Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0037

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0037
Тематическое направление
Транспортные и космические системы
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "МВЕН"
Название доклада
Разработка научных основ и проектных решений для создания агрегатов планера (крыло, стабилизатор) из полимерно-композиционных материалов модельного ряда самолетов авиации общего назначения (АОН) с высоким аэродинамическим качеством на базе 4-местного самолета-демонстратора технологий.
Докладчик
Закиров Ильдус Мухаметгалеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели проекта: - Исследование и разработка научных основ и проектных решений для создания агрегатов планера (крыло, стабилизатор) из полимерно-композиционных материалов (ПКМ) модельного ряда самолетов авиации общего назначения (АОН). - Разработка технологии производства экспериментальных образцов агрегатов планера (крыло, стабилизатор) концепта-демонстратора унифицированной технологической платформы легкого 4-хместного многоцелевого самолета (ЛМС) из ПКМ, обеспечивающего повышение доступности и безопасности выполнения местных перевозок и авиационных работ в России. Ключевыми научно-техническими и технологическими задачами, решаемыми организацией в ходе реализации проекта являются: - Разработка и создание агрегатов планера (крыло, стабилизатор) из ПКМ с высоким аэродинамическим качеством для легкого 4-хместного многоцелевого самолета (ЛМС). - Создание нового высокотехнологичного производства для создания агрегатов планера самолета АОН из ПКМ.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность работы-Создание легкого самолета с высоким аэродинамическим качеством, обеспечивающим топливную экономичность, отвечающего совокупности требований по снижению себестоимости летательного аппарата за счет применения новых технологий производства деталей и агрегатов из полимерно-композиционных материалов. Научная новизна-Проведено численное моделирование различных режимов полета, предназначенных для матмоделирования динамических систем на базе стенда полунатурного моделирования. Анализ всех полученных результатов моделирования позволяет сделать заключение о соответствии переходных процессов требованиям, предъявляемым к легким самолетам. Разработано полимерное связующее для изготовления элементов высоконагруженных конструкций вакуумным термоформованием. Получены расчетные зависимости для определения оптимальных параметров процесса термостатирования при изготовлении деталей из полимерных композиционных материалов. Получены расчетные зависимости для определения силовых параметров и напряженно-деформированного состояния при формообразовании заполнителя трехслойной панели из полимерной бумаги.
Описание исследования

При проведении исследований используются современные математические, физические, экспериментальные методики и инструменты. Проведены экспериментальные исследования в аэродинамической трубе, математическое моделирование динамических систем на базе стенда полунатурного моделирования. В ходе исследований получены расчетные зависимости для определения оптимальных параметров процесса термостатирования при изготовлении деталей из полимерных композиционных материалов. Для изготовления элементов высоконагруженных конструкций  вакуумным термоформованием разработано новое полимерное связующее.  Применение разрабатываемой новой технологии изготовления агрегатов самолета позволит обеспечить высокую производительность – длительность цикла формования изделия около 8 часов (при автоклавном формовании – около 24 часов) и экономию энергоресурсов – в 42-45 раз. На разработанном и изготовленном стенде проведены исследования прочностных характеристик агрегатов планера (крыла, стабилизатора).

Результаты исследования

В процессе выполнения ПНИ получены следующие результаты:

Изготовлена масштабная модель 4-местного самолета. Изготовлена термокамера для изготовления экспериментальных образцов агрегатов планера. Основные технические характеристики термокамеры: рабочая зона 13,25х3,3х2,4 м с распашными двустворчатыми воротами, размеры проёма ворот 3,3х2,4 м, установленная мощность – 100 Квт, диапазон рабочих температур 20-170 градусов Цельсия, что позволяет при необходимости обеспечить небольшое время нагрева и высокие резервы мощности. Разработано техническое предложение по конструкции агрегатов планера. Построен электронный макет 4-местного самолета. Проведено математическое моделирование объекта исследований-агрегатов планера. В процессе математического моделирования объекта получено заключение по выбору моделей турбулентности. Проведена верификация АДХ, полученных экспериментальным путем в АДТ Т-1К с АДХ, полученными расчетным путем. Расчётные АДХ, характеристики устойчивости и управляемости самолёта в основном подтвердились в результате экспериментальных исследований. Принято решение не проводить корректировки конструкции самолета с учётом результатов экспериментальных исследований масштабной модели 4-местного самолета в АДТ. Разработана ЭКД и ТД на аэродинамические поверхности ЭО агрегатов планера (крыло, стабилизатор). Изготовлена оснастка для изготовления ЭО агрегатов планера самолета (крыло, стабилизатор). 

В процессе выполнения 4 и 5 этапов проекта получены следующие результаты: Разработана эскизная конструкторская и технологическая документация для изготовления элементов силового набора экспериментальных образцов агрегатов планера (крыло, стабилизатор). Разработана программа и методика исследовательских прочностных испытаний деталей и узлов в составе экспериментальных образцов агрегатов планера (крыло, стабилизатор). Изготовлены ЭО агрегатов планера самолета (крыло, стабилизатор) в количестве 6 штук (3 – крыло, 3 – стабилизатор).Разработан и изготовлен стенд для статических наземных испытаний. Получены прочностные характеристики крыла, стабилизатора.

Полученные результаты соответствуют требованиям технического задания. Кроме того, полученные результаты обладают научной новизной. Оценено влияние термостатирования на прочностные свойства углепластиковых панелей крыла самолета, приводится расчет параметров процесса нагрева листовой заготовки от электронагреваемой оснастки, определяется потребное давление для пропитки углеткани, приводится конструкция устройства для термостатирования. Результаты проведенных в рамках ПНИ исследований, описанных выше, прошли рецензирование у ведущих ученых и публикуются в изданиях, индексируемых Scopus.

Практическая значимость исследования
Проект по созданию агрегатов конструкции планера самолета ориентирован на создание и отработку технологии производства особо ответственных узлов самолета из ПКМ. Данная технология может быть внедрена в различные сферы производства изделий из ПКМ, используемых в автомобилестроении, в судостроении, в высотных конструкциях радиомачт и ветряных электрогенераторов, лопастей винтов двигателей вертолетов и т.д. Планируется внедрение технологии изготовления агрегатов планера из ПКМ для легких многоцелевых самолетов с повышенным аэродинамическим качеством на производстве Индустриального партнера по проекту ЗАО «Авиамастер», а также на собственном производстве ООО «Фирма «МВЕН».
Совершенствование технологических линий и повышение уровня автоматизации производства приведет к сокращению использования человеческих ресурсов в процессе производства серийных изделий, что дает: повышение качества продукции за счет минимизации вмешательства в процесс производства субъективных факторов, экономический эффект, повышение производственной безопасности (включая экологическую).
Постер

Poster_template_TS.ppt