Дизајн на авиони: проширување на хоризонтите (Дел II)

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Во оваа статија ќе разговараме за текот на циклусот на модерен дизајн на авиони и ќе користиме пример за тоа како да ги користиме услугите на производителот на прототип за тестирање на прототип.

Вишокот на употреба на пресметковна моќ во оваа фаза се смета за бескорисен и губење време од повеќето современи инженерски научници. Многу поефикасно е да се вклучат приближни техники, кои исто така би можеле да помогнат да се намали времето потребно за извршување на параметарско моделирање. Таквите техники вклучуваат моделирање со намален ред што помага да се намали математичката сложеност на системот, а во меѓувреме гарантира дека физиката на владејачките диференцијални равенки го задржува својот интегритет.

По спроведувањето на првичната анализа, започнува да стапува во сила итеративна постапка каде што командата за резултати се менува за оптимизација во дизајнот. Оваа постапка се смета за врска помеѓу фазата на концептуален и идеен дизајн.

Дозволете ни да погледнеме детално како функционира познатиот модел Howe за Процесот на синтеза на проекти преку сумирање.

Се смета дека е продолжение на физибилити анализата, но со вклучени поголеми детали и сложеност.
Во првата фаза од овој процес е да изберете една или повеќе конфигурации.
Втората фаза е режимот на летање и изборот на електрана.

Во оваа фаза втора, за даден сет на работни услови, т.е. Мах број, итн. И турбо-реквизит, турбофан, турбофан со низок бајпас, клип-реквизит, турбомлазен, рам-џет итн, се избрани како типови на електрани.

Третата фаза се смета за избор на распоред на трупот. Деталите за носивоста често се сметаат за движечки фактор зад сцената во оваа фаза, бидејќи ова би имало подобро прво предвидување за масата на авионот.

Потоа следното доаѓа со конфигурација на крилото. Ова е сложена процедура за аеродинамичката лабораторија, бидејќи се упатени огромен број параметри. Ова е суштинска фаза за време на процесот на идејно проектирање. Зазема големо учество во испитувањето на масата на авионот и првичната проценка на подигање, влечење. Во меѓувреме, помага да се постигнат пресметки за проценка на оптоварувањето на крилата по завршувањето на последователната анализа. Теоретските равенки подесени според емпириски податоци за различни услови на летот се она за што би можеле да се применат проценките за оптоварување на Wing. Исто така, помага да се имплементира груба проценка на потисокот кон тежината.

На крајот, фазата на параметарска анализа започнува да ја игра својата улога. Димензиите на крилата и трупот се комбинираат во првата фаза за да се добијат низа резултати за секоја фаза на летот и резултираа со формирање на простор за дизајн.

За втората фаза од параметарската анализа, треба да се изберат соодветни множества на оптоварување на крилата и соодноси на потисок до тежина. Во оваа фаза, тој ги содржи избраните групи на податоци за да се пресмета вкупната маса на авионот. Комплетовите кои обезбедуваат оптимални вредности на масата се користат за креирање на судиски дизајн кој подоцна ќе се користи за длабинска анализа и евалуација.

Откако ќе се оцени дизајнот на судијата, бидејќи за возврат дава повеќе детали:

Приближни големини за контролни површини.
Поголема проценка на вредностите на подигање, влечење и маса.
Помош при комплетирање на распоредот на опремата за слетување.
Изменети пресметки за карактеристики на изведба врз основа на
Прилагодени влезни податоци и сложени методи на проценка.
Повторувањето на постапката се спроведува се додека не се исполнат критериумите за масовно конвергенција.

На крајот од фазата на дизајнирање на судиите, се спроведуваат студии за дизајн на чувствителност со цел да се препознаат критичните дизајнерски области со користење на графички или математички техники. Дополнително, синхроно се одвиваат и други акти, вклучително и дизајнирање на хидраулични, противпожарни системи, заштита од мраз, електрични и пневматски системи.

Потоа дојдовме до најинтригантниот дел – т.е. фазата на детален дизајн. Откако дизајнот е целосно дефиниран, се нарачуваат скалирани модели за тестирање од прототип на производителот, конечните цртежи врз основа на Дизајн за склопување и дизајн за производство се поставени со вистински геометрии, толеранции, топологии, димензии и спецификации на материјалот.

Детален дизајн

Во оваа фаза, главниот фокус е добивањето верификација за процедурите за проектирање кои беа наведени во претходните фази, што е и најобемната фаза од целиот процес на дизајнирање. Овозможува да се фокусираме на врвниот дизајн, прототипирање и тестирање на секој дел. Употребата на пакети за дизајн со помош на компјутер и производство со помош на компјутер се вклучени во оваа фаза, со цел да се поддржат актите за дизајнирање врз основа на податоците добиени од фазата на прелиминарниот дизајн.

Изведбите, временските трошоци, трошоците за производство и оперативните недостатоци се четирите клучни фактори што треба да се земат предвид. Со цел да се добие интегриран резултат, вклучени се два вида процедури за тестирање, кои се Тестирање на земја и тестирање во лет. Подолу се дадени подетални референци за двата вида.

Тестирање на земјата:Се состои од тестирање на тунел за ветер за да се одржат резултатите од CFD пакетите, структурните тестови, аероелектронската евалуација и проверката на системот. За да се намалат непотребните трошоци и потрошеното време, изработката на прототипови на намалени делови добро ја игра својата улога во првичното тестирање. Според бараните спецификации на материјалот од вашиот крај, квалификуван давател на услуги за прототипови ќе користи соодветна експертиза за да ја изработи структурата. Во меѓувреме, се применува професионален прототип за да биде попрецизен за анализа на ригидност, трепет, јачина и еластична стабилност, итн. Треба да се спроведат четири клучни тестови: статичко оптоварување, динамичко оптоварување, вибрациона модална анализа и анализа на трепет. Потребната точност за синтетичка евалуација помеѓу наведениот дизајн и експерименталните резултати, исто така, може да се обезбеди со стереолитграфските техники за 3D печатење кога се применуваат на скалирани делови на авиони.

Тестирање во лет: Сертифицираните агенции, кои се познати како органи за пловидбеност, се вклучени за да ги потврдат вистинските перформанси на авионот и карактеристиките на летот. Во согласност со Стандарди за пловидбеност на Федералните регулативи за воздухопловство, тие ќе го оценат дизајнот на авион врз основа на претходно поставениот дизајн и барањата за безбедност. Следниот графикон сеопфатно ги прикажува сите стандарди за пловидбеност и секоја нивна употреба.

Дозволете ни да обрнеме големо внимание на ДАЛЕКУ Дел 23 меѓу сите стандарди наведени погоре. Делот 23 е применлив за комунални, нормални и акробатски со капацитет помал од 12.500 фунти и 9 или помалку патници со максимална тежина на полетување (MTOW).

За авионите од категоријата комерцијален транспорт, т.е. Ербас А320 или Боинг 737, FAR Part 25 диктира неколку стандардни барања. FAR Дел 25 вклучува подделови кои се A, B, C, D, E и F, сите ги диктираат стандардите за различни системи и потсистеми на комерцијален транспортен авион. Покрај тоа, за роторните летала, кои најчесто се познати како хеликоптери, ДАЛЕКУ Дел 27 и 29 ги диктираат стандардите за нормална и транспортна категорија соодветно. Во оваа фаза, откако ќе се постигнат сертификатите за пловидбеност, циклусот на дизајнирање практично ќе заврши со 951 TP2T од направените трошоци за животниот циклус. Потоа следи фазата на големо производство.

Колку и да изгледа комплицирано на таков длабински преглед на циклусот на дизајнирање во авион. Сè уште е достапно добро да се постигне циклусот на дизајнирање во авион.

Во полето на воздухопловството, давањето на услугата на вистинскиот производител на прототипови е од големо значење за точноста на прототипите, особено што се наоѓаме во ерата каде влогот е превисок во однос на време и трошоци. Преземањето чекор по чекор, копањето на критичкото размислување и донесувањето зрели одлуки ќе биде плус во дизајнерскиот циклус на авиони.