изделия.
К основным проектным параметрам (ОПП), влияющих на геометрию конструкции РН относят: стартовую тяговооруженность, высоту целевой орбиты, характеристики двигательных установок, масса полезной нагрузки.
На этапе эскизного проектирования двухступенчатого носителя, задаются ОПП. Стартовая тяговооруженность изменяется в определённых пределах, двигательная установка подбирается исходя из высоты целевой орбиты и совокупности масс РН и требуемой полезной нагрузки. Высота целевой орбиты является фиксированным параметром. Вследствие того, что тяговооруженность, высота орбиты и характеристики двигательных установок полностью определяют параметры РН, масса полезной нагрузки является уточняемым параметром, и определятся в процессе расчета по первым трём 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;
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1
2) по результатам расчета, полученная информация используется для дальнейшей работы в САПР CreoParametric;
3) разработка и параметризация каркасной модели изделия;
4) разработка и параметризация каркасных моделей отсеков;
5) проектирование базовой геометрии проектируемого носителя.
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 • ^, (1)
где Лдн - радиус днища; йм - диаметр миделя. Аналогичным образом заданы геометрические размеры других элементов. Диаметры магистральных труб подачи компонентов топлива рассчитываются, исходя из объемного расхода топлива применяемой двигательной установки и т. д.
МоЗель 2и спупени\
_______I
Рис. 1. Структура сборки
Проектируя двухступенчатую РН, используя принципы «Ассоциативности», «Нисходящего проектирования» и унификации конструкции появляются 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. Основы проектирования и возможности CreoParametric 2.0 / ОАО «Крас-маш». Красноярск, 2014. 59 с.
© Маханьков В. Г., Маньков М. Г., 2015
