Вас вітає Інтернет конференція!
Вітаємо на нашому сайті
ТЕХНІЧНА ПІДГОТОВКА ВИРОБНИЦТВА ЛЕГКОГО ЛІТАКА
08.10.2024 11:32
[3. Технічні науки]
Автор: Воробйов Юрій Анатолійович, доктор технічних наук, професор, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», м. Харків; Богач Олексій Анатолійович, аспірант, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», м. Харків
ORCID: 0000-0001-6401-7790 Воробйов Ю.А.
Під легкими літаками Федеральна авіаційна адміністрація США (FAA) і авіаційна адміністрація Євросоюзу (EAA), і Державна авіаційна служба України розуміє літаки з максимальною злітною масою не більше 5700 кг і числом пасажирів (без урахування екіпажу) не більше 9 осіб [1, 2]. Зазвичай екіпаж включає 1–2 пілоти, таким чином загальна місткість літака не перевищує 11 осіб.
Технічна підготовка виробництва літаків являє собою єдину систему, яка включає в себе конструкторську, технологічну й організаційну підготовки виробництва та діє до зняття літака з виробництва [3].
Основним завданням конструкторської підготовки виробництва (далі – КПВ) є створення комплекту креслярської (електронної) документації для виготовлення й випробування макетів, дослідних зразків (дослідної партії), установлювальної серії і документації для сталого серійного виробництва нових виробів з використанням результатів прикладних науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт (далі – НДР і ДКР) відповідно до вимог технічного завдання (далі – ТЗ).
Зміст і порядок виконання робіт на цій стадії системи створення й освоєння нової техніки регламентуються державним стандартом про єдину систему конструкторської документації, якій визначає такі стадії КПВ, як ТЗ, технічна пропозиція, ескізний, технічний та робочий проєкти.
ТЗ є вихідним документом, на основі якого здійснюється вся робота з проєктування нового виробу. Воно розробляється на проєктування нового виробу за дорученням або підприємства-виробника продукції і погоджується з замовником (основним споживачем), або замовника. У ТЗ визначається призначення майбутнього виробу, ретельно описуються його технічні й експлуатаційні параметри і характеристики: продуктивність, габарити, швидкість, надійність, довговічність й інші показники, обумовлені характером роботи майбутнього виробу. У ньому також містяться відомості про характер виробництва, умови транспортування, зберігання і ремонту; рекомендації з виконання необхідних стадій розробки конструкторської документації та її складові; техніко-економічного обґрунтування й інші вимоги.
На основі виконаних авторами НДР і ДКР, результатів вивчення патентної інформації, маркетингових досліджень, аналізу наявних аналогічних моделей і умов їхньої експлуатації було розроблено наступне ТЗ на проєктування двомісного легкого літака [4].
Основні льотно-технічні характеристики літака: довжина літака – 6,36 м; висота літака – 2,66 м; розмах крила літака – 9,5 м; максимальна злітна вага – 600 кг; крейсерська швидкість – 160 км/год.; максимальна швидкість польоту – 185 км/год.; мінімальна швидкість горизонтального польоту – 100 км/год.; максимальна висота польоту –3 000 м; практична дальність польоту – 300 км; максимальна тривалість польоту – 60 хв.
Очікувані умови експлуатації: температура повітря біля землі: –25…+50 °С; максимальні складові швидкості вітру біля землі при зльоті та посадці: зустрічна складова – 10 м/с; попутна складова – 5 м/с; бічна складова (ІВПП, µ≥0,6) – 6 м/с; бічний порив вітру – 7,5 м/с; експлуатаційний мінімуми погоди: мінімум для зльоту – дальність видимості на злітно-посадкових смугах (далі – ЗПС) щонайменше 200 м; мінімум для посадки – дальність видимості на ЗПС щонайменше 2000 м, висота хмарності щонайменше – 200 м.
Експлуатаційні фактори: максимальна висота аеродрому над рівнем моря – 800 м; типи ЗПС: ЗПС зі штучним та ґрунтовим покриттям; міцність ґрунту ЗПС не нижче 0,4 МПа; мінімальні розміри ЗПС 15×250 м.
Особливості застосування літака: дозволяється виконання польотів вдень, за правилами візуального польоту, над рівнинною та гірською місцевістю місцевих повітряних ліній.
Виходячи з тактико-технічних вимог до літака, що проєктується, і аналізу статистичних даних, обрано схему вільнонесучого моноплана з низькорозташованим, прямим крилом (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема літака
Аеродинамічна схема літака, що проєктується – класична, тобто, горизонтальне оперення (далі – ГО) знаходиться позаду крила. Перевагою даної схеми є те, що крило працює в чистому незбуреному потоці, який плавно обтікає його. До недоліків можна віднести роботу ГО у скошеному потоці, внаслідок чого знижується його ефективність [5].
Двигун поршневий. Він дозволяє отримати найменші питомі витрати палива та найбільшу тягу в заданому діапазоні швидкостей та висот польоту, володіючи при цьому меншими рівнями шуму та вібрацій. Кількість двигунів на літаку – один, розташований він у носовій частині фюзеляжу.
ГО розташоване на фюзеляжі. Це призводить до погіршення бічної стійкості літака за великих кутів атаки, оскільки оперення потраплятиме в супутній струмінь від крила. У зв’язку з цим площу вертикального оперення (далі – ВО) було збільшено.
Уздовж задньої кромки крила встановлена механізація (закрилки).
Схема шасі – триопорна з носовою опорою. Воно забезпечує більш ефективне гальмування при пробігу, суттєво зменшується можливість «козління» та повністю виключається явище капотування літака, покращує огляд при зльоті-посадці для пілотів. Крім цього схема шасі з носовою опорою має кращу стійкість при русі по аеродрому. Але з’являється можливість виникнення коливань, що самозбуджуються, «шимі». Однак шасі, виконане за такою схемою, має більшу масу.
Розраховано злітна маса літака у трьох наближеннях. Обрано двигун Rotax 912IS2 за найближчою більшою потужністю до розрахункової потужності, а також за використанням у деяких літаках-аналогах.
КПВ – це дуже трудомісткий процес. Тому для зменшення її трудомісткості та циклу виконання використано сучасна CAD-система. При цьому трудомісткість КПВ склала 14 169,7 люд.×год. [4].
Розроблено у системі CATIA V5R18 майстер-геометрії а також моделі розподілу простору основних агрегатів літака: фюзеляжу, крила, ГО, ВО.
На рис. 2 як приклад надано майстер-геометрія фюзеляжу.
Розраховано навантаження, що діють на агрегати літака та геометричні параметри конструктивних елементів, підібрано матеріали для їх виготовлення.
Рисунок 2 – Майстер-геометрія фюзеляжу літака
Технологічна підготовка виробництва (далі – ТПВ) починається лише трохи пізніше, ніж КПВ, за паралельно-послідовною схемою, коли можна говорити про етапи, де превалює КПВ, і про етапи, де більшу частину займає ТПВ.
ТПВ включає наступні роботи.
1. Відпрацювання конструкції на технологічність при проєктуванні літака, виготовленні його дослідних зразків та перших серій. Внаслідок виконання цих робіт забезпечується серійний рівень технологічності конструкції з прийнятними техніко-економічними показниками виробництва.
2. Розроблення директивних технологічних матеріалів (далі – ДТМ): схеми членування літака, характеристику основних технологічних процесів (далі – ТП) за видами робіт, а також відомості про унікальні об’єкти конструкції, для яких потрібні нові ТП, обладнання, оснащення; рекомендації щодо схем ув’язування оснащення, схем і методів складання, з реконструкції цехів заводу та деякі інші технологічні відомості.
3. Проєктування та виготовлення контрольно-еталонного оснащення (шаблонів, макетів, еталонів, контреталонів, монтажних еталонів та ін.).
4. Проєктування ТП, їх технічне нормування, визначення трудомісткості за видами робіт, агрегатів та літака в цілому.
5. Проєктування та виготовлення ЗТО та контролю.
На рис. 3 надано цифрова 3D-модель (а) та електронне складальне креслення (б) стапелю складання фюзеляжу.
а
б
Рисунок 3 – Цифрова 3D-модель (а) та електронне складальне креслення (б) стапелю складання фюзеляжу
Організаційна підготовка виробництва (далі – ОПВ) передбачає розроблення розрахункових та графічних документів для організації економічно та технічно рентабельного серійного виробництва заданих виробів:
1) обґрунтований вибір форми організації праці в цеху;
2) визначення з урахуванням трудомісткості та об’єму випуску виробів кількості робітників, потреби у ЗТО, засобах механізації, виробничих приміщеннях, матеріалах, напівфабрикатах;
3) розподілення всього обсягу робіт із виготовлення літака по цехах основного виробництва;
4) складання раціональних схем вантажопотоків у цеху та засобів транспортування предметів праці;
5) розроблення планування цеху (рис. 4) або документації на реконструкцію цехів заводу під новий літак та графіків постачання виробництва усіма необхідними видами ресурсів.
Рисунок 4 – Промисловий складальний комплекс для виробництва двомісного легкого літака
Таким чином у роботі надано склад дій з технічної підготовки виробництва літаків а також наведено результати технічної підготовки виробництва двомісного легкого літака.
Література
1. Code of Federal Regulations 14 (14CFR). Part 23. (FAR-23) Airworthiness standards: normal, utility, acrobatic and commuter airplanes [Electronic resource]. – Available at: https://www.faa.gov/aircraft/air_cert/designapprovals/small_airplanes/small_airplanes_regs (accessed 2 October 2024).
2. Part 23 – Airworthiness standards: Normal category airplanes [Electronic resource]. – Available at: https://aviation-regulations.com/part/23 (accessed 2 October 2024).
3. Технологія виробництва літальних апаратів: Підручник: у 2 кн. – Кн. 2. Технологія складання літальних апаратів [Текст] / Ю. М. Терещенко, Л. Г. Волянська, К. А. Животовська та ін. ; За ред. Ю. М. Терещенка. – К. : Книжкове вид-во НАУ, 2006. – 492 с.
4. Безплазовий метод конструкторської підготовки виробництва літаків авіації загального призначення [Текст] / Ю. А. Воробйов, А. М. Гуменний, О. А. Богач // Авіаційно-космічна техніка i технологія. – 2024. – № 5 (199). – С. 78–89.
5. McCormick B. W. Aerodynamics, Aeronautics and Flight Mechanics. New York : Wiley, 1995. 652 p.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Інші наукові праці даної секції
-
ЗАХИСТ МОРСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА ВІД ЗАБРУДНЕНЬ ВИХЛОПНИМИ ГАЗАМИ СУДНОВИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК
08.10.2024 12:09 -
ДІАГНОСТИКА СВІТЛОВИХ ПАРАМЕТРІВ СВІТЛОСИГНАЛЬНИХ ВОГНІВ
06.10.2024 12:49 -
ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ВДЯГАННЯ І ЗНЯТТЯ ВЗУТТЯ: НОВІ ПІДХОДИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ
06.10.2024 12:06 -
STUDY OF HUMIC SUBSTANCES AS REAGENTS FOR THE PURIFICATION OF CONTAMINATED WATER
05.10.2024 15:33
Конференції
Конференції 2024
Конференції 2023
Конференції 2022
Конференції 2021
