Найбільш ефективним методом оперативного виготовлення агрегатів ВДПМ є вакуумне формування обшивок з композиційних матеріалів у нега-тивних матрицях, які одержують зліпком з ЕПМ. Добре відпрацьованим та використовуємим у НДІ ПФМ композиційним матеріалом є склопластик хо-лодного отверждення з зв'язуючим на основі епоксидних смол.

Каркаси ВДПМ, як правило, металеві, збірні. Складаючим їх деталям надають прості форми, та тому для їх виготовлення можуть бути викорис-тані самі різноманітні способи та методи, починаючи механічною оброб-кою та закінчуючи формовкою у матрицях. Агрегати малої будівельної ви-соти звичайно мають суцільний пенопластовий заповнювач.

Високі вимоги до точності обводів змушують використовувати у ви-робництві ВДПМ метод складання у пристосуванні при базуванні на по-верхні обшивки, яку з'єднують з каркасом шляхом епоксидного компенса-тора з різними заповнювачами (скловолокно, скляна мікросфера) та гвин-товими швами розрідженого кроку. Між собою агрегати ВДПМ з'єднують че-рез експлуатаційно роз'ємні ушкові, контурні та рухомі стикові вузли.

Для виконання програми льотних досліджень виготовляють від 2 до 10 однакових по зовнішніх обводах ВДПМ протягом 2...4 років, тобто їх виробництво відноситься до одиничного та у принципі не може стати навіть дрібносерійним.

Якість поверхні є одним з найважливіших факторів, що забезпечують високі льотні характеристики натурних ЛА та науково-дослідні можливості їх крупномасштабних ВДПМ. З всієї різноманітності параметрів якості поверхні у розділі розглянуті тільки шорсткість та хвильність, ос-кільки вимоги до зазорів, уступів та ін. спотворень заданої форми, як правило, не вище вимог до хвильності зовнішньої поверхні ЛА. При до-сить повних вихідних даних на натурний ЛА, що моделюється, потрібні значення параметрів якості зовнішньої поверхні їх ВДПМ можна визначити простим перерахунком за співвідношеннями геометричної подоби, враховуючи прийняте значення масштабу лінійних розмірів .

В розділі встановлено, що у досить широкому діапазоні змінень значень (від 0,1 до 5,5) принципових труднощів з досягненням потрібних значень параметрів шорсткості зовнішньої поверхні ВДПМ не вини-кає. При цьому шліфовці або поліровці поверхні можуть піддаватись як об'ємні носії (макетні болванки або еталони поверхні агрегатів (ЕПА)), так і ВДПМ після складання при остаточній доводці поверхні.

Точність виконання об'єктів складання характеризується відхилен-нями (погрішностями) розмірів від номінальних (для ВДПМ ще і геомет-рично подібних) значень. Величини відхилень обумовлюються у технічних умовах та обмежуються допусками на складання. Для аналітичної оцінки точності складання крупномасштабних ВДПМ автором розглянуті особливості перенесення інформації з першоджерела на об'єкт при плазово-шаблонному (ПШМ), координатно-шаблонному (КШМ) та еталонно-шаблонному (ЕШМ) методах забезпечення взаємозамінюваності та ув'язки технологічної оснастки (рис. 3). При цьому вважалось, що обшивка ВДПМ виготовляється з композиційних матеріалів холодного отвердження вакуумним формуванням, а складання здійснюється у пристосуванні при базу-ванні на поверхні обшивки. У тому випадку, коли за складальне пристосуван-ня виступає стапель-матриця, виготовлення обшивки та складання агрегату здійснюються без внесення погрішностей, пов'язаних з деформуванням або фіксацією обшивки при базуванні.

Якщо у структурній схемі створення розмірів складального присто-сування та обшивки крупномасштабної ВДПМ існує розгалуження (варіанти "а", "б", "в" на рис. 3), то допуск на складання агрегату

, (12)

де - коефіцієнт, що враховує поводки та зміщення, викликані створен-ням з'єднань, а також прогинання пристосування у процесі складання та інші, не залежачі від методу складання причини ; - погрішність складального пристосування (або стапель-матриці); - погрішність ув'язки складального пристосування та обшивки, яка виз-начається по схемі ув'язки оснастки; - коефіцієнт фіксації .

Якщо всі етапи перенесення розмірів є пов'язаними та розподіл відхилень підпорядковано закону нормального розподілу, то допуск на виготовлення об'єкта

, (13)

де - половина поля допуску -го етапу перенесення розмірів; - координата середини поля допуску -го етапу перенесення розмірів.

Використовуючи залежність (13), можна обчислити допуск на складання агрегату крупномасштабної ВДПМ для варіантів "г", "д", "е" та "ж" допуск на виготовлення ЕПА та погрішність складального пристосування (або стапель-матриці).

Числені значення , , , , , для всіх методах ув'язки технологічної оснастки, що розглядаються, прийнятих методах виготовлення обшивки та складання агрегатів крупномасштабних ВДПМ при-ведені у таблиці.

Допуски на зовнішні обводи натурного ЛА та його крупномасштабної ВДПМ повинні відповідати наступній умові:

Рис. 3. Структурні схеми створення розмірів складальних

приспособ та агрегатів крупномасштабних ВДПМ

Таблиця

Значення допусків, погрішностей та масштабів при

різних методах ув’язки технологічної оснастки

. (14)

Якщо у якості допусків на зовнішні обводи натурного ЛА прийняти значення висот нерівностей від номінальної поверхні (тобто ), то використовуючи умову (14) отримаємо вираз для визначення (у межах - ой зони зовнішньої поверхні - того агрегату) масштабу лінійних розмірів у вигляді

. (15)

Виконав обчислення по (15) для всіх агрегатів, отримаємо ряд значень масштабу , з яких обираємо один з мінімальним численим значенням. Цей масштаб у межах -ой зони зовнішньої поверхні і є мак-симально можливим масштабом лінійних розмірів, тобто

. (16)

Максимально можливий технічно реалізовуваний у виробництві ВДПМ масштаб лінійних розмірів

. (17)

Масштаб, що обирається для реалізації лінійних розмірів, пови-нен підпорядковуватись наступній умові:

. (18)

Маючи значення геометричних параметрів натурного ЛА, що моделюється, перерахунком за співвідношеннями геометричної подоби та відповідному обраному методу ув'язки значенню масштабу (див. таблицю) можна визначити максимально можливі технічно реалізовувані у ви-робництві значення аналогічних параметрів ВДПМ та, тим самим, устано-вити технологічні обмеження геометричних параметрів конкретної ВДПМ.

Моделювання сучасних натурних ЛА пов'язано з ужорсточенням вимог до їх крупномасштабних ВДПМ та з неминучістю веде до необхідності здійснення відповідних потрібних значень параметрів якості ВДПМ при їх виготовленні. Одним з основних шляхів рішення вказаної проблеми є роз-виток ЕШМ на базі застосування електронно-обчислю-вальних машин (ЕОМ) та верстатів з числовим програмним управлінням (ВЧПУ). Спільне засто-сування графоаналітичних методів проектування поверхней агрегатів та механізованих способів перенесення розмірів дозволяє незалежно, без попереднього накреслювання плаза (із скороченням етапів перенесення розмірів), виготовляти основні шаблони або одразу ЕПА, досить точно пов'язані один з одним (варіанти "е" та "ж" на рис. 3 та у таблиці).

У зв'язку з необхідністю забезпечення подоби геометричних та масово-інерційних параметрів ВДПМ, питанням точності їх експеримен-тального визначення при контролі якості надають першорядне значення. Для ВДПМ автором обгрунтувано використання як методів, що застосо-вуються для ЛА інших призначень (при визначеної ступеню приємствено-сті), так і спеціально розроблених, що враховують специфіку ВДПМ. Зок-рема, встановлено, що координати ЦМ раціонально визначати підвішенням ВДПМ на карданної підвазі (та опусканні виску з його центру на коорди-натний пристрій, закріплений на ВДПМ), а для експериментального визна-чення фактичних значень осевих моментів інерції ВДПМ найбільш застосо-вувані метод подвійного фізичного маятника та метод крутильних коли-вань на біфілярній підвазі.

Після зважування, визначення координат ЦМ, осевих та центробіжних моментів інерції вичисляють відхилення центрівки та масово-інерційних параметрів ВДПМ (якщо такі існують) від потрібних по подобі значень, вирішують питання про необхідність та можливість їх доводки, а потім і здійснюють її.

Потрібне змінення основних параметрів ВДПМ при їх доводці можна представити таким чином:

(19)

де , - вихідна маса ВДПМ з недоведеним положенням ЦМ та потрібна маса; - відносні величини поздовжньої, нормальної та поперечної координат ЦМ ВДПМ до доводки та потрібні; - осьові та центробіжні моменти інерції ВДПМ до доводки відносно осей системи координат O*X*Y*Z*, за початок якої прийнято вихідне положення ЦМ ВДПМ; - потрібні осьові та центробіжні моменти інерції ВДПМ відносно осей пов'язаної системи координат OXYZ з початком координат у пот-рібному положенні ЦМ ВДПМ.

В розділі автором обгрунтувано поділення процедур доводки поло-ження ЦМ, моментів інерції та маси ВДПМ. Це має глибокий смисл, оскільки "видатковим" матеріалом будь-якої з переказаних доводок є ма-са ВДПМ. Як правило, існуючий жорсткий дефіцит запасу маси (але не інших параметрів ВДПМ) диктує необхідність знаходження роздільних схем доводки, що дають мінімальні значення мас центровочних та доводочних вантажів.

Для доводки положення ЦМ ВДПМ автором запропоновано використову-вати схему послідовної центрівки (, , - координати ЦМ ВДПМ до виконання центрівки відносно осей пов'язаної системи коор-динат OXYZ) шляхом установки пунктирних центривочних вантажів вздовж відповідних осей, не зменшуючих значень осьових моментів інерції ВДПМ, але і не приводящих до змінення значень центробіжних мо-ментів інерції.

Система розташування вантажів для доводки інерційних параметрів ВДПМ повинна забезпечити доводку шести моментів інерції та не приводи-ти до зміщення ЦМ. З метою спрощення і так складної доводки автором розглянуті системи тільки двох однакових по масі вантажів, розташова-них симетрично відносно початку координат та встановлено, що раціо-нальною та досить загальною є система доводочних вантажів, при якої половина вантажів розташована на осях OX, OY, OZ, а інша половина - на площинах, обмежених системою координат OXYZ.

Якщо маса доводочними вантажами повністю вичерпана бути не може, а моменти інерції ВДПМ доведені, то надлишок маси у вигляді зосе-редженого вантажу слід помістити у районі ЦМ для уникнення добавки мо-ментів інерції від її наявності.

Можливо, що доводка не всіх параметрів ВДПМ дасть задовільні ре-зультати, які у цьому випадку будуть мати реальні (або розташовані) значення. Тому для забезпечення достовірності моделювання вимагається виконання необхідних та достатніх умов, що накладаються на відхилення реальних значень параметрів ВДПМ від заданих по подобі. Необхідні умо-ви визначаються точністю вимірювань, а достатні - якістю системи авто-матичного управління (САУ) ВДПМ.

Вирішуючи проблему визначення необхідних умов, автором сформульований принцип забезпечення необхідної точності вимірювань при створенні ВДПМ та проведенні на них льотних досліджень, який у формалізованому запису має наступний вигляд:

, (20)

де , - відносні погрішності визначення величини натурного ЛА та його ВДПМ.

Умова (20) є обов'язковим при визначенні будь-яких параметрів та характеристик ВДПМ як на стадії виробництва, так і на стадії прове-дення льотних досліджень, накладає обмеження на прилади, що застосо-вуються, обладнання та вимірювальні засоби.

В розділі також одержана умова, що визначає можливі відхилення розташованих значень будь-яких параметрів або характеристик ВДПМ у вигляді:

, (21)

де - розташовані значення величини ВДПМ; - масштаб величин ; - значення величини натурного ЛА; , - значення максимально можливих погрішностей вимірювань величини натурно-го ЛА та його ВДПМ.

Автором розглянуті питання урахування погрішностей вимірювань масово-інерційнних параметрів натурного ЛА при визначенні меж необ-хідної точності доводки аналогічних параметрів ВДПМ та одержані залеж-ності, використання яких дозволяє дати узагальнену оцінку правильності експериментального визначення осьових моментів інерції ВДПМ:

(22)

де - розташовані значення осьових моментів інерції ВДПМ та значення максимально можливих погріш-ностей їх вимірювань.

Наприкінці розділу приведені дані про виробничі методи реалізо-ваних при створенні у НДІ ПФМ крупномасштабних ВДПМ літаків та дослід-жені перспективи їх подальшого застосування.

Шостий розділ присвячений формалізації достатніх умов, що наклада-ються на відхилення реальних значень параметрів ВДПМ від заданих по подобі, для чого автором розроблений метод оцінки можливості одержання достовірних даних про льотних характеристики літака на ВДПМ з парамет-рами, що не піддаються доводці.

Чи можливо використання такої ВДПМ, чи необхідно будувати іншу або взагалі слід відмовитись від проведення модельних досліджень? Си-туація вимагає оперативного дозволу не тільки iз-за більших коштів, витрачених на створення ВДПМ, а і тому, що результати модельних досліджень вкрай необхідні розробникам натурного ЛА. Звичайно, прийма-ють всі заходи, що маються, для зменшення відхилень критичних парамет-рів ВДПМ. Принесуть плановані заходи будь-який результат або ні - необхідний доказ можливості отримання достовірних даних про льотні ха-рактеристики натурного ЛА на його реальної ВДПМ.

Оцінку ступеню подоби на стадії підготовки до модельних льотних досліджень автором запропоновано проводити шляхом порівняння поведінки реальної та еталонної ВДПМ (або теоретичної, у якої всі параметри та закони управління подібні натурному ЛА). Для цього використані методи чисельного моделювання та математичний апарат дослідження якості САУ.

Для порівняння поведінки реальної та еталонної ВДПМ автором обг-рунтований вибір показників якості у вигляді наступних інтегральних оцінок перехідних процесів:

(23)

де - перехідна динамічна складаюча помилки САУ; - поточне і установлене значення вихідної величини у перехідному процесі, що досліджується (); - постійні величини, що мають розмірність часу .

Інтегральні оцінки якості є узагальненими показниками, дозволяю-чими по перехідної динамічної складаючої помилки системи досліджувати характер протікання перехідного процесу. Якщо значення інтегральних оцінок якості для реальної та еталонної ВДПМ не відрізняються більше ніж на 5% (по аналогії з затуханням перехідного процесу), то можна го-ворити про те, що поведінка обох моделей при однаковому зовнішньому впливу відрізняється незначно.

Висновок про можливість одержання достовірних даних про льотні характеристики літака на його ВДПМ з параметрами, що не піддаються до-водці, автором запропоновано робити на основі:

1. Чисельного моделювання, при якому визначають та порівнюють розрахункові значення інтегральних оцінок якості реальної та еталонної ВДПМ (отримані за результатами інтегрування на ЕОМ рівнянь математич-ної моделі руху ВДПМ при типових одиничних впливах).

2. Проведення льотних випробувань ВДПМ з визначенням фактичного вигляду - мірного перехідного процесу при типових одиничних впливах (як і у випадку чисельного моделювання), розрахунком та порівнянням інтегральних оцінок якості реальної ВДПМ за польотними даними та еталонної - по розрахункових значеннях чисельного моделювання.

При розгляді одиничних впливів у точках області режимів польоту, що досліджується, можна одержати загальну матрицю інтегральних оцінок якості САУ ВДПМ. Її елемент - , а розмір - .

Оперувати з матрицями та реальної та еталонної ВДПМ незручно, тому що їх елементи мають різну розмірність. Єдиний шлях - виконати сумісні перетворення матриць таким чином, щоб елементи нової матриці були безрозмірні, тобто утворили безрозмірний метричний простір.

Такою матрицею може бути матриця , укладена з елементів, що являються відносними погрішностями інтегральних оцінок. Значення кожного елемента матриці запропоновано знаходити по наступній формулі:

, (24)

де , - елементи матриць , інтегральних оцінок якості для еталонної та реальної ВДПМ.

Якщо норма матриці у вигляді

, (25)

то, як встановлено вище, можна говорити про можливість одержання дос-товірних результатів льотних досліджень на ВДПМ з параметрами, що не піддаються доводці. Рівність нулю норми рівнозначно випадку повного співпадіння параметрів руху реальної та еталонної ВДПМ.

Метод оцінки можливості одержання достовірних даних про льотні характеристики літака на ВДПМ з параметрами, що не піддаються доводці, реалізований автором у модифікації системи автоматизованого проектування ЦАГІ "Динаміка" та використаний при рішенні ряду аналогічних задач.

В сьомому розділі представлені теоретичні та методичні основи технології контролю якості крупномасштабних ВДПМ літаків при виконанні модельних випробувальних та дослідних польотів. Автором розроблена ра-ціональна сукупність задач заключного етапу створення ВДПМ - льотних випробувань та визначений комплекс робіт по їх рішенню.

Льотні випробування ВДПМ займають порівняно невеликий інтервал часу та зводяться, у підсумку, до визначення працездатності життєво важливих систем ВДПМ та з'ясуванню питання про реальність одержання інформації про натурний ЛА, яка цікавить замовника, що в повному виг-ляді можна об'єднати у наступну групу задач: перевірка та наладка обладнання ВДПМ, наземного комплексу та засобів запуску; перевірка пове-дінки ВДПМ до скидання або під час руху по спрямовуючій; визначення навантажень на елементи планера та тензометрировання вузлів кріплення ВДПМ з засобом запуску; визначення ефективності системи розділу ВДПМ з засобом запуску, а також працездатності піро- та електромеханізмів для скидання центровочного вантажу та розфіксації органів управління; виз-начення характеристик стійкості та керованості ВДПМ, а також ефектив-ності САУ при виведенні ВДПМ на режим експерименту; перевірка працез-датності електроавтоматики системи рятування та парашутно-гальмовної системи ВДПМ; уточнення аеродинамічних характеристик ВДПМ та меж зон автомодельності; визначення фактичного вигляду перехідних процесів, інтегральних оцінок якості та їх порівняння з аналогічними оцінками еталонної ВДПМ; виявлення та усунення вад ВДПМ; доводка параметрів ВДПМ і характеристик її систем до значень, що забезпечують подобу при моделюванні.

Результатом рішення цих задач є висновок про гідність ВДПМ як ЛА та інструмента для виконання конкретних льотних досліджень.

При розробці елементів технології, що розглядається, автором вра-ховані методичні особливості проведення модельних льотних експеримен-тів, що дозволило йому сформулювати основні підходи до побудови польотних циклограм ВДПМ, що відповідають принципам замкнутості, роз-ширяємості та доступності, модульності та стандартності, пріоритет-ності позицій, адаптивності та захищеності.

В розділі автором вирішена задача по визначенню необхідної кількості ВДПМ (а, отже, програми виробництва) та польотів на них для ви-конання заданої програми льотних досліджень. Для цього розглянуті два найбільш імовірних варіанта проведення льотних досліджень на ВДПМ:

1. Необхідна кількість ВДПМ починає дослідні польоти одночасно.

2. ВДПМ вступають у льотні дослідження з постійним інтервалом часу .

Для обох варіантів прийнято наступна умова: вихід із строю робіт-ничої ВДПМ не приводить до порушення графіка льотних досліджень та здовження їх строків. Це можливо тільки за наявністю запасних ВДПМ, здатних повністю замінити робітничі.

Потрібна кількість польотів ВДПМ (яку необхідно здійснити за час )

, (26)

де - необхідна сумарна тривалість експериментальних інформаційних дільниць польотів ВДПМ; - коефіцієнт використання польотного часу; - планований час одного польоту ВДПМ (з моменту старту до моменту випуску парашуту); - час, необхідний для приведення ВДПМ після старту у стан початку експерименту.

Кількість ВДПМ, приймаючих участь у - ой програмі льотних дослід-жень,

, (27)

де - кількість робітничих ВДПМ; - кількість запасних ВДПМ (замінюють робітничі ВДПМ у випадку необхідності та, звичайно, після аварії останніх).

Кількість робітничих та запасних ВДПМ можна визначити таким чи-ном:

для першого варіанту

, ; (28)

для другого варіанту

, (29)

а слід визначати по формулі (28) першого варіанту.

Тут - середній час підготовки ВДПМ до польоту (враховуються як робітничі дні, так і дні змушеного простою); - середнє число дослідних польотів ВДПМ до її беззворотної втрати.

У формулах (26), (28) та (29) для визначення , та входять параметри , , , , , , , . Якщо значення тривалості проведення льотних досліджень слід задавати виходячи з вимог замовника, значення інтервалу часу - виходячи з можливостей виробництва, а значення та - визначати при проектуванні (виходячи з задач моделювання енергетичних можливостей ВДПМ, що закладають-ся, та умов безпеки при проведенні льотних досліджень), то значення інших параметрів можуть бути задані або визначені тільки за умови ви-користання статистичних даних про льотні дослідження на ВДПМ та льотних випробувань натурних ЛА заданих класів. Проте, можна зробити і деякі узагальнення. Так, днів, хвилин, с, , польотів залежно від групи вирішуємих задач, способу запуску та типу ВДПМ.

На практиці можливі відхилення від прийнятого варіанту проведення льотних досліджень на ВДПМ, що зумовлено цілим рядом причин, насампе-ред, пов'язаних зі зрушенням у строках поставки ВДПМ, зміненням часу підготовки її та науково-дослідного комплексу до польоту iз-за відмов техніки, а також причин, пов'язаних зі змушеними простоями по погодним та іншим непередбачуваним умовам. Прийняті ж та розрахункові значення параметрів варіанту льотних досліджень на ВДПМ є основою для плануван-ня, контролю та управління ходом їх виконання.

У восьмому розділі автором на підставі аналізу використованих у НДІ ПФМ методичних, конструкторських та технологічних рішень зроблені висновки-рекомендації по створенню крупномасштабних ВДПМ потрібної якості, приведені результати використання розробленої технології у практиці створення ВДПМ маневрених літаків та проведення на них льотних досліджень, а також показана економічна ефективність застосу-вання крупномасштабних ВДПМ.

В розділі представлена рекомендована структура формування та контролю якості крупномасштабних ВДПМ літаків, яка встановлює, що потрібну якість ВДПМ можна забезпечити лише у результаті здійснення вельми складного комплексного процесу, який включає розробку техніч-ного завдання, проектування, підготовку виробництва, виготовлення, наземні випробування, доводку параметрів, чисельне моделювання, льотні випробування, а також частково і процес експлуатації ВДПМ.

Успішне рішення пов'язаних з ВДПМ комплексу наукових та технічних проблем дозволило виконати цілий ряд конкретних прикладних завдань підприємств та організацій авіаційного та ракетного профілю. В розділі автор розглянув ті з них, при виконанні яких була доведена доцільність та ефективність застосування розробленого варіанту технології створен-ня крупномасштабних ВДПМ, а також досить повно використані ідеї, зак-ладені у даній дисертації. При цьому підведені підсумки виконання програми досліджень на ВДПМ СКМ-БПК динаміки польоту маневреного літака Су-7 при втраті несучих та керуючих поверхней, а також здійснений аналіз результатів перших польотів ВДПМ СЛМТ-10С-ЕСУПС літака Су-27 по оцінці нових методів та засобів поліпшення несучих властивостей аеродинамічних компоновок та управляємості літаків на великих вуглах атаки.

В даному розділі, із всіх складаючих позитивного ефекту, автор більш докладно зупинився на одному з них - економічному, пов'язаному з оцінкою та зниженням витрат на створення та доопрацювання дослідних та серійних зразків натурного ЛА. Розрахунки показників економічної ефек-тивності від використання ВДПМ серії СЛМТ-10С для дослідження повален-ня та штопора літака Су-27 дали наступні результати:

1. Коефіцієнт економічної ефективності капіталовкладень у ство-рення виробничого та науково-дослідного комплексу для ВДПМ серії СЛМТ-10С склав 0,21 (при нормативному коефіцієнті ефективності капіталовкладень = 0,15).

2. Мінімальний сумарний річний економічний ефект від застосування крупномасштабних ВДПМ серії СЛМТ-10С (у цінах 1988 р.) склав 932 тис. крб. при вартості госпдоговірної роботи 150 тис. крб. на рік. Таким чином, економічна ефективність від виконання таких досліджень склала не менше 6,2 грн. на 1 грн. витрат у теперішніх цінах.

3. Приведені дані про економічну ефективність слід розглядати як мінімальні, тому що за досвідом роботи провідних вітчизняних авіаційних конструкторських бюро, який збігає з закордонними даними, виконання програми досліджень на крупномасштабних ВДПМ дозволяє уникнути втрати у середньому одного дослідного зразку літака, що створюється. Врахо-вуючи, що для розглянутого прикладу вартість дослідного зразку літака Су-27 склала близько 50 млн. крб. (у цінах того ж 1988 р.), а програма дослідження характеристик повалення та штопора кожної його модифікації продовжувалась близько трьох років, отримаємо більш об'єктивні дані: річний економічний ефект 17,6 млн. крб., а економічна ефективність складає 110 крб. на 1 крб. витрат.

Приведені результати розрахунків дозволили зробити висновок про досить високу економічну ефективність застосування крупномасштабних ВДПМ для випереджаючих досліджень критичних режимів польоту літаків.

У висновку викладені основні результати дисертаційної роботи.

Додаток вмістить акти про впровадження та використання результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

1. Виконаний комплекс теоретичних та експериментальних досліджень, що дозволили обгрунтувати та сформулювати основні теоретичні положення та практичні рекомендації по створенню крупномасштабних ВДПМ для випе-реджаючих досліджень критичних режимів польоту літаків. Вперше здійс-нений системний підхід до рішення питань формування та контролю якості крупномасштабних ВДПМ. Розроблений теоретичний та методичний інстру-ментарій, що його реалізує.

2. Розроблені теоретичні основи формування потрібної якості круп-номасштабних ВДПМ. Одержані співвідношення, що пов'язують допуски на відхилення розмірів та форми ВДПМ з аналогічними допусками натурного ЛА. Встановлені вимоги до шорсткості поверхні ВДПМ. Одержані аналітичні залежності, дозволяючи визначати значення потрібних основних па-раметрів та характеристик ВДПМ залежно від класу вирішуваних задач мо-делювання.

3. Розроблений алгоритм рішення задачі по визначенню можливості та доцільності фізичної реалізації ВДПМ. Теоретичні та методичні основи алгоритму використані у комплексі програм "ВДПМ-ЕСКІЗ". З його допомо-гою проведений великий обсяг параметричних досліджень, які показали, що критичні режими польоту, пов'язані зі зваленням та штопором практично всіх класів сучасних літаків, можуть бути вивчені на фізично реалізованих ВДПМ.

4. Визначені основні критерії та фактори, що впливають на вибір методів виготовлення та складання планера, забезпечення взаємозамінюваності та ув'язки технологічної оснастки для забезпечення потрібної якості ВДПМ. Формалізовані умови проведення наземних та льотних випро-бувань при здійсненні його контролю. Обгрунтувано використання існую-чих та спеціальних методів експериментального визначення геометричних та масово-інерційних параметрів ВДПМ. Одержані залежності, використан-ня яких дозволяє дати узагальнену оцінку правильності результатів їх експериментального визначення. Розроблений метод визначення можливості доводки фактичних значень масово-інерційних параметрів ВДПМ до потрібних по подобі значень. Теоретично обгрунтуваний та сформульований принцип забезпечення необхідної точності вимірювань при використанні техноло-гії створення ВДПМ та проведення на них випереджаючих досліджень кри-тичних режимів польоту літаків.

5. Розроблений метод оцінки можливості отримання достовірних даних про льотні характеристики літака на ВДПМ з параметрами, що не піддаються доводці. Використання комплексу програм "Динаміка" дозволило вирішити ряд задач по оцінці ступеню подоби при моделюванні на ВДПМ режимів польоту натурного ЛА та гідності реальних ВДПМ для льотних досліджень.

6. Визначена раціональна сукупність задач наземних та льотних випробувань крупномасштабних ВДПМ. Розроблені основні підходи до планування та проведення випереджаючих досліджень критичних режимів польоту літаків на крупномасштабних ВДПМ. Вирішена задача по визначен-ню необхідної кількості ВДПМ та польотів на них для виконання заданої програми льотних досліджень.

7. Розроблені автором принципи та методи апробовані при створенні модифікацій крупномасштабних ВДПМ літаків Су-7, Су-27, а також моделей СЛМ-22, СЛМ-32 перспективного ЛА.

8. Результати дисертаційної роботи впроваджені у НДІ ПФМ при ви-конанні госпдоговірних робіт у інтересах Льотно-дослідного інституту ім. М.М. Громова, ММЗ ім. А.І. Мікояна, в/ч 03444, Московського авіа-ційного інституту, Міністерства освіти та науки України, Міністерства машинобудування, військово-промислового комплексу та конверсії України. Матеріали дисертаційної роботи використані у навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "Хар-ківський авіаційний інститут", а також при підготовці та здійсненні програми навчання фахівців CARDC Китайської Народної Республіки.

9. Розроблений теоретичний та методичний інструментарій, а також програмне забезпечення, що його реалізує, дозволили комплексно виріши-ти проблему створення крупномасштабних ВДПМ, підвищити точність, інформативність та ефективність результатів фізичного моделювання та, зрештою, - скоротити строки та витрати на розробку натурних ЛА.

СПИСОК ОПУБЛIКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦIЇ

1. Бетин А.В., Рыженко А.И., Рябков В.И. , Черановский О.Р. Опре-деление размеров и массово-инерционных параметров свободнолетающих ди-намически подобных моделей самолетов: Учеб. пособие. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1992. - 101 с.

2. Бетин А.В., Рыженко А.И., Рябков В.И. , Черановский О.Р. Авто-матизированный расчет основных параметров свободнолетающих динамически подобных моделей самолетов: Учеб. пособие. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1992. - 68 с.

3. Бетин А.В., Мурин М.Н. Учет погрешностей измерений параметров натурного летательного аппарата при доводке параметров его свободноле-тающей модели //Информационные системы. Выпуск 2: Сб. науч. тр. - Харьков: НАНУ, ПАНИ, ХВУ, 1994. - С. 52-56.

4. Бетин А.В., Мурин М.Н. Обобщенная оценка правильности экспери-ментального определения осевых моментов инерции летательных аппаратов //Информационные системы. Выпуск 2: Сб. науч. тр. - Харьков: НАНУ, ПАНИ, ХВУ, 1995. - С. 67-69.

5. Бетин А.В., Рыженко А.И., Мурин М.Н. Теоретические основы пла-нирования при реализации технологии опережающих исследований на сво-боднолетающих моделях //Материалы шестой международной конференции "Новые технологии в машиностроении" - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1997. - С. 165-170.

6. Betin A., Ryzhenko A., Sadovnitchii S., Alvares M. The flight dynamics simulation technology by means of dynamically similar models //Материалы шестой международной конференции "Новые технологии в маши-ностроении" - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1997. - С. 246-251.

7. Бетин А.В., Черановский В.О. Критерии получения достоверных данных о летных характеристиках самолета на его частично неподобной свободнолетающей модели //Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1997. - С. 83-87.

8. Бетин А.В. Методические основы формирования циклограмм иссле-довательских полетов крупномасштабных свободнолетающих моделей самоле-тов //Збірник наукових праць. Випуск 14. - Харків: Харк. війск. ун-т, 1997. - С. 188-194.

9. Бетин А.В., Мурин М.Н. Условия обеспечения адекватности при проведении исследований на крупномасштабных свободнолетающих моделях самолетов //Збірник наукових праць. Випуск 16. - Харків: Харк. війск. ун-т, 1998. - С. 181-185.

10. Бетин А.В. Методы определения осевых и центробежных моментов инерции крупномасштабных свободнолетающих моделей самолетов //Авиа-ционно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1998. - С. 38-41.

11. Betin A., Ryzhenko A., Sadovnychiy S., Ricardo Peralta-Fabi. Simulation of aircraft flight dynamics by means of dynamically similar models //Modeling and simulation technologies. - Boston, USA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1998. - pp. 64-69.

12. Бетин А.В. Определение затрат массы для доводки положения центра масс крупномасштабной свободнолетающей модели до требуемого по подобию положения //Авиационно-космическая техника и технология. Вы-пуск 6: Сб. науч. тр. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1998. - С. 51-53.

13. Бетін О.В., Мурiн М.М. Експериментальні та розрахункові мето-ди оцінки залишкових тактичних можливостей безпілотних літальних апа-ратів, які отримали пошкодження //Ракетно-космічна техніка. Випуск 1: Збірник наукових праць.- Харків: Харк. війск. ун-т, 1999.- С. 107-109.

14. Betin A., Sadovnychiy S., Ryshenko A. Simulation of aircraft emergencies by means of dynamically similar models //Modeling and sitechnologies. - Portland, USA: American Institute of Aero-nautics and Astronautics, 1999. - pp. 328-334.

15. Бетин А.В., Мурин М.Н. Теорема о центробежных моментах инер-ции системы материальных точек относительно взаимно параллельных пар координатных осей //Інформатика. Вип. 7: Збірка наукових праць. - Київ: Наук. думка, 1999. - С. 69-71.

16. Бетин А.В., Мурин М.Н. Минимизация значений критических мо-ментов инерции крупномасштабной свободнолетающей модели при осуществ-лении последовательной центровки //Информационные системы. Выпуск 1(12): Сб. науч. тр. - Харьков: НАНУ, ПАНИ, ХВУ, 1999. - С. 128-131.

17. Бетин А.В. Доводка массово-инерционных параметров крупномасш-табной свободнолетающей модели //Системи обробки інформації. Випуск 1(5): Збірник наукових праць. - Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 1999. - С. 100-103.

18. Бетин А.В., Черановский О.Р. Основные концепции формирования и контроля качества крупномасштабных свободнолетающих динамически по-добных моделей самолетов //Технологические системы. Выпуск 1(3): Науч-но-технический журнал. - Киев: УкрНИИАТ, 2000. - С. 62-65.

19. Бетин А.В., Рыженко А.И., Мураховская Е.А. Подобие формы и качество поверхности крупномасштабных свободнолетающих моделей самоле-тов //Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Выпуск 18(1): Темат. сб. науч. тр. - Харьков: Гос. аэрокос-мич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2000. - С. 22-25.

20. Бетин А.В., Рыженко А.И., Мураховская Е.А. Рациональные мето-ды достижения потребного качества крупномасштабных свободнолетающих моделей самолетов //Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Выпуск 19(2): Темат. сб. науч. тр. - Харьков: Гос. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2000. - С. 33-36.

21. Бетин А.В., Рыженко А.И., Мураховская Е.А. Комплексный подход к проектированию и подготовке производства свободнолетающих моделей самолетов //Вопросы проектирования и производства конструкций лета-тельных аппаратов. Выпуск 25(2): Темат. сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2001. - С. 14-20.

22. Бетин А.В., Рыженко А.И., Тиняков Д.В. Технологические огра-ничения геометрических параметров крупномасштабных свободнолетающих моделей самолетов //Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Выпуск 25(2): Темат. сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2001. - С. 69-75.

23. Бетин А.В., Рыженко А.И., Тиняков Д.В. Конструктивно-технологические решения крупномасштабных свободнолетающих моделей са-молетов //Авиационно-космическая техника и технология. Выпуск 24: Сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2001. - С. 60-65.

24. Бетин А.В. Влияние требований к конструкционным материалам на технологию изготовления свободнолетающих моделей самолетов //Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вы-пуск 26(3): Темат. сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2001. - С. 95-100.

25. Бетин А.В., Тиняков Д.В. Методические основы контроля качест-ва крупномасштабных свободнолетающих моделей самолетов //Авиационно-космическая техника и технология. Выпуск 25: Сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосмич. ун-т им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", 2001. - С. 61-66.

26. Бетин А.В., Рыженко А.И., Тиняков Д.В., Мураховская Е.А. Структура и инструментарий процесса создания крупномасштабных свобод-нолетающих моделей самолетов //Системи обробки інформації. Випуск 4(14): Збірник наукових праць. - Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2001. - С. 181-187.

АНОТАЦIЯ

Бетін О.В. Технологія створення крупномасштабних вільнолітаючих моделей для випереджаючих досліджень критичних режимів польоту літа-ків. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського "ХАІ", Харків, 2001.

Вперше здійснений системний підхід до вирішування проблем створення крупномасштабних вільнолітаючих динамічно подібних моделей літаків. Розроблений теоретичний та методичний інструментарій, що його реалізує, а також відповідне йому програмне забезпечення, що дозволило підвищити точність, інформативність та ефективність результатів фізичного моде-лювання та, в кінцевому рахунку, - скоротити терміни та витрати на розробку натурних літальних апаратів.

Ключові слова: крупномасштабна вільнолітаюча динамічно подібна модель, технологія створення, теоретичний та методичний інструмента-рій, формування та контроль якості, точність виготовлення, технологіч-ний процес.

АННОТАЦИЯ

Бетин А.В. Технология создания крупномасштабных свободнолетаю-щих моделей для опережающих исследований критических режимов полета самолетов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.07.04 - технология производства летательных аппа-ратов, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", Харьков, 2001.

Диссертация посвящена разработке технологии создания крупномасш-табных свободнолетающих динамически подобных моделей (СДПМ) самолетов, в которой впервые осуществлен системный подход к решению проблем соз-дания таких летательных аппаратов (ЛА) и разработан реализующий его теоретический и методический инструментарий.

Определены параметры качества крупномасштабных СДПМ; установлены требования к параметрам качества СДПМ и условиям проведения наземных и летных испытаний при осуществлении их контроля.

Разработаны теоретические основы формирования качества СДПМ мето-дами проектирования, а также требования к конструкционным материалам, удовлетворение которых обеспечивает потребные значения параметров ка-чества СДПМ, определяет содержание технологической подготовки произ-водства, методы и способы их изготовления.

Установлены технологические ограничения геометрических параметров крупномасштабных СДПМ и исследованы проблемы обеспечения потребных значений параметров точности и качества изготовления СДПМ возможными производственными методами, а также исследованы перспективы их приме-нения.

Разработаны теоретические основы определения минимальных затрат массы для доводки положения центра масс СДПМ до требуемого по подобию положения и метод определения возможности технологической доводки фак-тических значений массово-инерционных параметров СДПМ до требуемых по подобию значений.

Теоретически обоснован и сформулирован принцип обеспечения необ-ходимой точности измерений при создании крупномасштабных СДПМ и прове-дении на них летных исследований.

Разработан метод оценки возможности получения достоверных данных о летных характеристиках самолета на СДПМ с неподдающимися доводке па-раметрами.

Определена рациональная совокупность задач заключительного этапа создания крупномасштабных СДПМ - летных испытаний и сформулированы основные положения для построения полетных циклограмм, реализующих общий подход к решению вопроса о годности СДПМ как ЛА, так и научно-исследовательского инструмента.

Разработаны теоретические основы формирования программы производ-ства крупномасштабных СДПМ, при этом задачи по определению необходимо-го количества СДПМ и полетов на них для выполнения заданной программы летных исследований решены совместно.

Разработанный теоретический и методический инструментарий, а так-же реализующее его программное обеспечение позволили комплексно решить проблему создания крупномасштабных СДПМ, повысить точность, информа-тивность и эффективность результатов физического моделирования и, в конечном счете, - сократить сроки и затраты на разработку натурных ЛА.

Ключевые слова: крупномасштабная свободнолетающая динамически по-добная модель, технология создания, теоретический и методический инст-рументарий, формирование и контроль качества, точность изготовления, технологический процесс.

ABSTRACT

Betin A.V. The technology of the large-scale free-flying models creation for the forestall investigations of aircrafts flight critical regimens. - Manuscript.

The academic degree of a doctor of technical sciences disserta-tion on the 05.07.04 specialty - the technology of the aerial vehicle manufacturing, N.E. Zhukovsky National aerospace university "KhAI", Kharkov, 2001.

The system approach to the solution of problems of the quality forming and control of the large-scale free-flying dynamically similar models of aircrafts first has been accomplished. Realizing the theoretical and systematic instrumentation has been elaborated, as well as the corresponding program providing, what permitted to raise the acinformative and useful effect of physical modeling results and, in the end, - to reduce terms and expenditures for the life-size aerial vehicle design.

Key words: large-scale free-flying dynamically similar model, technology of creation, theoretical and systematic instrumentation, quality forming and control, manufacturing accuracy, technological process.

АВТОРЕФЕРАТ ДИСЕРТАЦIЇ

Підписано до друку 01.11.2001 р.

Ум. друк. арк. 2. Тир. 80 прим.

Друкарня НАКУ, м. Харків-70, вул. Чкалова, 17.