К выбору схемы самолета

Функциональный подход

Наиболее плодотворные результаты дает при синтезе схемы функциональный подход. Значение выбора рациональной схемы для достижения максимальной эффективности самолета поясняется рисунками 1, 2, 3. Необходимость формализации и автоматизации таких этапов проектирования самолета как «выбор схемы» и «компоновка» поясняется на рис. 4.

Для проведения функционального анализа необходимо построить циклограммы функциональной загрузки основных агрегатов самолета в процессе выполнения полета (рис. 5). Эти циклограммы показывают, насколько каждый агрегат интенсивно выполняет свою основную функцию.

Например, какова потребная тяга двигателя на этом этапе полета по сравнению с максимально возможной тягой на этой скорости и высоте. Аналогично, для крыла коэффициент функциональной загрузки определяется как отношение потребной площади крыла для заданного режима полета к ее реальному значению на данном самолете. Как видим, коэффициенты функциональной загрузки агрегатов по времени полета крайне неравномерны и в основном далеки от 1. а ведь это, по существу, КПД агрегата в процессе полета (1=100%).

Но ведь агрегаты могут «помогать» друг другу !!!... Например, на посадке S_крыла используется полностью, а двигатель недогружен. Отсюда возможные технические решения: отклоняемый вектор тяги; энергетическая механизация крыла и т. д.

Таким образом, в процессе анализа графиков на рис. 5 можно устранить геометрическую и энергетическую избыточность ЛА путем взаимозамещения функций агрегатов и, тем самым, повысить его эффективность.

Провести функциональный анализ помогает классификация агрегатов самолета по функциональному признаку (рис. 6). В отличие от общепринятой агрегатно- конструктивной классификации, агрегаты могут повторяться в ней несколько раз. Например, крыло кроме основной функции – создания подъемной силы - может выполнять функции размещения грузов (контейнеризант), конструктивной связи агрегатов и т.п. В настоящее время разработаны формальные методы, позволяющие определить наиболее предпочтительные варианты взаимозамещения функций агрегатов и систем самолета.

Пример функционального анализа для рекордного самолета «Вояджер» показана на рис. 7 ^а, 7 ^б. Видно как различные агрегаты расширили свои функции. Например, ГО не только обеспечивает устойчивость и управляемость самолета, но и создает подъемную силу и замыкает конструктивно гондолы с фюзеляжем. Вариант модификации самолета Су-27, разработанный с применением описанной методики, показан на рис.8.

Пример использования функционального подхода для модификации схемы самолета Су-27

Дата добавления: 2014-11-20