Досвід формування силових елементів крила літака із застосуванням підходів топологічної оптимізації

Автор(и)

  • Ярослав Хребтієвський КПІ ім. Ігоря Сікорського
  • Віталій Сухов КПІ ім. Ігоря Сікорського
  • Ярослав Козей КПІ ім. Ігоря Сікорського

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771392020229109

Ключові слова:

топологічна оптимізація, крило літака, конструктивно-силові елементи планеру, мінімізація маси

Анотація

В роботі проведено дослідження ефективності використання методів топологічної оптимізації для мінімізації маси основних конструктивно-силових елементів крила літака. На прикладі типової, набірної конструктивно-силової схеми крила легкого літака проведено визначення величин можливої мінімізації маси планеру.

Встановлено що використання топологічної оптимізації на етапі проектування силових елементів планеру літака дає можливість суттєво зменшити масу основних конструктивно-силових елементів та дозволяє суттєво знизити злітну масу літака. Розглянутий підхід з використанням результатів оптимізації може бути застосований для визначення раціональних силових схем, прогнозування маси крила з урахуванням особливостей їх геометричних форм і граничних умов.

Біографії авторів

Ярослав Хребтієвський , КПІ ім. Ігоря Сікорського

студент кафедри авіа- та ракетобудування

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Віталій Сухов , КПІ ім. Ігоря Сікорського

доктор технічних наук, професор кафедри авіа- та ракетобудування

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Ярослав Козей, КПІ ім. Ігоря Сікорського

кандидат технічних наук, асистент кафедри авіа- та ракетобудування

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолетов. – М.: Машиност-роение, 1983. 648 с.

Шейнин В. М., Козловский В. И. Весовое проектирование и эффектив-ность пассажирских самолетов. – М.: Машиностроение, 1984. 552 с.

Комаров В. А. Проектирование силовых схем авиационных конструк-ций // Актуальные проблемы авиационной науки и техники. – М.: Ма-шиностроение, 1984. – 114 – 129 с.

Bendsoe M. P. Optimization of structural topology, shape, and material. — Berlin: Springer, 1995, 271 p.

Bendsoe M. P., Kikuchi N. Generating optimal topologies in structural design using a homogenization Method // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1988. V. 71. – 197 – 224 p.

Eschenauer H. A., Olhoff N. Topology optimization of continuum structures: A review // Appl. Mech. Rev. 2001. V. 54, N 4. – 331 – 389 p.

Комаров В. А. Повышение жесткости конструкций топологическими средствами // Вестник СГАУ. 2003. № 1. – 24 – 37 с.

Комаров В. А. Весовой анализ авиационных конструкций: теоретичес-кие основы // Полет. 2000. № 1. – 31 — 39 с.

Болдырев А. В., Комаров В. А., Лаптева М. Ю., Попович К. Ф. Учет статической аэроупругости на ранних стадиях проектирования // Полет. 2008. № 1. – 34 — 39 с.

Large scale topological optimisation: aircraft engine pylon case

[Електронний ресурс] // Altair. – 2015. – Режим доступу до ресурсу: https://www.slideshare.net/altairhtcus/large-scale-topological-optimisationaircraft-engine-pylon-case.

Закревський А. О. Формування авіаційних конструкцій методом 3д друку [Текст] А. О. Закревський, Я. С. Козей, В. В. Сухов Авіаційно-космічна техніка і технологія: сб. науч. тр. / М-во освіти і науки Украї-ни, Нац. аерокосм. ун-т ім. Н. Є. Жуковського «ХАІ». – Харків, 2018. Вип. 3 (147). – С. 1322. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/aktit_2018_3_4.

Душеба О. В. Формування силових елементів конструкції планеру літака методом топологічної оптимізації / О. В. Душеба, В. В. Сухов // Інформаційні системи, механіка та керування. - 2018. - Вип. 18. - С. 33-41. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ismk_2018_18_7.

Spysok vykorystanoi literatury

Torenbik E. Proektirovanie dozvukovyih samoletov. – M.: Mashi-nos-troenie, 1983. 648 s.

Sheynin V. M., Kozlovskiy V. I. Vesovoe proektirovanie i effektivnost passazhirskih samoletov. – M.: Mashinostroenie, 1984. 552 s.

Komarov V. A. Proektirovanie silovyih shem aviatsionnyih kons-tru-ktsiy // Aktualnyie problemyi aviatsionnoy nauki i tehniki. – M.: Mashinostroenie, 1984. – 114 – 129 s.

Bendsoe M. P. Optimization of structural topology, shape, and material. — Berlin: Springer, 1995, 271 p.

Bendsoe M. P., Kikuchi N. Generating optimal topologies in structural design using a homogenization Method // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1988. V. 71. – 197 – 224 p.

Eschenauer H. A., Olhoff N. Topology optimization of continuum structures: A review // Appl. Mech. Rev. 2001. V. 54, N 4. – 331 – 389 p.

Komarov V. A. Povyishenie zhestkosti konstruktsiy topologicheski-mi sredstvami // Vestnik SGAU. 2003. # 1. – 24 – 37 s.

Komarov V. A. Vesovoy analiz aviatsionnyih konstruktsiy: teore-tiche-skie osnovyi // Polet. 2000. # 1. – 31 — 39 s.

Boldyirev A. V., Komarov V. A., Lapteva M. Yu., Popovich K. F. Uchet staticheskoy aerouprugosti na rannih stadiyah proektirovaniya // Po-let. 2008. # 1. – 34 — 39 s.

Large scale topological optimisation: aircraft engine pylon case [Elektronniy resurs] // Altair. – 2015. – Rezhym dostupu do resursu:https://www.slideshare.net/altairhtcus/large-scale-topological-optimisationaircraft-engine-pylon-case.

Zakrevskyi A. O. Formuvannia aviatsiinykh konstruktsii meto-dom 3d druku [Tekst] A. O. Zakrevskyi, Ya. S. Kozei, V. V. Sukhov Aviatsiino-kosmichna tekhnika i tekhnolohiia: sb. nauch. tr. / M-vo osvity i nauky Uk-rainy, Nats. aerokosm. un-t im. N. Ye. Zhukovskoho «KhAI». – Kharkiv, 2018. Vyp. 3 (147). – S. 1322. - Rezhym dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/aktit_2018_3_4.

Dusheba O. V. Formuvannia sylovykh elementiv konstruktsii planeru li-taka metodom topolohichnoi optymizatsii / O. V. Dusheba, V. V. Sukhov // Informatsiini systemy, mekhanika ta keruvannia. - 2018. - Vyp. 18. - S. 33-41. - Rezhym dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ismk_2018_18_7.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-05-20

Номер

Розділ

Механіка елементів конструкцій