ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЗОР МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОНСТРУКЦИЙ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ .......... 13
1.1 Понятия рационального, оптимального и автоматизированного проектирования
конструкций ................................................................................................................... 13
1.2 Роль концептуального проектирования и оптимизации в разработке
конструкций беспилотных летательных аппаратов................................................... 16
1.3 Выбор рационального решения при традиционном проектировании ............... 18
1.4 Особенности структурной оптимизации в методе «точного попадания» ......... 20
1.5 Общие принципы рационального конструирования ........................................... 23
1.6 Выбор конструкционного материала .................................................................... 26
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАЦИОНАЛЬНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
РЕШЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ
ОПТИМИЗАЦИИ ........................................................................................................ 31
2.1 Определение параметров и критерия качества для оптимизируемых
конструкций ................................................................................................................... 31
2.2 Постановка и методы решения задачи исследования ......................................... 34
2.2.1 Постановка задачи исследования ....................................................................... 34
2.2.2 Используемые в исследовании методы ............................................................. 37
2.3 Постановка задачи топологической оптимизации ............................................... 40
2.3.1 Роль топологической оптимизации при проектировании авиационных
конструкций ................................................................................................................... 40
2.3.2 Особенности проектирования с использованием топологической
оптимизации................................................................................................................... 42
2.3.3 Недостатки вычислительных методов топологической оптимизации ........... 50
2.4 Методика постобработки с помощью линейной аппроксимации ...................... 51
2.5 Параметрическая оптимизация конструктивно-силовой схемы ........................ 61
3
ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ БЛА С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ, ПРОЧНОСТИ И МИНИМУМА МАССЫ ............................................................................................. 67
3.1 Проектирование рациональной формы силового шпангоута ............................. 67
3.2 Проектирование стыка литьевого шпангоута ...................................................... 77
3.3 Проектирование панели для вертолета КА-226Т ................................................. 80
ГЛАВА 4 РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ЖЕСТКОСТИ, ПРОЧНОСТИ, АЭРОУПРУГОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И МИНИМУМА МАССЫ .................... 86
4.1 Проектирование рациональной конструкции крыла малого удлинения с учетом требований прочности и жесткости ............................................................................ 86
4.1.1 Постановка и алгоритм решения задачи проектирования крыла с использованием топологической оптимизации ......................................................... 86
4.1.2 Определение оптимального распределения материала в крыле методом топологической оптимизации ...................................................................................... 89
4.1.3 Формирование конструктивно-силовой схемы крыла с постоянной обшивкой, изготавливаемого по традиционной технологии ....................................................... 93
4.1.4 Формирование силовой схемы крыла с переменной по толщине обшивкой, изготавливаемого с использованием аддитивных технологий ................................ 95
4.2 Проектирование рациональной конструкции руля с учетом требований прочности, жесткости и аэроупругой устойчивости ................................................. 97
4.2.1 Постановка задачи проектирования рациональной конструкции аэродинамического руля ............................................................................................... 97
4.2.2 Формирование конструктивно-силовой схемы руля ...................................... 103
4.2.3 Параметрическая оптимизация конструкции руля по условию аэроупругой устойчивости ................................................................................................................ 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 112
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................................ 114
4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................... 121
ПРИЛОЖЕНИЕ А Акт внедрения ........................................................................ 133
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Протокол испытаний ............................................................. 134
ПРИЛОЖЕНИЕ В Расчетная модель для исследования аэроупругих колебаний БЛА .......................................................................................................... 136
