Распределение масс аппаратуры и рулевых приводов по аппаратурным отсекам. При решении вопроса о распределении массы агрегатов бортовой аппаратуры (MAP) по аппаратурным отсекам следует помнить, что в рассматриваемой системе у БЛА с РДТТ таких отсеков должно быть не больше четырех (последний 4-ый отсек вокруг газовода), а у БЛА с ЖРД, ТРД, ПВРД предельное число аппаратурных отсеков три. Поэтому при распределении масс аппаратуры по аппаратурным отсекам формируется массив MA, соответственно, из 4-х или 3-х элементов.

Число используемых аппаратурных отсеков может быть меньше заданного предельного, поэтому некоторые числовые значения элементов массива MA могут быть нулевыми (например, если в 4-м аппаратурном отсеке аппаратура отсутствует, то MA(4)=0). Однако сумма всех числовых значений массива MA должна быть равна суммарной массе бортовой аппаратуры. (Σ MA ( i ) = MAP ).

Рулевые приводы, состоящие из рулевых машинок и источников их питания, также могут быть размещены в нескольких аппаратурных отсеках. Поскольку относительная масса рулевых приводов µ_прив определяется в процессе расчета стартовой массы, то для их компоновки по аппаратурным отсекам введен массив MPR, каждый элемент которого представляет собой условную долю массы рулевых приводов, находящихся в том или ином аппаратурном отсеке. Сумма элементов массива MPR должна быть равна 1.

Характеристики отсеков корпуса. При формировании компоновки БЛА функциональное назначение его отсеков характеризовалось числовым значением признака JK. Помимо отсеков самого летательного аппарата для расчета массы корпуса введено понятие отсеков конструкции корпуса (предназначенных для размещения внутренних грузов: бортовой аппаратуры, рулевых приводов, ненесущих целевых грузов и др.). В число таких отсеков не входят РДТТ, несущий целевой груз, несущие топливные баки.

Каждый отсек конструкции корпуса характеризуется следующими данными, сведенными в 6 массивов по 5 элементов в каждый:

Относительная длина отсека –                        = L_i / L_w – (MLC);

Минимально допустимая толщина обшивки        δ _{min i} – (MDMIN);

Плотность компоновки отсека                              ρ_{гр i} – (MROG);

Плотность материала обшивки                            ρ_{об i} – (MROO);

Плотность материала силового набора                   ρ_{наб i} – (MROH);

Модуль упругости материала обшивки (с учетом нагрева) E_ti – (MET).

Проектировщик должен принять решение о числе отсеков конструкции корпуса IN и задать числовые значения всем элементам перечисленных массивов, включая «избыточные» (в пределах допустимых границ). Сделаем некоторые пояснения по формированию числовых значений этих массивов.

Массив MLC. Поскольку длины отсеков конструкции корпуса становятся известными лишь после решения всей задачи, то при формировании числовых значений массива принимаются ориентировочные значения их относительных длин. При этом следует помнить, что РДТТ, несущие целевые грузы и топливные баки жидкостных ДУ не является отсеками корпуса БЛА, а, следовательно, сумма элементов массива относительных длин не должна превышать, по крайней мере, 0,4…0,7.

Массив MDMIN. Минимально допустимые толщины обшивки отсеков конструкции корпуса определяются, в основном, условиями технологии и эксплуатации БЛА. Для предварительных расчетов можно принять [11]:

а) для листовой обшивки из алюминиевых сплавов δ _{min i} ≈1,5.10^-3 м;

из титановых сплавов δ _{min i} ≈ 1,2.10^-3 м;

б) для литых отсеков δ _{min i} ≈ (3…4).10^-3 м;

в) для радиопрозрачных обтекателей ГСН δ _{min i} ≈ (3…8).10^-3 м.

Массив MROG. Плотность компоновки отсеков конструкции корпуса в первом приближении определяется, как правило, данными статистики:

а) для ралиопрозрачного обтекателя можно принять MROG(1) ≈ 0;

б) для аппаратурных отсеков применима статистическая формула [6]: ρ_гр ≈ 2600.m^-1/6; для отсека вокруг газовода – 40…50% этой величины.

в) для отсека с ненесущим целевым грузом плотность компоновки может быть определена по формуле:

                                             (3.1)

В этом выражении длина отсека с целевым грузом при заданном коэффициенте его наполнения (α = m_вв/ m_цел.гр.) определяется выражением [6]:

l _цел.гр.=                (3.2)

Массивы MROO, MROH, MET. Характеристики материалов обшивки и силового набора отсеков выбираются с учетом предполагаемого аэродинамического нагрева конструкции, и могут быть уточнены по завершении решения комплексной задачи проектного анализа. Если обшивка и силовой набор отсека выполнены из одного материала, то массивы MROO, MROH одинаковы. Характеристики некоторых, наиболее часто используемых в курсовых и дипломных проектах конструкционных материалов, приведены в таблице 3.3 [11].

Здесь ρ – плотность материала; ϭ _bt – предел прочности материала с учетом температуры нагрева; E_t – модуль упругости материала с учетом нагрева; c – удельная теплоемкость материала.

Таблица 3.3

Характеристики некоторых конструкционных материалов

В таблице 3.4 в качестве примера приведены массивы характеристик отсеков конструкции корпуса для БЛА, компоновочная схема которого показана на рис. 3.1. Принято, что конструктивная схема целевого груза ненесущая; все отсеки корпуса изготовлены из алюминиевого сплава АМГ6Т; отсек обтекателя – из ситалла НИАСИТ; температура аэродинамического нагрева конструкции – 250ᵒС.

Таблица 3.4.

Пример формирования массивов характеристик отсеков корпуса

Следует отметить, что сформированный опорный облик варианта БЛА не всегда является окончательным. После получения результатов решения комплексной задачи проектного анализа он по каким-то параметрам может не удовлетворить проектировщика и также подвергнуться изменению, что на рис.1.1 показано в виде внешней обратной связи.

Как было отмечено выше, учебная САПР-602 дает возможность автоматизировать следующий этап проектной работы – сборку (генерацию) проектной программы и ее информационной модели из элементной базы программно-информационного обеспечения системы, т.е. программных модулей (СпП), типовых фрагментов (ТФ) и унифицированных переменных системы унифицированных обозначений (СУОП).

Рассмотрим особенности построения программ и информационных моделей проектных задач БЛА различных классов и конструктивных схем.