Проектирование экраноплана схемы «Утка» с учётом интерференции его несущих поверхностей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Проектирование и производство летательнъхаппаратов, космические исследования и проекты

сятся результаты каждого этапа анализа. В результате, выбранная конструктивная компоновка сборочной оснастки соответствует разработанной сборочной схеме базирования и обеспечивает заданную точность сборки.

Таким образом, предложенный метод позволяет формализовать процесс разработки сборочной схемы базирования и выбора конструктивной компоновки сборочной оснастки для изделий самолетостроения. Метод основан на использовании координатной модели - дискретной модели изделия, построенной на основе его твердотельной модели в СЛБ-системе. Полученная схема компоновки сборочной оснастки отвечает требованиям точности базирования и жесткости фиксации деталей изделия при сборке, технологичности конструкции сборочной оснастки. Применение формализованной модели позволяет накапливать статистические данные по вариантам проектных решений и модернизировать соответствующую

экспертную систему. Данные координатной модели могут использоваться при автоматизированном изготовлении элементов сборочной оснастки, выполнении безэталонного монтажа оснастки и при автоматизированной сборке изделия.

Библиографический список

1. Современные технологии агрегатно-сборочного производства самолетов / А. И. Пе-карш, Ю. М. Тарасов, Г. А. Кривов и др. М. : Аграф-пресс, 2006.

2. Ахатов, Р. Х. Автоматизация проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства : учеб. пособие / Р. Х. Ахатов. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2007.

3. Ахатов, Р. Х. Формализованный метод выбора и анализа сборочных баз в самолетостроении / Р. Х. Ахатов, К. А. Однокурцев // Вестник СибГАУ. Вып. 2 (23). 2009.С. 232-237.

R. H. Ahatov, K. A. Odnokurtsev Irkutsk State Technical University, Russia, Irkutsk

THE FORMALIZED SELECTION OF ASSEMBLY EQUIPMENT DESIGN ARRANGEMENT IN AIRCRAFT CONSTRUCTION

The research refers to automation of aircraft assembly planning. The versatile coordinate model is proposed to simplify aircraft assembly datum surfaces modeling. Several methods and algorithms of coordinate model's use are also devised. They should be applied to locate assembly datum surfaces and to select assembly equipment design arrangement.

© Ахатов Р. Х., Однокурцев К. А., 2009

УДК 629.7.01

И. О. Бобарика

Иркутский государственный технический университет, Россия, Иркутск

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКРАНОПЛАНА СХЕМЫ «УТКА» С УЧЕТОМ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ЕГО НЕСУЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

При проектировании экранопланов схемы «утка» возникают серьезные затруднения в связи с существенной отрицательной интерференцией несущих поверхностей, вызванной характерной их установкой, что в совокупности с другими факторами лишает аппараты данной схемы возможного преимущества в подъемной силе над экранопланами иных схем. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют учесть взаимовлияние и выработать рекомендации по выбору конструктивных параметров проектируемого экраноплана для реализации основных преимуществ аэродинамической схемы «утка».

При проектировании летательного аппарата (ЛА) процесс выбора конструктивных параметров происходит поэтапно с постоянным их уточнением на каждом из этапов проектирования. Однако общая концепция аппарата закладывается на этапе анализа технического задания и выбора концепции.

Результаты, полученные в ходе исследований [1], можно использовать как на этапе эскизного проектирования, так и на более ранних стадиях. При этом, полученные результаты дают возможность корректировки соотношений масс и размеров различных частей проектируемого аппарата с учетом улучшений свойств несущей системы и

Решетневские чтения

для его усиления, что, в свою очередь, сказывается на общих характеристиках проектируемого аппарата [2].

При проектировании несущей системы ЛА [3; 4] во избежание затенения одной несущей поверхностью (НП) другой и, как следствие, отрицательной интерференции, принято выбирать такое их взаимное расположение, при котором во всем диапазоне углов тангажа аппарата спутная струя передней НП оказывает наименьшее влияние на характер обтекания задней НП при обеспечении необходимого запаса устойчивости и управляемости. Применительно к экранопланам схемы «утка», где обе НП не разнесены (или разнесены незначительно) по высоте и затенение неизбежно, НП в большинстве случаев выполняются сильно разнесенными в продольной плоскости для диссипации отрицательной интерференции и обеспечения самостабилизации [4].

Результаты исследования показывают, что в качестве рационального взаимного расположения НП возможно такое расположение, при котором, наоборот, крыло располагается в ближнем следе за ПГО, где вихревая пелена еще не свернута, таким образом, что СХ крыла значительно уменьшается при относительном постоянстве его СY, что приводит к увеличению аэродинамического качества до 20 %. Зафиксированный положительный эффект достигается согласно алгоритму [1] при соблюдении условия устойчивости аппарата за счет обеспечения межкрыльевого расстояния L < ¿пш, где Ьпго - хорда ПГО, и незначительно -го разнесения НП по отстоянию в соответствии с условием

НПГО2 > Hm,

где НПГО2 - абсолютная высота задней кромки ПГО над экраном; Нкр1 - абсолютная высота носка крыла над экраном.

В соответствии с проведенными исследованиями, при рациональном взаимном расположении НП отсутствует необходимость в фюзеляже большого удлинения (аппараты А. Н. Панченкова

серии АДП [4]), что уменьшает массу конструкции фюзеляжа тФ. Кроме того, уменьшение длины фюзеляжа уменьшает и длину магистралей различных систем экраноплана, а следовательно, и массу оборудования и систем аппарата.

Определенное в ходе исследования рациональное взаимное расположение несущих поверхностей позволяет уменьшить удлинение фюзеляжа ХФ за счет меньшего расстояния между НП, что, в свою очередь, уменьшает тФ и его профильное сопротивление. Кроме того, меньшее удлинение фюзеляжа позволяет разместить агрегаты и грузы ближе к центру тяжести и определяет меньший диапазон центровок в зависимости от загрузки и, как следствие, меньшую потребную площадь управляющих поверхностей несущей системы. Однако стоит заметить, что речь идет не об уменьшении пассажирской или грузовой кабины, а об уменьшении подкапотных пространств и количества вынужденных «мертвых» отсеков фюзеляжа. Таким образом, массу конструкции фюзеляжа возможно снизить на 10-15 %, что дает возможность увеличения полезной нагрузки. Таким образом, суммарное изменение массы конструкции аппарата может составлять до 20 %.

Библиографический список

1. Бобарика, И. О. Выбор рационального взаимного расположения несущих поверхностей экрано-плана схемы «утка» / И. О. Бобарика, И. Н. Гусев // Вестник СибГАУ : в 2 ч. Ч. 1. Вып. 1(22). 2009. С. 73-77.

2. Гусев, И. Н. Выбор рациональных конструктивных параметров экранопланов, движущихся на малых отстояниях от опорной поверхности : дис. ... канд. техн. наук / И. Н. Гусев. Иркутск, 1983.

3. Экранопланы. Особенности теории и проектирования / А. И. Маскалик, Б. А. Колызаев, В. И. Жуков и др. СПб. : Судостроение, 2000.

4. Панченков, А. Н. Экспертиза экранопланов / А. Н. Панченков, П. Т. Драчев, В. И. Любимов. Н. Новгород : Поволжье, 2006.

I. O. Bobarika Irkutsk State Technical University, Russia, Irkutsk

DESIGNING WINGS-IN GROUNG EFFEKT CRAFT OF THE «DUCK» SCHEME WITH THE ACCOUNT OF THE INTERFERENCE OF ITS BEARING SURFACES

Designing of wings in ground effect crafts of the «duck» scheme arises serious difficulties in connection with the essential negative interference of bearing surfaces caused by their characteristic installation that in aggregate with other factors deprives devices of the offered scheme ofpossible advantage in a carrying power over wings in ground effect crafts of other types. However, theoretical and experimental research has given the opportunity to consider interference and to develop recommendations for choice design data projected wings in ground effect craft for realizations of the basic advantages of the «duck» aerodynamic scheme.

© Бобарика И. О., 2009