01.06.2021

За кулисами: проектирование самолета

Каждый самолет представляет собой сложную сборку из множества деталей. Перед тем, как спроектировать и построить летательный аппарат, нужно многое сделать и подумать. Наш проект особенный, мы на Pie Aeronefs SA, решили показать вам, как мы проходим первые стадии проектирования, а также показать вам, что скрывается за кулисами наших полностью электрический гонщик УР-1

Определить миссию

Первый шаг в проектировании самолета - определение его предназначения. В нашем случае параметры цели определены достаточно четко: пролететь 20 км с максимальной скоростью с пилотом и электрической силовой установкой. Эти цели, в дополнение к некоторым техническим характеристикам, требуемым регламентом чемпионата. Air Race E, в котором будет участвовать наш самолет, являются отправной точкой проекта.

Первые анализы

Прежде чем набросать первые линии на бумаге, нам необходимо провести тщательный обзор исследований в области аэродинамики и проектирования самолетов, в частности теории, лежащей в основе знаменитого "V" хвост. Действительно, эта конструкция намного сложнее традиционной, в частности потому, что существует более сильная взаимосвязь между размером крыла и размером хвоста.

В какой-то момент нам нужно принять первое решение: какова будет масса самолета? Это гораздо более сложный вопрос, чем может показаться, потому что чем тяжелее самолет, тем больше должно быть крыло, и чем оно больше, тем тяжелее, и наоборот. Поэтому нам пришлось повторять оценку массы / площади, пока мы не нашли правильное соотношение. Затем нам нужно убедиться, что каждый элемент, который, как мы думаем, интегрируем, имеет правильный размер и правильную массу. Наконец, мы делаем общую оценку массы.

Теперь у нас есть набор параметров, которые хорошо работают вместе, и можно переходить к следующей части. Цель заключалась в том, чтобы конечная масса построенного самолета была близка к первоначальному расчету.

Обратите внимание, что оценка массы особенно трудна для самолетов, оснащенных инновационными технологиями или концепциями, такими как батареи. На самом деле, эти элементы еще не были тщательно протестированы.

Важность номенклатуры

Важно присвоить номера каждому компоненту и набору деталей, которые мы разрабатываем. Мы решили использовать иерархическую структуру, чтобы каждый номер позиции можно было легко найти. Поэтому мы сгруппировали элементы в системы, наборы и, в конечном итоге, отдельные компоненты.

Первой группой, которую мы определили, была генеральная сборка самолетов. Для УР-1 мы выбрали следующие категории:

  • Конструкция (фюзеляж, крыло, оперение, шасси и т. Д.)
  • Моторизация (винт, мотор, аккумуляторы и т. Д.)
  • Органы управления (элероны, рулеватор, ставни, кабели и т. д.)

В процессе уточнения мы также классифицировали все подмножества. Например, мы выделили следующие компоненты общей конструкции крыла:

  • Конструктивная сборка (обтекатели и приставки с крылом)
  • Покрытие крыла (внешний слой крыла)
  • Внутренние компоненты (например, лонжероны и нервюры)

Для нашей рабочей области мы перечислили каждый компонент и подкомпонент в главах и подразделах. Длина имени увеличивается при детализации детали. Это позволяет нам быстро определить каждую деталь, над которой мы будем работать.

Пример:

UR01-SW400-UO-005
Название проекта - Конструкция крыла - Номер обшивки крыла - Уникальная оригинальная деталь - Номер обшивки верхней части крыла.

Таким образом, каждый инженер и техник может работать чисто и легко ориентироваться.

Эта процедура, естественно, выполняется для каждой части самолета, такой как электрическая система и юридические и технические элементы, такие как огни, радиосистема, приборы, антенны и т. Д.

Детализируйте дизайн

Теперь у нас есть собственный рабочий процесс и общее представление о компонентах, которые мы хотим иметь. Затем мы можем подумать о детальном дизайне каждого основного компонента. При этом не забывают о каждой переменной и ограничениях, таких как: коэффициенты нагрузки, кручение, аэродинамическое давление, жесткость и т. Д.

Все это, очевидно, требует много времени и работы. Благодаря нашим опытным инженерам и техническим специалистам, наша команда смогла разработать этот великолепный проект.

Интервью

В этом интервью с нашим генеральным директором Марк Умбрихт, мы предлагаем вам личное мнение об этих первых шагах.