|
|
|
Общие принципы ТЭА и выбора двигателя самолета |
|
сталей и сплавов., что приводит к росту материалоемкости, трудоемкости, увеличению стоимости оборудования. оснастки, других показателей, определяющих уровень себестоимости двигателя. Следовательно ФХ двигателя через материалы, конструкцию и технологию влияют на стоимость двигателя.
Основными ФХ двигателя Р0 и удельная тяга Рв , весовая отдача Рm и расход топлива С, Сеф. В процессе проектирования двигателя при заданном значении Р0 стремиться максимизировать Рв. Рm и минимизировать Се и Сеф Тогда интегральная обобщенная характеристика эффективности самолета Wg будет
Wg=Pв Рm | Cе Сеф
(3)
Очевидно, max Wg приводит к развитию ОКП и росту ТТХ самолета, однако вместе с тем возрастает и удельная стоимость двигателя Сро , а следовательно и стоимость самолета. Поэтому требуется полный анализ “стоимость-эффективность” самолета. Этот анализ позволит сократить размерность задачи, оставив для дальнейшего рассмотрения лишь варианты принадлежащие кривой Wg-Cро
Получение промежуточных локальных оптимумов (субоптимальных вариантов двигателя) сокращает затраты машинного времени на синтез-анализ вариантов самолетов и делает более наглядной перевод кривой Wg-Cсв в кривую U-Cсв
ЭФФЕКТИВНОСТЬ САМОЛЕТА,
ЕЕ СТРУКТУРА И РАСЧЕТ
Эффективность самолета рассматриваемого типа характеризует его способность к уничтожению самолета условного противника в воздушном бою
U - количественная мера эффективности (вероятность поражения цели в одном вылете)
Парный воздушный бой может быть представлен из двух фаз. На первой фазе противники обмениваются ракетными ударами со средней дистанции. В случае промаха самолеты вступают в ближний маневренный бой с применением пушечного вооружения. при этом:
U=Pp + (1-Pp)(1-Pp)(1-Pc)Pc (4.1) U=Pp + (1-Pp)(1-Pp)(1-Pc)Pc (4.2).
U - вероятность победы проектируемого самолета
U - вероятность победы самолета противника
Pp|Pc - вероятность поражения самолетов сторон ракетами и пушечными снарядами
Из формул (4) видно. что эффективность самолета определяется боевыми возможностями самолетов сторон. Поэтому:
е=U | U (5)
е - максимум интегрального показателя эффективности
указывает на лучший по боевым возможностям варианта.
Синтезируемые варианты проекта самолета различаются:
- характеристиками размеренности, а следовательно, уровнем демаскерующих признаков, влияющих на вероятность попадания в самолет ракет и снарядов;
- высотно-скоростными и маневренными характеристиками. влияющие на способность самолета первым занять удобную позицию для выстрела из пушки;
- запасом топлива для боя и его расходом во время боя. влияющих на время ведения ближнего боя;
- массой. а следовательно, эффективностью поражающих средств
В общем виде вероятности поражение самолета противника одной ракетой Pp и Pc снарядом соответственно запишется как:
Pp1=Pp1 (mp1, , , S) (6)
Pc=PC (mc, , , S, ) (7)
mp1, mc - масса одной ракеты/всех снарядов
- обобщенная характеристика летных свойств самолета с учетом безфорсажного/форсажного режима полета
S - параметр. зависящий от размеренности самолета
- максимально возможная продолжительность ведения ближнего боя
ожидаемая вероятность поражения самолета двумя ракетами вычисляется по формуле:
Pp=1-(1-Pp1)2 (8)
Обобщенная характеристика летных свойств зависит от следующих параметров:
=(Vy, , tразг, нv) (9)
Vy - скороподъемность
- угловая скорость установившегося виража, соответствующая заданному режиму полета (высота. скорость)
tразг - время разгона от V min до V max
на данной высоте
нv - область существования самолета в координатах высот и скорости полета
S=S (Skp. Dф, кр, ф, Fвк) (10)
Skp - площадь крыла
Dф - диаметр фюзеляжа
kp/ ф - удлинение крыла/фюзеляжа
Fвк - площадь входа в двигатель
Агрегаты планера имеют тождественные с базовым самолетом формы, параметры, размеренности, но (Si) - могут существенно отличаться от базовых.
БЛОК-СХЕМА АНАЛИЗА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ САМОЛЕТА
Принципиальная схема анализа и выбора параметров двигателя включает в себя три контура (рис. 2)
КОНТУР 1 - формируются альтернативы самолета с двигателем. каждый из которых имеет свой вектор термодинамических параметров.
БЛОК 1 - для 3-4 дискретных значений массы целевой нагрузки формируются альтернативы
БЛОК 2 - рассчитываются ФХ двигателя (Р0, Рв, Рm, Се, Сеф ) и ПТХ самолета
При этом осуществляется согласованность ТДП и ФХ двигателя с геометрическими параметрами самолета
КОНТУР 2 - проводиться субоптимизация параметров двигателя на основе анализа “стоимость-эффективность” двигателя
БЛОК 3 - определение стоимости двигателя
БЛОК 4 - определение эффективности
КОНТУР 3 - выбор двигателя по кривой Wg- Cро
БЛОК 6 - определение стоимости самолета
БЛОК7 - рассчитываются частные показатели эффективности
БЛОК 8 - определение обобщенных характеристик эффективности на основе результатов БЛОКА 7
БЛОК 9 - на основе расчетных данных о стоимости (БЛОК 6) и эффективности самолета противника, определяемой относительно каждой альтернативы проекта Uj , j=1,n (n - число субоптимальных вариантов двигателя), устанавливается стоимость самолето-вылета
БЛОК 10 - анализ “эффективность-стоимость” самолета. на основе БЛОКОВ 8 и 9. Здесь происходит отсев заведомо неперспективных вариантов и строится кривая “эффективность-стоимость” в координатах Ссв -U
БЛОК 11 - выбор вариантов системы самолет-двигатель по критерию (2) из вариантов, принадлежащих кривой Ссв- U
1 2
|
|
|
|
 |
На сайте: |
, ,
|
