АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ

Содержание статьи

• СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПО ПРОФЕССИЯМ
• Проектирование.
• Аэродинамика.
• Прочность.
• Весовые характеристики.
• Испытания.
• Двигатели.
• Управление полетом.
• Приборы.
• Авионика.
• Аэроупругость.
• Оборудование.
• Эксплуатация.
• Отдел продаж и технического обслуживания.
• Производство.
• Технико-экономические исследования.
• Вычислительный центр.

АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ, область научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которая первоначально ограничивалась проектированием, разработкой и производством самолетов, а затем включила в круг своих интересов все средства передвижения над поверхностью земли и в космическом пространстве.

Бурное развитие этой отрасли в начале 1960-х годов ознаменовалось появлением таких терминов, как «авиационно-космическая промышленность» и «авиационно-космическая технология». Отличительной чертой этого развития явилось повсеместное внедрение компьютеров в качестве аналитического инструмента: в аэродинамике и графическом изображении конструкций, в процессах проектирования (компьютерное проектирование и производство, CAD/CAM; русский аналог – САПР – система автоматизированного проектирования), в быстродействующих системах сбора и анализа данных, системах наведения и управления полетом летательных аппаратов, в методах дистанционного управления, в таких операциях, как резервирование мест и продажа билетов на авиалиниях и во многих других смежных областях. См. также КОМПЬЮТЕР; ИНФОРМАЦИИ НАКОПЛЕНИЕ И ПОИСК; ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ; РОБОТ; КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПО ПРОФЕССИЯМ

В структуре типичной авиационно-космической компании можно обнаружить ряд групп специалистов, выполняющих специфические функции.

Проектирование.

Наиболее талантливые инженеры-расчетчики и конструкторы разрабатывают предварительный проект нового авиационно-космического летательного аппарата. Другие изготавливают сборочные и рабочие чертежи и разрабатывают технические условия для вспомогательных элементов и систем аппарата. Кроме того, к экспертным оценкам пригодности проекта привлекаются другие специалисты компании.

Аэродинамика.

Аэродинамики изучают поле течения около летательного аппарата и разрабатывают методы определения аэродинамических сил, воздействующих на его поверхности. Довольно часто аэродинамический отдел отвечает также за проведение исследований в аэродинамических трубах и предоставление оценок аэродинамических характеристик летательных аппаратов инженерам-конструкторам.

Прочность.

Специалисты по прочности конструкций вычисляют нагрузки, действующие на летательный аппарат, определяют их допустимость и характеристики конструкции. Определение расчетных нагрузок составляет только часть задачи; другие члены группы прочности могут работать совместно с аэродинамиками и определять нагрузки, возникающие при совершении маневров, флаттере и т.п. В ряде случаев группа прочности проводит статические испытания конструкций элементов летательного аппарата, а также участвует в испытаниях конструкций в аэродинамических трубах, проводимых аэродинамической группой.

Весовые характеристики.

Весовой отдел снабжает конструкторов и аэродинамиков предварительными оценками веса нового летательного аппарата, необходимыми для расчета его характеристик, и на основе результатов анализа прочности проектируемой конструкции дает заключение относительно соответствия веса данной конструкции поставленным ограничениям. Весовой отдел должен хранить сведения о весах элементов действующих летательных аппаратов и давать рекомендации по возможному снижению веса летательного аппарата и его элементов.

Испытания.

В авиационно-космических опытно-конструкторских компаниях имеется несколько групп специалистов, проводящих испытания разрабатываемых изделий. Это группы испытаний на прочность, испытаний бортового оборудования, стендовых, летных и ресурсных испытаний. В ряде фирм существует еще группа руководства испытаниями, которая направляет деятельность всех испытательных групп в данной фирме. В других организациях группы испытаний могут входить в инженерные подразделения в соответствии с характером проводимых ими испытаний. Например, инженеры-расчетчики и конструкторы прочностного отдела могут проводить испытания конструкций экспериментальных самолетов и ракет, определяя их поведение под нагрузкой.

Двигатели.

Инженеры – специалисты по двигателям отвечают за установку, характеристики и проектирование двигателей для летательных аппаратов. Некоторые опытно-конструкторские аэрокосмические фирмы занимаются разработкой только силовых установок. На группу этих инженеров возлагается обязанность предоставить конструкторам и аэродинамикам исходные данные по выбранной ими силовой установке, которые позволили бы сделать оценки характеристик и проконтролировать рациональное размещение силовой установки на новом летательном аппарате и ее возможную работу.

Управление полетом.

Группа управления полетом отвечает за проектирование и разработку систем наведения и управления полетом. Иногда часть специалистов группы управления полетом входит в аэродинамический отдел, так как аэродинамические явления оказывают большое влияние на устойчивость и управляемость летательных аппаратов, движущихся в атмосфере.

Приборы.

Первоначально группа инженеров – специалистов по двигателям отвечала только за приборы, с помощью которых определяются характеристики полета летательного аппарата. Это датчики воздушной скорости, высотомеры, измерители вертикальной скорости, гироприборы, магнитные компасы и т.п. Позже в обязанности приборной группы включили установку всевозможной регистрирующей аппаратуры (в частности, для летных испытаний). Иногда обязанности группы управления полетом совмещаются с обязанностями приборной группы.

Авионика.

Этот гибридный термин, составленный из слов «авиация» и «электроника», характеризует работу группы специалистов, которые проектируют и подбирают электронную аппаратуру для летательного аппарата. Группа авионики отвечает за бортовой компьютер управления полетом, электронные средства навигации и электрическое оборудование летательного аппарата. Некоторые опытно-конструкторские фирмы специализируются на разработке различных видов авионики.

Аэроупругость.

Вследствие требования минимизации веса проектируемого летательного аппарата упругость тонкостенных элементов его конструкции, подверженных воздействию аэродинамических нагрузок, будет приводить к возникновению деформаций и вибраций, которые нельзя предсказать на основе анализа статических нагрузок. К таким явлениям относятся флаттер частей летательного аппарата, шимми (автоколебания) колес шасси при посадке, резонансные колебания вертолета около земли и бафтинг, вызванный вихреобразованием и атмосферной турбулентностью. Иногда группа специалистов, занимающихся проблемами аэроупругости, входит в состав отдела прочности, однако часто она выделяется в отдельное подразделение, так как для теоретического исследования динамических явлений требуется знание специальных математических методов.

Оборудование.

Летательный аппарат нуждается в разнообразном специфическом оборудовании, не разрабатываемом конструкторами летательного аппарата. Поэтому в обязанности группы оборудования входят определение и оптимальный выбор подходящих агрегатов и узлов (как правило, с учетом соображений минимизации веса и размеров при требуемых рабочих характеристиках и эксплуатационной надежности). Эта группа также отвечает за рациональное размещение этого оборудования на летательном аппарате.

Эксплуатация.

Группа эксплуатации определяет наиболее подходящий режим эксплуатации летательного аппарата и дает рекомендации конструкторам относительно годности летательного аппарата для выполнения поставленных и других задач. Для решения этих вопросов группа эксплуатации (например, пассажирских самолетов) часто использует понятие гипотетической авиалинии.

Отдел продаж и технического обслуживания.

Тесно взаимодействуя с группами проектирования и эксплуатации, группа продаж и технического обслуживания устанавливает и поддерживает связи с имеющимися и потенциальными покупателями продукции фирмы, убеждая покупателя в превосходстве своих изделий и снабжая конструкторов сведениями об интересах покупателей. Инженеры по техническому обслуживанию изделий работают непосредственно с покупателями, помогая им наилучшим образом использовать поставляемые изделия.

Производство.

Производственная группа отвечает за разработку технологических процессов изготовления каждого изделия и планирование производства и поставок. Для этой деятельности требуются знания о новейшем производственном оборудовании, а также умение разрабатывать новые технологические методы, если характеристики нового изделия являются нетрадиционными.

Технико-экономические исследования.

Исследовательские отделы в аэрокосмической промышленности часто выполняют двойственную задачу. В ряде компаний технико-экономическая исследовательская группа занимается только теми проблемами, которые непосредственно интересуют их компанию. В других компаниях исследовательская группа рассматривается как одна из технико-экономических служб, которой поручено разрабатывать программы по обеспечению полной занятости инженерного и технического персонала выполнением технических и технологических проектов.

Вычислительный центр.

Его сотрудники отвечают за использование компьютеров во всех подразделениях фирмы от компьютерного проектирования и решения задач вычислительной аэрогидродинамики до изготовления и поставки изделий. Инженерные разработки, хранящиеся в цифровой форме, могут быть вызваны на экран дисплея и модифицированы или переданы непосредственно на станки с программно-цифровым управлением для изготовления изделий либо использованы для получения точных копий чертежей, шаблонов и макетов, необходимых для заказчиков и субподрядчиков. Математики и аэродинамики разрабатывают математические модели трехмерных течений и их взаимодействий с проектируемым аэрокосмическим аппаратом. Высокий спрос на эти исследования оказывает большое влияние на развитие вычислительной техники. См. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ; АЭРОДИНАМИКА; АЭРОНАВИГАЦИЯ; АВИАЦИОННЫЕ БОРТОВЫЕ ПРИБОРЫ; АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА.