¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

27 €нвар€ 2020

ѕроектирование самолЄта в T-FLEX CAD 17

јлександр ћакаров, ведущий специалист отдела внедрени€ «јќ Ђ“оп —истемыї

јлександр ћакаров

ќригинал статьи на сайте компании Ђ“оп —истемыї.

¬ преддверии выпуска T-FLEX CAD 17 компани€ Ђ“оп —истемыї подготовила материал о том, как создавалась одна из самых сложных и интересных моделей Ч сборка бизнес-джета. ќ новой функциональности, котора€ будет доступна в очередной версии T‑FLEX CAD 17, и о ее применении будет рассказано в отдельных стать€х.
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

Ѕизнес-джет, спроектированный в T-FLEX CAD

–аботы по созданию самолета родились с общей идеи создани€ небольшого бизнес-джета, близкого по летным характеристикам к Cessna Mustang и Embraer Phenom 100, и отработки ее в виде концептуальных набросков на бумаге. Ѕыл определен облик, приблизительна€ конструкци€, а также наиболее важные технические характеристики и габариты.

ћоделирование самолета непосредственно в T-FLEX CAD началось с создани€ файла разметки и определени€ общей стратегии моделировани€. ‘айл разметки содержит базовую геометрию, и на него уже будут ссылатьс€ фрагменты самолета, так или иначе зависимые от внешней, аэродинамической поверхности.

ќбща€ стратеги€, в частности, подразумевала, что самолет будет состо€ть из шести частей: кабины, фюзел€жа, крыла, хвоста, а также пилонов с двигател€ми (2 шт).  ажда€ часть моделировалась отдельно, однако в базовой геометрии все части основывались на единой базовой разметке.

»так, был создан файл общего облика самолета. Ёскизирование выполн€лось с помощью нового механизма создани€ сплайнов, позвол€ющего по ходу работы определ€ть касани€ элементов, что обеспечивает математически Ђгладкиеї аэродинамические поверхности (рис. 1).  роме того, с помощью линий построений было размечено предварительное расположение шпангоутов. “о есть в разметке использовалась так называема€ гибридна€ параметризаци€.

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 1. ћоделирование с помощью нового механизма сплайнов

Ѕыло прин€то решение сразу сделать максимально точную твердотельную модель (рис. 2), что облегчит нарезку с нее каркасных элементов и обеспечит их правильное позиционирование относительно начала координат головной сборки.

”читыва€, что теоретическое сечение самолета довольно сильно варьировалось по всей длине, основной определ€ющей облик кабины, фюзел€жа и хвоста стала операци€ “ело по параметрам. ќна же определ€ла Ђподбрюшнуюї часть, форму выхода фюзел€жа на крыло.

ќстекление кабины было сделано с помощью операции “ела по сечени€м, где профил€ми и направл€ющими выступали элементы Ђвырезаї проекции остеклени€ из “ела по параметрам, с указанием касательности их поверхност€м кабины и фюзел€жа.  рыло и киль хвоста были сделаны с помощью “ела по траектории.

ќсобо следует упом€нуть элементы заглаживани€ (крыло на фюзел€ж, киль на фюзел€ж, стабилизатор на киль). «десь примен€лись опции подбора переменного скруглени€, отдельные проекции со сплайнами, заглаженные непосредственно на поверхность, которые впоследствии использовались как направл€ющие “ел по сечени€м.

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 2. Ѕазовый облик самолета. “вердотельна€ модель

ѕоскольку кабина, фюзел€ж, крыло и хвост моделировались отдельно, файл разметки дорабатывалс€ под каждую сборочную единицу, остава€сь неизменным в базовой геометрии, что позволило уменьшить общее количество построений и сделать совокупности размерных цепей более читаемыми.

ѕодавл€ющее большинство конструктивных элементов каркаса Ч шпангоуты, стрингеры, лонжероны, нервюры, а также панели обшивки Ч нарезались с твердотельной модели самолета. ћодель была рассечена рабочими плоскост€ми, построенными по разметке и ориентирующими будущие элементы каркаса. ѕри этом основным инструментом был обновленный механизм ссылочной геометрии T‑FLEX CAD, позвол€ющий гибко настраивать обновление фрагмента при изменении определ€ющих его родительских элементов (рис. 3).

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 3. Ўпангоуты в разметочном файле

Ќесмотр€ на то что конструкци€ содержит штампованные, фрезерованные и композитные каркасные элементы, последовательность их моделировани€ была похожей, а именно:

  • нарезка с разметочной модели базового тела;
  • создание отступа под обшивку с помощью команды ќболочка;
  • радиусы (дл€ штампованных деталей);
  • формирование основных толщин детали с помощью команды ќболочка;
  • разметка плоскостей дл€ позиционировани€ основных отверстий и вырезов и последующее их вычитание из модели;
  • скруглени€, полученные проходом инструмента (дл€ фрезерованных деталей);
  • добавление или коррекци€ ранее проложенных путей, определ€ющих пересекающие (стрингеры, лонжероны) в файле разметки, создание ссылок на них во фрагментах;
  • точное позиционирование мест под вырезы;
  • разметка крепежа с помощью вспомогательных плоскостей и проекций путей на деталь;
  • сверление отверстий под крепеж;
  • расчеты с помощью T-FLEX јнализ;
  • проверка зазоров и пересечений в сборке (рис. 4).
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 4. “иповой элемент конструкции крыла в контексте сборки

“аким образом был сформирован каркас самолета.  роме того, добавлены соединительные детали (скобы, планки и т. п.), а также несущие нагрузку панели. Ѕлагодар€ отлаженному механизму параметризации работа над сходными по конструкции крепежными элементами велась быстро, фактически мен€лись некоторые параметры, а скоба или кронштейн перестраивались под геометрию очередного шпангоута.

ƒалее, на подготовленные поверхности были смонтированы основные узлы и механизмы, определ€ющие, в частности, разводку топливной, гидравлической, вентил€ционной систем, а также системы противообледенени€. ѕостепенно в кабину были добавлены электрические блоки, радар, сидень€ пилотов, элементы внутренней обшивки и интерьера, светотехническое оборудование.

Ѕыл смоделирован интерьер фюзел€жа с салоном, санузлом и внутренней обшивкой, в хвостовую часть были установлены расходный бак с подкачивающими насосами и фильтрами, турбохолодильник, блоки клапанов и т. д. Ѕыл окончательно сформирован центроплан и кессоны крыла, установлены шасси с заранее прописанными с помощью переменных вариантами положений. ѕо ходу работы некоторые установочные элементы корректировались в контексте сборки дл€ оптимального размещени€ основных узлов (рис. 5).

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 5. Ёлектродвигатели с топливными насосами в центроплане самолета

ќсобое внимание было уделено точкам подключени€ каждой из систем трубопроводов. ƒл€ каждой части самолета они заранее рассчитывались и отмечались внешними 3D-узлами, чтобы, например, патрубки отбора гор€чего воздуха от двигател€ (рис. 6) выходили точно к месту подключени€ к клапанам системы вентил€ции/противообледенительной системы внутри хвостовой части (рис. 7).
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 6. —истема трубопроводов в хвостовой части

ƒалее были разведены непосредственно трубопроводы. ќдновременно монтировались сопутствующие узлы, такие как фланцы, фитинги или, например, разнообразные клапаны системы дренажа.

¬се работы по разводке трубопроводов производились в контексте сборки с помощью доработанного механизма прокладки трасс, а также с использованием заранее подготовленных узлов в крепежных кронштейнах и скобах.

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 7. ¬ыделенна€ трубка противообледенительной системы в фюзел€же

ѕосле создани€ каркаса, монтажа основных узлов и прокладки трубопроводов начались работы по большей детализации сборки: устанавливалась светосигнальна€ аппаратура (с точками подключени€), различные планки, кронштейны креплени€ проводки, механизмы открывани€ дверей и т. п.

»ллюминаторы изначально были размечены в разметочном файле фюзел€жа, после чего спроецированы на базовую геометрию и вычтены из нее выталкиванием, наход€сь в контексте нового файла. ѕоскольку иллюминатор состоит из Ђвложенныхї друг в друга слоев (стекла, прокладки, ободы), дальше оставалось только, использу€ опции команды ќболочка, модифицировать полученный результат булевой операции и последовательно получать готовые фрагменты будущей сборки. ƒалее фрагменты модифицировались, вычиталс€ объем салона, сверлились отверсти€, назначалс€ материал и т. п.

ѕримерно по такому же сценарию моделировалась входна€ дверь и аварийный выход.

ќсобо стоит упом€нуть моделирование механизации крыла. ƒл€ верного позиционировани€ приводов поворота закрылок, элеронов, рулей направлени€ и высоты нужно было должным образом перенести расчетные установочные точки с разметочного файла. Ќо поскольку все элементы механизации первого уровн€ также €вл€ютс€ сборками, сначала был вырезан отдельный разметочный файл дл€ каждого узла механизации, например закрылка, куда с фрагментов через общий файл разметки переносились установочные узлы как ссылочна€ геометри€, и уже по ним ориентировались иные элементы этого закрылка, такие как сервоприводы поворота. ¬ результате закрылок моделировалс€ в своей, заранее подготовленной среде.

≈сли закрылки были исполнены в традиционной конструкции с алюминиевыми лонжеронами и нервюрами, то рули и элероны сделаны из композитных материалов со специальным сотовым наполнителем. —лой такого наполнител€ создавалс€ следующим образом: проекци€ €чейки выталкивалась, Ђразмножаласьї линейным массивом и полученное тело пересекалось с обработанной операцией ќболочка разметкой рул€ (рис. 8).

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 8.  омпозитный руль направлени€ с сотовым наполнителем в контексте сборки хвоста

ќбшивка, подобно элементам каркаса, была предварительно размечена и вырезалась либо отсекалась плоскост€ми из базовой твердотельной геометрии. ќтверсти€ сверлились по месту Ц при этом в качестве соосных указывались отверсти€ в элементах каркаса.

ћногочисленные лючки доступа в нижних панел€х крыла эффективно проектировались при помощи проекций профилей на обшивку в контексте сборки крыла.

ѕроекции профилей также использовались при проектировании отверстий дл€ воздухозаборников системы вентил€ции. —ами входные патрубки воздухозаборников проектировались при помощи команды “ело по траектории Ч от отверстий в обшивке до фланцев теплообменников.

 репеж вставл€лс€ в три этапа дл€ каждой части самолета: вставка заклепочного крепежа базовой конструкции; вставка винтового и болтового крепежа узлов и механизмов; вставка крепежа обшивки. »спользование ћассива тел не только повысило удобство вставки крепежа, но и незначительно сказалось на скорости работы.

¬се перечисленные действи€ производились последовательно, дл€ каждой из частей самолета, согласу€сь только с верси€ми единого разметочного файла. ѕосле этого кабина, фюзел€ж (рис. 9), крыль€, хвост и двигатели с пилонами были окончательно объединены в одну сборку.

Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 9. ѕример сборочного компонента. ‘юзел€ж самолета

ѕредварительно все узлы и механизмы самолета, имеющие несколько положений, были выложены на свой функциональный слой либо св€заны с переменными, которые тоже были выведены в общую сборку. Ѕлагодар€ этому, из общей сборки можно, например, открывать двери, выпускать шасси или варьировать цвет обшивки (рис. 10).
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 10. √отовый самолет

”добство механизмов, высока€ скорость работы и обща€ продуманность функциональных возможностей системы T‑FLEX CAD способствовали тому, что проектирование всего самолета, не счита€ двигателей, зан€ло примерно 40 недель, по восемь недель на отсек, включа€ все внутренние детали и механизмы (рис. 11).   слову, модель самолета содержит около 49 тыс. компонентов.
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 11.  абина самолета изнутри

ƒвигатель вместе с пилоном проектировалс€ около шести недель (рис. 12).
Ѕизнес-джет T-FLEX CAD

–ис. 12. —борка двигател€



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:  ак преодолеть усталость от цифровой трансформации
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.