Процесс проектирования:

Часть 1. Начало Разработка технического задания для СЛА Разработка технического задания остается очень важным и ответственным этапом, предшествующим расчету и проектированию. Именно на этом этапе задаются основные характеристики будущего самолета. И от того, насколько обоснованно будет разработано техническое задание и насколько грамотно будет выбрана группа определяющих характеристик, во многом зависит конечный успех всей работы. При разработке технического задания должны быть учтены Общие Технические Требования (ОТТ), предъявляемые ко всем самолетам любительской постройки независимо от их назначения, аэродинамической схемы и конструктивного выполнения. Так, например, определены ограничения по скоростям: сваливания, отрыва при взлете, захода на посадку, посадочной и крейсерской. Важное значение для обеспечения безопасности полетов имеют ограничения по минимальной скороподъемности; нормированию минимальных перегрузок и коэффициентов безопасности для всего самолета и отдельных его узлов. Данные ОТТ являются обязательным минимумом требований, без выполнения которых самолет к полетам не допускается. Вторая группа требований разрабатывается разработчиками проекта, исходя из назначения самолета, материальной базы и реальных возможностей творческого коллектива. Прежде чем приступить к разработке частных требований, необходимо изучить уравнение существования самолета, сущность которого изложена практически во всех учебниках по конструкции самолетов. При этом важно уяснить, что для удовлетворения любого требования технического задания необходимо "затратить" определенную массу самолета и что улучшение одних качеств, нередко ведет к ухудшению других, а некоторые сочетания таких требований вообще невыполнимы. Так, например, можно построить самолет с мощностью двигателя в 10 кВт. Можно построить самолет с размахом крыла, равным 5 м. Но крайне сложной является задача создания самолета с силовой установкой в 10 кВт и размахом крыла, равным 5 м. Часть 2. Первичное проектирование с помощью AirplanePDQ Определившисть с ОТТ и проработав проект самолета на бумаге в виде эскизов, я решил приступить к формированию облика своего самолета с помощью специализированных программ. Занявшись вплотную расчетами по своему проекту, я пришел в выводу, что хорошо-бы иметь под рукой специализированный "инструмент", который бы убрал часть рутины и привнес бы в процесс проектирования больше творчества. Т.е. "играя" различными параметрами (площади несущих поверхностей, профили, мощность двигателя и пр.) в реальном режиме времени получать представление о поведении самолета. И как следстви подобрать различные параметры оптимальным образом (хотя бы в 1-м приближении). Блуждая по форумам я наткнулся на программку AirplanePDQ от DaVinci Technologies. Производитель на своем сайте обещает существенно облегчить труд человека решившего самостоятельно построить свой самолет с помощью своей программы. Особенно меня привлекло то, что задавая примерные параметры самолета, программа автоматически предлагала свои варианты: геометрию, центровку, компоновку и т.д. И я решился... Запустив программу, я решил смоделировать свой самолет... Ответив на вопросы "мастера" (утка, одноместная, двигатель М14П, 3-х стоечное шасси и пр.), и подтвердив правильность первоначально заданных параметров, я моментально получил картинку с самолетом. Т.к. большая часть параметров была выбрана по умолчанию (предложено программой), мне пришлось подкорректировать геометрию (благо интерфейс интуитивно понятный и простой) по чертежам. Что получилось можно увидеть на приведенных скриншотах: Фото 1. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-сверху. Фото 2. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сверху. Фото 3. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-снизу. Фото 4. Окно конструктора. Самолет П-5. Вид спереди. Все действия моментально записывались в справку проекта: Фото 5. Описание проекта самолета П-5. На карточке проекта видно, что программа моментально расчитала некоторые параметры самолета (дальность полета 500 км, крейсерская скорость 185.3 км/ч, и т.д.) Круто... Ни чего не скажешь... То, для чего раньше требовалось куча инженеров, доступно с обычного компа одному человеку... Но продолжим дальше. Вот например, что программа посчитала для фюзеляжа. Фото 6. Паспорт фюзеляжа самолета П-5. Но самое интересное было впереди. У программы есть мощный "анализатор" проекта: Фото 7. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-сверху. Из выпадающего меню видно, что пользователю доступны следующие отчеты: - Итоговый отчет по проекту - Геометрические данные - Весовые и балансировочные данные - Оценка сравнении весов (требует уточнения перевода) - Элементы конструкции самолета (требует уточнения перевода) - Диаграммы работы - Дифференты (требует уточнения перевода) - Аэродинамика (требует уточнения перевода) - Конструктивные ограничения (требует уточнения перевода) - Проверка конструктивного решения Примеры отчетов можно посмотреть здесь: Посмотреть пример файла с Итоговым отчетом можно здесь (eng) (rus) Посмотреть пример файла с Геометрическими данными можно здесь Вы можете скачать файл с предварительным проектом П-5, запустить его на AirplanePDQ и посмотреть все в живую. Так-сказать "покрутить" его и посмотреть как изменяются различные параметры. Скачать файл с предварительным проектом П-5 для AirplanePDQ можно здесь 06.02.2007. Часть 3. Создание "летающей" модели с помощью X-Plane Flight Simulator В программе от Laminar ResearchX-Plane Flight Simulator есть отличный редактор самолетов Plane-Maker (который я более-менее освоил). Полученный на выходе файл с математической моделью самолета совместим с AirplanePDQ. Это и определило дальнейший ход событий. Не дождавшись возврата мне диска с симулятором, я после работы зашел (по дороге) на компьютерный рынок, и купил за 200 рублей... правильно X-Plane Flight Simulator (2 CD) Экспорт файла прошел без каких либо проблем. Примечание Имейте ввиду, что версия программы AirplanePDQ доступная для скачивания с сайта DaVinci Technologies совместима с X-Plane Flight Simulator 7.х. Совместимость с новой версией X-Plane Flight Simulator 8.х еще предстоит выяснить. При экспорте файла из AirplanePDQ обратите внимание на то, что колическтво сечений фюзеляжа и прочих элементов конструкции не должно превышать 10. Что получилось можно увидеть на приведенных скриншотах: Фото 8. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сбоку без текстур. Фото 9. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-снизу. Текстура не прорисована. На фото 9 и 10 я "сфотографировал" самолет с выпущенной механизацией. Фото 10. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сзади-сверху. На сегодня у матмодели самолета работает вся механизация, убираются-выпускаются шасси, крутится винт. Попробую все это заснять в виде коротких роликов и выложить на сайте на следущей неделе Еще предстоит раскрасить самолетик. Сижу придумываю вариант раскраски. Как выглядит файл (*.bmp) с текстурами,вы можете увидеть ниже. Фото 11. Текстура для наложения на каркас. Текстура не прорисована. Следующий этап - пробный вылет на симуляторе на своем самолете. После тестового вылета проведу "разбор полетов" с последующей коррекцией проекта. Тренажер для полетов представляет собой пока это:. Фото 12. Ноутбук на базе Р4, джойстик и РУД Hotas Cougar. Примечание Конечно, в будущем хотелось, что-бы это выглядело так 08.02.2007. В процессе работы в Plane-Maker столкнулся с рядом нюансов, требующих повышенного внимания. После экспорта из AirplanePDQ могут появляться различные артефакты в виде геометрических искажений. Что в свою очередь будет влиять на просчет "аэродинамики" при запуске модели в X-Plane Flight Simulator. Т.е. в AirplanePDQ рисуем одно, а в Plane-Maker попадает немного другое (искажения невелики, но тем неменее). Поэтому не лишней будет проверка геометрии. Еще один нюанс: в Plane-Maker единицы измерения - футы, а в AirplanePDQ метры. Поэтому придется включить сообра-жалку и припасти калькулятор. Фото 13. Окно редактирования фюзеляжа. (Eng. версия) Так-же окно редактирования сечений очень маленькое, и требуется поистине ювелирная работа. Если присутствует тремор (например "после вчерашнего"), за редактирование садиться не рекомендую (иначе оно превратиться в увлекательный аттракцион). В итоге должно получиться примерно следущее: Фото 14. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-сверху. Механизация и шасси убраны. Включены АНО и фары. Фото 15. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-снизу. Механизация и шасси выпущены. Включены АНО и фары. Фото 16. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид спереди-снизу. Механизация и шасси выпущены. Включены АНО и фары. Посадочное положение. Фото 17. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сзади-сверху. Механизация и шасси убраны. Включены АНО и фары. Фото 18. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сзади-сверху. Механизация и шасси выпущены. Включены АНО и фары. (без текстур) Фото 19. Трехмерное изображение самолета П-5. Вид сзади-чуть снизу. С выпущенными закрылками. Фото 20. Пример текстур П-5. В принципе осталось "собрать" приборную панель, проверить настройки и в пробный полет. Для контроля правильности компоновки планирую "продуть" модель П-5 в FlowVision . Недавно прислали приглашение скачать программу. Буду разбираться, что за зверь такой. 14.02.2007. Вчера поставил себе на ноутбук Solid Works 2007 SR2. В качестве пробы, решил открыть в нем файл с П-5 созданный в AirplanePDQ. Открылся без проблем. Что-ж, замечательно. После предварительного вычерчивания в AirplanePDQ с проектом можно более детально работать в нормальной CAD системе. 19.02.2007. Вы можете скачать файл с предварительным проектом П-5, запустить его на Plane-Maker и так-сказать "покрутить" его и посмотреть как изменяются различные параметры. Так-же вы можете полетать на нем в X-Plane Flight Simulator 7. Скачать файл с предварительным проектом П-5 (от 20.02.07.) для X-Plane Flight Simulator 7 можно здесь В качастве примера, можете посмотреть модель Long-EZ от Mark Fisher ( mf70@hotmail.com ) Скачать файл с Long-EZ для X-Plane Flight Simulator 7 можно здесь Промежуточный итог: На данный момент, исходя из складывающейся ситуации, я сделал вывод, что для энтузиастов самодельщиков, трудящихся в основном на "кухне" по ночам, оптимальным будет следующий технологический процесс: 1. Эскизное проектирование 2. Предварительное проектирование в AirplanePDQ 3. Конвертация в Plane-Maker и создание летающей модели     своего проекта 4. Облет модели на X-Plane Flight Simulator 7 5. Коррекция проекта 6. Экспорт проекта в любую CAD систему для дальнейшей,     более детальной проработки. 7. Подготовка и выпуск чертежей. 8. Ну и сам процесс постройки. О том что будет дальше, следите за новостями.

Ссылки на полезный софт

Строим самолет: энциклопедия авиасамодельщика AirplanePDQ - компьютерная программа для расчета СЛА САПР "Сударушка" - комплекс бесплатных и условно-бесплатных программ для конструкторов и технологов. (Выпуск чертежей, пространственное моделирование, прочностные и аэродинамические расчеты.) CompuFoil3D - Программа для изготовления шаблонов крыльев по технологии "moldless" основанной на использовании пенопласта. FlowVision - С помощью этой программы можно проводить моделирование поведения элементов конструкций в воздушной среде и одновременно анализировать результаты расчета, менять граничные условия и параметры математической модели. Advanced Aircraft Analysis (AAA) - Это CAD/CAE система для моделирования в области авиастроения, содержит инструменты для моделирования элементов корпуса самолета и набор модулей для расчетов прочности, тестирования и оптимизации. Эту программную систему используют университеты, производители авиатехники и военные организации в более чем 40 странах мира. Design Software от Desktop Aeronautics software - Это комплекс программ для моделирования в области авиастроения, содержит инструменты для моделирования элементов корпуса самолета, профилей и набор модулей для расчетов, тестирования и оптимизации. AIRPLANE DESIGN CALCULATOR от Lee Van Tassle - Инструмент для расчета параметров самолета (в виде электронной таблицы Excel) JAR_VLA от Сутормина Е.Г. - Программа определения основных геометрических характеристик самолета и действующих на них нагрузок по европейским нормам Jar Vla. (в виде электронной таблицы Excel) Упрощенный расчет крыла по Кондратьеву с форума АЭА - Программа для упрощенного расчета прочности крыла свободнонесущего моноплана (в виде электронной таблицы Excel)

Самолет мечты:

- История рождения проекта П-5 (в фотографиях) - Технические характеристики и описание П-5 - Описание процесса проектирования П-5 - Описание процесса постройки П-5 - Полетать на П-5 (матмодель для авиа-симулятора FS X-Plane) - Мнения аппонентов (форум АЭА) - Участники проекта