Обоснование выбора параметров схемы

Выбор параметров схемы опирается на статистику. Статистические данные позволяют определить для каждого параметра примерный диапазон его значений у самолетов-прототипов. Верхняя и нижняя границы этого диапазона, как правило, ограничиваются достижением неприемлемых значений какого-либо свойства или качества самолета, например, ухудшением его аэродинамики, увеличением массы конструкции, ухудшением технологических, эксплуатационных свойств т.д. В то же время, выход за предельную границу статистического диапазона обычно повышает какие-то положительные качества и свойства самолета. Поэтому при проектировании каждого нового самолета конструктор, выбирая его основные параметры, всегда стремится выйти за освоенные границы статистического диапазона, чтобы повысив положительные качества самолета, обеспечить его более высокую эффективность. Но этот путь требует обязательного использования специальных мер и способов снижения отрицательного влияния при выборе параметра за пределом освоенного диапазона его значений. Добиться такого результата возможно только широким использованием при разработке проекта самолета новейших достижений авиационной науки и техники. Подобный путь развития авиации подтверждается и статистикой изменения основных параметров самолетов с течением времени.

В учебном проектировании перечень новых технических решений, которые предполагается использовать в данном проекте, должен быть составлен при разработке концепции проектируемого самолета.

Влияние заложенных в проект новых решений на параметры самолета можно учесть путем использования научно-технического прогнозирования при выборе наиболее важных параметров разрабатываемого самолета. Определив функции трендов для этих параметров, легко найти перспективные их значения в ближайшем будущем. Перспективный промежуток времени следует принимать не менее пяти лет.

Для параметров менее важных, не сильно влияющих на свойства и характеристики самолета, обоснование их выбора можно выполнять в такой последовательности:

¾ перечисляются характеристики и свойства самолета, на которые оказывает влияние выбираемый параметр;

¾ из этого перечня отбираются две – три характеристики, соответствующие ТТТ и занимающие наиболее высокое положение в ранжированном списке требований (раздел 2);

¾ с учетом статистики принимается величина параметра, наилучшим образом обеспечивающая выполнение отобранных требований.

Пример применения данной методики для выбора удлинения крыла λ.

1. Выбор характеристик и свойств самолета, зависящих от удлинения крыла:

¾ дальность полета L _р;

¾ аэродинамическое качество самолета К _max;

¾ взлетно-посадочные характеристики C _{ya max пос}, V _пос;

¾ максимальная скорость V _max; крейсерская скорость V _кр;

¾ масса крыла;

¾ жесткость крыла.

2. Выявление определяющих характеристик, зависящих от назначения самолета:

¾ для пассажирских, транспортных и других самолетов большой дальности определяющими являются дальность полета (нижняя граница λ), а также масса и жесткость крыла (верхняя граница λ);

¾ для самолетов того же типа, но малой дальности нижнюю границу определят взлетно-посадочные характеристики, верхнюю – масса крыла;

¾ для истребителя верхнюю границу определит максимальная скорость, а нижнюю – маневренные или взлетно-посадочные характеристики.

3. Используя статистические графики λ (L _р ) или λ (V _кр ) и др. выбирается численное значение удлинения крыла λ.

В реальном проектировании выбор параметров схемы самолета, как и других его обликовых параметров, ведется путем их оптимизации с использованием математического моделирования и компьютерных программ автоматизированного проектирования ([1], [31]). На ранних стадиях разработки проекта самолета обычно используются упрощенные методы оптимизации, которые позволяют находить частные оптимумы отдельных параметров. В этом случае варьируются один или два параметра, а все остальные «замораживаются» и считаются постоянными. В качестве критериев оценки в этом случае обычно используются значения взлетной массы самолета, массы конструкции его агрегатов, для транспортных и пассажирских самолетов – себестоимость перевозок. В работе [24], с.70–78, приводятся результаты подобной частной оптимизации некоторых наиболее важных параметров крыла, фюзеляжа, силовой установки и даются рекомендации по их выбору, которые могут использоваться для обоснования принятых численных значений этих параметров.