Введение к работе
Актуальность темы. Ь настояцее время лёгкий боевым самолетам (ЛБС) в военных действиях, как показала война із ііерсидском заливе, отводится важнейшая роль при проведении воздушо-наэемных операций. На мировом рынке сохраняется широкий спрос на такую технику. Ведудйе'страна мира продолжают работы в области создания високоефективних ЛЕС
От ЛВС требуются высокие степени боевой эффективности, .шву чес ти и безотказности, готовность к повторном вылетая, ремонтопригодность, наде.йность, малозаметность, скороподъемность, высокая маневренность, разнообразный профиль полета, большой диапазон высот и скоростей от сверхзвуковых до сверхнизких и др. Соответственно, такие самолети дол/лны иметь малые размеры, високую энерговооруженность, нести максимально возможную полезную нагрузку, ооладать высокой надежностью и боевой живучестью, требовать минимальных затрат на обслукивание и иметь приемлемую стоимость.
& результате противоречивости указанных требований достижение желаемых результатов при проектировании лС; как целостного сложного многодисциплинарного технического комплекса, является крайне слокной задачей, требуюцей поиска оптимальных компромиссных решений с использованием строгих математических методов, такая задача "решается на этапе концептуального проектирования, а ошибки этого этапа в дальнейшем исправить трудно.
Одной из основных бортових систем летательного аппарата (ЛА) является его система электроснабжения (СХ), оказывающая значительное влияние на все основные.характеристики ЛА и образующая в совокупности с потребителями электроэнергетический комплекс (ЭЬН). Ла. Критериальные технико-экономические и эксплуатационные показатели с*ЬИ ЛА в об цел случае зависят от состава и конструктивного исполнения оортовых потребителей п агрегатов ЬЭК, их взаимного пространственного расположения на борту, от численного значения их параметров.
Таким образок, строгое решение задачи поиска оптимального варианта пространственно-структурно-параметрической организации ЙЭК ЛА требует совместного рассмотрения факторов комбинаторного и параметрического характера, использование для решения этой задачи традиционных методов многофакторной, параметрической оптимизации встречает трудности принципиального характера вви^у нарушения условий монотонности целевых функций, а такие в результате несовпадения условий оптимальности элементов ЬШ и ЭЬК в целом. Кроме того, решение данной задачи усложняется существенной нелинейностью целевых функций, как правило разрывного и вогнутого характера.
Разрешение этой проблемы воэмоюю путем применения методов оптимальной иомлоэации, обеспечивающих совместное решение задачи пространственно-структурно-параметрического синтеза, либо путем приведения к множеству задач параметрического синтеза при дискретно заданных пространственно-структурных организациях дЬїі Ah. Второй подход позволяет использовать относительно простые методы решения экстремальных задач, но его применение практически возможно при относитель-но небольшой размерности допустимых вариантов пространственно-структурной организации ЭЭК ЛА. При определенном упрощении данной задачи последнее условие можно достичь за счет агрегирования и эквиваленти-рования бортовых потребителей {т.е. заменой множества реальных потребителей эквивалентными группами однородных потребителей при ста- . тистически установленном их пространственном распределении). Естественно, это вносит определенные погрешности в искомое решение, однако на концептуальном этапе проектирования эти погрешности для ЭЬК JII практически приемлемы. Доэтоцу в данной работе использован второй подход как более простой в своей практической реализации применителі к задаче проектирования odli JlhC, являющегося одним из важнейших компонентов ЛВС. Значимость cwi'i для ЛБС обусловлена влиянием характеристик bbtl на работу всех бортовлх систем лій. Одновременно, состав и
. технические характеристики всех бортових систем ЛШ определяют струк-
турно-параметрическую организацию <УМ.
Целью работы является исследование проблеми повышения эффективности концептуального проектирования ЙЗК ЛЕС с обеспечением возможности
. достижения рационального компромисса мек^іу технико-экономическими показателями бортовых систем как единого сложного технического комплекса. Для достикения поставленной цели потребовалось решение следуюцих. научных задач:
исследование проблема модернизации технологии проектирования ЬЫ{ в условиях кооперативного принципа разработки ЛВС,
обоснование технико-экономических требований к ti'dti перспективных ЛЕС,
разработка информационная модели дЬЛ и подхода к решению оптимизационной задачи,
выбор и обоснование путей совершенствования указанных ЗЗіС.
Общие вопросы решения оптимизационных задач в настоящее время опубликованы в значительном количестве работ. Начало разработке теоретических основ оптимизации ЬЭА Лк поло-кили работы академика ІІ.С.Кулеба-иина, а такме его учеников. Непосредственно проблема математического синтеза оптимальных Ь'Ж впервые била поставлена В. Т. Морозове ким. Опубликованы работы Д.А.Аветисяна, В.П.Кривенцева, И.М.Синдеева, Г.Ш.Супруна, С.А.Вороновича, и.К.Лубврга по вопросам исследования и синтеза электроэнергетических систем Да, судов, танков. Дальнейшее принципиальное углубление в проблему пространственно-структурно-парамотрической оптимизации ЬЬК ЛА сделано в работах академика Аіїіі R4 И.А.Лазарева. Конкретное применение научных положений требует их адаптации к решаемым задачам, что и мотивировало данную работу.
Научная новизна данной работы заключается в разработке методического подхода к повышению эффективности процесса проектирования ЭЭК пер-' елективних ЛЕС с учетом новых технико-экономических требований, в формализации рассматриваемой задачи и адаптации многокритериальных методов её решения с использованием вычислительных средств, а так«е в раэработ-
ке рекомендаций по возможным направлениям совершенствования указанных эак.
Практическая значимость работы состоит в создании бази для прак-ческого применения новой технологии проектирования бортовых ЭЭК ЛВС и ; её реализации:
в разработанном руководящей техническом материале РІМ "Методика определения эффективности СЭС по массо-энергетическим показателям",
в применении предложенного подхода к синтезу ЭЭУ для палубного самолета, разрабатываемого на ІМЗ "Скорость",
—создании машинной программы "Вычисление взлетной массы системы генерирования электрической энергии", включенной в создаваемую на ММЗ "Скорость" систему автоматизированного проектирования самолетов. На основе полученных результатов выполнен анализ путей дальнейшего совершенствования ЗЭК ІВС и даны рекомендации по: увеличению коэффициента готовности ЗЗК на НО чел.час, снижению массы дЖ на 50 * 60 кг (,10/а). Получены авторские свидетельства [673097, 674613, 702923, 736254, ?5Ь35Ь, 7ЬЬ370, 649374, Т5472І6, 16Ы72ь] ~ на новые схемные , и конструктивные решения.
Апробация основных положений работы была осущесвлена на II Всесоюзной научно-технической конференции "йфрективность и оптимизация . систем и процессов в авиации", на научно-технических советах Московских машиностроительных заводов им. А.И.Микояна и "Скорость", в Московских авиационном к энергетическом институтах в I97b + І99&ГГ.
Публикация. Основные положения работы изложены в 7 научно-технических отчетах за 1974 + ІУЬЬ гг.на специальное, темы, в сборнике докладов ТТ-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Эффективность и оптимизация систем и процессов в авиации", КНИГА, 1974г, в 9 'авторских свидетельствах.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литература, содер-кацего 70 наименований, и изложена нч 2І2 страницах, шслючаоцих. 1Ь0 стр. текста, У2 таблицы и У рис.
