Методологія проектування модифікацій військово-транспортних літаків при глибоких змінах у крилі та силовій установці

Abstract

Для етапу попереднього проектування модифікацій військово-транспортних літаків (ВТЛ) розроблено й апробовано нову методологію формування параметрів ВТЛ, структуру якої утворюють нові поняття, методи й моделі: – поняття коефіцієнта еліптичності трапецієподібного крила і метод його визначення; – метод геометричного перекомпонування ізольованого трапецієподібного крила з урахуванням коефіцієнта його еліптичності; – метод уточнення компонування системи несних поверхонь «крило + агрегати хвостового оперення» з урахуванням геометричного перекомпонування крила; – як критеріальна база до структури методології входять моделі: • мінімізації індуктивного опору крила і всієї системи несних поверхонь; • узгодження модифікаційних змін у крилі та силовій установці на основі показника паливної ефективності. З урахуванням цих методів і моделей на етапі попереднього проектування сформовано й реалізовано параметри в таких модифікаціях як Ан-132Д, Ан-178 і Ан-188, що забезпечує конкурентоспроможність цих літаків на світових ринках.

Для этапа предварительного проектирования модификаций военно-транспортных самолетов (ВТС) разработана и апробирована новая методология формирования параметров ВТС, структуру которой образуют новое понятие, новые методы и модели: – понятие коэффициента эллиптичности трапециевидного крыла и метод его определения; – метод геометрической перекомпоновки изолированного трапециевидного крыла с учетом коэффициента его эллиптичности; – метод уточнения компоновки системы несущих поверхностей «крыло + агрегаты хвостового оперения» с учетом геометрической перекомпоновки крыла; – в качестве критериальной базы в структуру методологии входят модели: • минимизации индуктивного сопротивления крыла и всей системы несущих поверхностей; • согласования модификационных изменений в крыле и силовой установке на основе показателя удельной топливной эффективности. С учетом этих методов и моделей на этапе предварительного проектирования сформированы параметры, реализованные в создаваемых модификациях: – на базе самолета Ан-32 путем глубоких изменений в силовой установке, т. е. использованием двигателей PW150 и увеличением массы топлива в полтора раза, создана модификация легкого ВТС Ан-132Д с увеличенной грузоподъемностью 9,2 т при дальности действия с этим грузом до 3000 км при расходе топлива 222 г/т.км. Модификация Ан-132Д имеет и другие преимущества: • переменные обороты воздушного винта nпг = 850... 1200 об/мин; • «тихое руление» при nпг = 850 об/мин в пределах аэродрома; • черезвычайный режим работы маршевого двигателя при отказе одного из двух не только при взлете, но и, при необходимости, на маршруте; • значительно лучше экологические показатели вредных выбросов у маршевого двигателя и шума на местности. – на базе пассажирского самолета Ан-148 путем глубоких изменений и в геометрии крыла, и в силовой установке создана модификация среднего ВТС Ан-178 с грузоподъемностью 18 т и дальностью действия при максимальной загрузке 1200 км, с расходом топлива 223 г/т.км грузовой люк и грузовая кабина этого самолета полностью приспособлены к перевозки стандартных морских контейнеров, что обеспечивает этой модификации «нишу» использования, не занятую конкурентами-аналогами. – путем глубоких модификационных изменений в силовой установке, т.е. заменой маршевых двигателей типа Д-436-148Н и двигатели Д-436-148ФМ и в геометрии крыла самолета Ан-77 создан оперативный ВТС Ан-188, обладающий полным превосходством по основным параметрам: грузоподъёмности, дальности действия, крейсерской скорости в том числе и боеготовности всех существующих оперативно-тактических военно-транспортных самолетов. Такой результат обеспечивает конкурентоспособность легкого ВТС Ан-132Д, среднего Ан-178 и оперативно-тактического Ан-188 на мировых рынках.

For the stage of preliminary designing of МТА modifications, a new methodology for the formation of МТА parameters was developed and tested, the structure of which is formed by new concepts, methods and models: – the concept of the ellipticity coefficient of the trapezoidal wing and the method for its determination; – the method of geometric rearrangement of an isolated trapezoidal wing, taking into account the coefficient of its ellipticity; – a method for refining the layout of the system of bearing surfaces “wing + tail units” taking into account the geometric rearrangement of the wing; – as a criterion base, the structure of the methodology includes models: • minimizing the inductive resistance of the wing and the entire system of bearing surfaces; • coordination of modification changes in the wing and power plant based on the fuel efficiency indicator. Based on these methods and models, at the preliminary design stage, parameters were generated and implemented in such modifications as An-132D, An-178 and An-188, which ensures these aircraft competitiveness in world markets.