Методика оценки весовых характеристик конструкции крыльев транспортных самолётов с использованием многодисциплинарного численного моделирования и методов многокритериальной оптимизации
Автор: Эспиноса О.У., Лукьянов О.Е.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 5 т.22, 2020 года.
Бесплатный доступ
Разработана методика определения весовых характеристик крыла большого удлинения с использованием интегрального весового критерия - коэффициента силового фактора и численного математического моделирования в областях аэродинамики и механики твёрдых тел. Для поиска рационального положения лонжеронов в крыле при выборе его конструктивно-силовой схемы в работе рассмотрено применение метода многокритериальной оптимизации на основе генетических алгоритмов. Расчёт распределения воздушной нагрузки в рамках предлагаемой методики выполнен на основе математического моделирования течений методом дискретных вихрей. Вычисление коэффициента силового фактора конструкции проведено на основе напряжённого состояния конструкции крыла, полученного методом конечных элементов. Работоспособность методики показана на примере решения демонстрационной задачи по оценке влияния ряда геометрических параметров крыла на распределение воздушной нагрузки и его весовые характеристики.
Конструкция крыла, весовые характеристики, коэффициент силового фактора, математическое моделирование, метод дискретных вихрей, конечно-элементное моделирование, конструктивно-силовая схема, многокритериальная оптимизация, геометрические параметры
Короткий адрес: https://sciup.org/148314242
IDR: 148314242 | DOI: 10.37313/1990-5378-2020-22-5-120-127
Список литературы Методика оценки весовых характеристик конструкции крыльев транспортных самолётов с использованием многодисциплинарного численного моделирования и методов многокритериальной оптимизации
- Комаров, В.А. Многодисциплинарная оптимизация параметров крыла грузового самолета / В. А. Комаров, О.Е. Лукьянов // Общероссийский научно-технический журнал „Полет". - 2018. - № 3. -С.3-15.
- Wunderlich, Tobias. Multidisziplinärer Entwurf und Optimierung von Flügeln für Verkehrsflugzeuge// Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2009. 08. - 10. Sept. 2009. pp. 1-10
- Кузнецов А.С. Алгоритм выбора рациональных параметров крыла с учетом аэродинамической и весовой эффективности. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 12, №1(2), 2010.
- Ciampa P.D., Nagel B. AGILE Paradigm: the next generation collaborative MDO for the development of aeronautical systems // Progress in Aerospace Sciences. 2020 №119. С. 1-20
- Арутюнов А.Г. Методика определения рационального облика коммерческого тяжелого рампо-вого грузового самолета на этапе концептуального проектирования из условия его прибыльности: Дисс. канд. техн. наук. Москва, 2017. 252 с.
- Бадягин А.А., Егер С.М. и др. Проектирование самолетов. М.: Машиностроение, 1972. — 516 с.
- Torenbeek E. Synthesis of Subsonic Airplane Design, Delft University Press 1983.
- Raymer Daniel P. Aircraft design: A Conceptual Approach. Washington: Reston, VA : American Institute of Aeronautics and Astronautics, 5th ed., 2012. P. 227.
- Roskam Jan. Airplane Design Part I : Preliminary Sizing of Airplanes. Design, Analisys and Research Corporation, Lawrence Kansas . 5-th printing, 2017. 206 p.
- Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Т. 1. Весовой расчет самолета и весовое планирование. М., «Машиностроение», 1977, 344 с.;
- Комаров В.А. Весовой анализ авиационных конструкций: теоретические основы// Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2000. №1. С.31-39.
- КомаровВ.А. Гуменюк А.В. Оценка весовой эффективности силовых схем несущих поверхностей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2002. № 1. С. 45-54.
- Болдырев А.В., Комаров В.А. Использование высокоточного моделирования на ранних стадиях проектирования конструкций летательных аппаратов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2012. № 1(32). С 15-23.
- Резниченко Г.А. Вычисление силового веса конструкций типа крыла с использованием метода конечных элементов. // Автоматизация проектирования авиационных конструкций. Межвузовский сборник. КуАИ: Куйбышев, 1979. С.77-83
- Белоцерковский С.М. Тонкая несущая поверхность в дозвуковом потоке газа. Под ред. Н.И.Розальской, И.Ш. Аксельрод, Т.Д. Доверман. - М.: Наука, 1965. - 244 с.
- Katz J., Plotkin A. Low-Speed Aerodynamics. М.: McGraw-Hill, Inc., 2001. 629с
- Deb K., Agrawal S., Pratap A. A Fast Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm for Multi-objective Optimization: NSGA-II // International conference on parallel problem solving from nature. 2000. С. 849-858.
- Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. - М.: Физматлит, 2002, 2005, 176 с.
- Кузнецов А.С. Выбор геометрических параметров крыла с комплексным учётом аэродинамической и весовой эффективности: Дисс. канд. техн. наук. Самара 2011 г. 161 с.
- Лаптева М.Ю. Разработка методики прогнозирования и учёта деформаций крыла на ранних стадиях проектирования с использованием модели тела переменной плотности: дисс. ... канд. техн. наук. Самара, 2012. 118 с.
