Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » Авиация России

Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » Авиация России Мультикоптеры

Автономные системы радионавигации

Автономные системы радионавигации, в отличае от неавтономных не требуют для своей работы внешних источников сигнала. Передатчики и приёмники таких систем находятся на одном и том же ЛА. Их задача — определение характеристик полёта воздушного судна радиолокационным методом.

Литература

1. «Радиотехнические системы» Казаринов Ю.М., Москва, 1990

2. «Авиационные приборы и системы» Клюев Г.И., Ульяновск, УлГТУ, 2000

3. «Справочник пилота и штурмана гражданской авиации» Васин И.Ф., Москва, 1990

UPD: Вставил красивую картинку (найдена на просторах интернета)UPD2: Добавил метеолокатор (спасибо Rayslava)UPD3,4: Исправил несколько ошибок в тексте (благодарности spacediver и Ermak)

Неавтономные системы радионавигации

Основными функциями неавтономных радионавигационных систем является вождение летательных аппаратов по курсу, привод на аэродром, помошь при заходе на посадку. Такие системы состоят из двух частей: системы радиомаяков на земле (также на борту других ЛА или КА) и приёмников на борту ЛА, который по параметрам принятого от радиомаяка сигнала, определяет направление на данный радиомаяк.

От цифровизации к цифровой трансформации

Генеральный конструктор ОАК Сергей Коротков в статье для журнала «АвиаСоюз» предлагает различать цифровизацию авиастроения и цифровую трансформацию. Цифровые методы начали применяться в отрасли с конца 1950-х годов, с появлением первых ЭВМ. По сути, цифровизация – это решение уже существовавших ранее задач методами автоматизации.

Системы автоматического пилотирования

Системы автоматического пилотирования предназначены для повышения безопасности полета ЛА. Данные системы уменьшают колебания ЛА по всем осям, автоматически балансируют ЛА, согласовывают отклонение управляющих плоскостей, снижают влияние турбулентности, а также снижает нагрузку на рычагах управления.

В зависимости от типа ЛА, на нём может присутствовать специфическое для него оборудование. Например на гражданских пассажирских ЛА имеется система громкой связи и развлекательная мультимедийная система. На военных ЛА можно обнаружить систему управления вооружением, прицельные и разведывательные комплексы, радиолокационные станции, специфические пилотажно-навигационные системы.

Надеюсь тема окажется интересна хабрасообществу. В дальнейшем планирую написать подробнее по каждой из систем, в особенности по системам отображения, а также описать основные тенденции в развитии отечественной и зарубежной авионики.

Системы отображения информации

Системы отображения информации (СОИ) выдают членам экипажа пилотажную и навигационную информацию, данные от радионавигационных систем, систем автоматического пилотирования и т.п. Также они обеспечивают двусторонний обмен данными между бортовыми информационными системами ЛА и членами экипажа.

В современных летательных аппаратах устанавливаются индикаторы на основе цветных жидкокристаллических матриц, специальным образом доработанных для возможности применения в жестких климатических условиях и при прямой солнечной засветке. В состав индикаторов также входят процессорный модуль, графический контроллер и разнообразные интерфейсы связи — по сути это полноценный компьютер с собственным дисплеем, а часто и клавиатурой в виде кнопочного обрамления.

Пульт управления отличается от индикатора расширенной клавиатурой и довольно скромным дисплеем.

Индикатор на лобовом стекле и нашлемная система индикации являются первыми в истории системами дополненной реальности. Их функции схожи с жидкокристаллическими индикаторами, отличается лишь сам принцип отображения — картинка рисуется на почти прозрачных экранах проекционным методом.

Системы радиосвязи

Для связи в пределах прямой видимости применяется СВЧ-радиостанции. Для дальней связи (от 300 до 3000 км) применяется ВЧ-радиостанция, также в ВЧ диапазоне работает и система аварийной связи. Общение между членами экипажа ЛА осуществляется по проводной связи.

Радиолокационный ответчик УВД предназначен для передачи информации о местоположении ЛА службам управления воздушным движением. Он состоит из двух приёмопередатчиков работающих на верхние и нижние килевые антенны. При приёме запроса от наземных служб, ответчик формирует и отправляет информационное слово состоящее из текущих координат ЛА, высоте полета, скорости, а в отечественных системах ещё и об остатке топлива на борту ЛА.

Системы сбора данных

В задачи систем сбора данных (ССД) входит измерение различных сигналов и физических величин, характеризующих состояние летательного аппарата (ЛА). Как правило такая система состоит из одного или нескольких датчиков подключенных к вычислительным блокам.

Спутниковая система связи для российских беспилотных летательных аппаратов

Как уже

сообщал

наш блог, во время посещения 27 января 2022 года Министром обороны Российской Федерации Сергеем Шойгу первого в России специализированного завода по по производству крупноразмерных военных беспилотных летательных аппаратов, построенного АО «Кронштадт» в подмосковной Дубне, министру, помимо прочего, был продемонстрирован первый летный образец беспилотного летательного аппарата в исполнении «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»),

Смотрите про коптеры:  Топ 10 причин падения квадрокоптеров - DJI Гид покупателя

оснащенный аппаратурой спутниковой системы связи.

Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » Авиация России

Антенна антенно-фидерной системы «Акцент-СМ» спутниковой системы связи на изготавливаемом в цеху нового серийного завода АО «Кронштадт» по производству крупноразмерных беспилотных летательных аппаратов для Министерства обороны Российской Федерации беспилотном летательном аппарате «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»). Дубна, 27.01.2022 (с) Министерство обороны Российской Федерации

Ресурс «Военный Осведомитель» в социальной сети «ВКонтакте» опубликовал небезынтересный материал Константина Мирзы с подробностями об установленном на данном БЛА отечественном изделии для организации подвижной спутниковой связи (SOTM), разработанного и изготавливаемого смоленским АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, завод «Эдельвейс»).

На БЛА устанавливается малогабаритная аппаратура спутниковой системы связи с системой автосопровождения “Акцент-СМ”, имеющая следующие функциональные возможности:

– обеспечение передачи данных по спутниковым каналам связи;

– обеспечение дуплексной передачи данных, текстовой и речевой информации по спутниковым каналам связи;

– Мощность: 20 Вт.

– Диапазон углов поворота по углу места: -5… 105 град

– Диапазон углов поворота по оси поляризации: -30… 120 град

– Максимальная скорость поворота по каждой оси: 20 град/сек

– Точность автосопровождения по каждой оси: ±0,2 град

– Интерфейс сопряжения с автономной навигационной системой: ARINC-429

– Потребляемая мощность: 300Вт

– Масса АФС (без РПУ): 27 кг

– Диаметр зеркальной АС (тарелки): 500 мм

– Рабочий диапазон температур: -40 ºС… 50 ºС

BVJ32szrI70

kcHBdEZkEWc
JVIJIcGef9I
JVIJIcGef9I

Антенно-фидерная система «Акцент-СМ» спутниковой системы связи разработки и производства АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, Смоленск) (с) «Военный Осведомитель» / radiocopter.ru/milinfolive

nXTzmEAeVRE

wcrxQDpEcrc

Устанавливаемое на тяжелом БЛА «Альтиус-РУ» опорно-поворотное устройство НЛСД.468534.022 для установки антенно-фидерной системы спутниковой системы связи разработки и производства АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, Смоленск) (с) «Военный Осведомитель» / radiocopter.ru/milinfolive

§

Как уже

сообщал

наш блог, во время посещения 27 января 2022 года Министром обороны Российской Федерации Сергеем Шойгу первого в России специализированного завода по по производству крупноразмерных военных беспилотных летательных аппаратов, построенного АО «Кронштадт» в подмосковной Дубне, министру, помимо прочего, был продемонстрирован первый летный образец беспилотного летательного аппарата в исполнении «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»),

оснащенный аппаратурой спутниковой системы связи.

Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » Авиация России

Антенна антенно-фидерной системы «Акцент-СМ» спутниковой системы связи на изготавливаемом в цеху нового серийного завода АО «Кронштадт» по производству крупноразмерных беспилотных летательных аппаратов для Министерства обороны Российской Федерации беспилотном летательном аппарате «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»). Дубна, 27.01.2022 (с) Министерство обороны Российской Федерации

Read more…Collapse )

§

Как уже

сообщал

наш блог, во время посещения 27 января 2022 года Министром обороны Российской Федерации Сергеем Шойгу первого в России специализированного завода по по производству крупноразмерных военных беспилотных летательных аппаратов, построенного АО «Кронштадт» в подмосковной Дубне, министру, помимо прочего, был продемонстрирован первый летный образец беспилотного летательного аппарата в исполнении «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»),

оснащенный аппаратурой спутниковой системы связи.

Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » Авиация России

Антенна антенно-фидерной системы «Акцент-СМ» спутниковой системы связи на изготавливаемом в цеху нового серийного завода АО «Кронштадт» по производству крупноразмерных беспилотных летательных аппаратов для Министерства обороны Российской Федерации беспилотном летательном аппарате «Иноходец-БЛА-С» («Орион-С»). Дубна, 27.01.2022 (с) Министерство обороны Российской Федерации

Ресурс «Военный Осведомитель» в социальной сети «ВКонтакте» опубликовал небезынтересный материал Константина Мирзы с подробностями об установленном на данном БЛА отечественном изделии для организации подвижной спутниковой связи (SOTM), разработанного и изготавливаемого смоленским АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, завод «Эдельвейс»).

На БЛА устанавливается малогабаритная аппаратура спутниковой системы связи с системой автосопровождения “Акцент-СМ”, имеющая следующие функциональные возможности:

– обеспечение передачи данных по спутниковым каналам связи;

– обеспечение дуплексной передачи данных, текстовой и речевой информации по спутниковым каналам связи;

– Мощность: 20 Вт.

– Диапазон углов поворота по углу места: -5… 105 град

– Диапазон углов поворота по оси поляризации: -30… 120 град

– Максимальная скорость поворота по каждой оси: 20 град/сек

– Точность автосопровождения по каждой оси: ±0,2 град

– Интерфейс сопряжения с автономной навигационной системой: ARINC-429

– Потребляемая мощность: 300Вт

– Масса АФС (без РПУ): 27 кг

– Диаметр зеркальной АС (тарелки): 500 мм

– Рабочий диапазон температур: -40 ºС… 50 ºС

BVJ32szrI70

kcHBdEZkEWc
JVIJIcGef9I
JVIJIcGef9I

Антенно-фидерная система «Акцент-СМ» спутниковой системы связи разработки и производства АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, Смоленск) (с) «Военный Осведомитель» / radiocopter.ru/milinfolive

nXTzmEAeVRE

wcrxQDpEcrc

Устанавливаемое на тяжелом БЛА «Альтиус-РУ» опорно-поворотное устройство НЛСД.468534.022 для установки антенно-фидерной системы спутниковой системы связи разработки и производства АО «Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий» (НИИ СТТ, Смоленск) (с) «Военный Осведомитель» / radiocopter.ru/milinfolive

Смотрите про коптеры:  "Калашников" представил проект боевого катамарана-робота

Цифровая среда для новых самолетов

На предприятиях ОАК еще в 1990-е годы применялся метод создания 3D-моделей самолетов. Однако именно в последнее десятилетие цифровые технологии не просто упростили и ускорили работу российских авиастроителей, но и в корне меняют многие процессы в создании авиатехники.

Например, РСК «МиГ» использует «безбумажные» чертежи и трехмерные технологии, которые позволяют существенно сократить срок создания нового самолета. А «Сухой» создает цифровые двойники своих машин, облегчающие прогноз поведения техники в небе еще до начала испытаний.

Цифровое проектирование или как создаются современные самолёты » авиация россии

Одним из эффективных и востребованных в XXI веке инструментов диверсификации разработки и производства авиационной техники является применение цифровых технологий. Они дают возможность быстрого перестроения производственных процессов и цепочек кооперации на всем жизненном цикле воздушного судна с целью повышения эффективности. Использование цифровых технологий позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на подготовку производства и проведение испытаний, даёт значительный выигрыш при дальнейшей модернизации самолётов. О возможностях и преимуществах «цифры» нам рассказали в Госкорпорации Ростех.

В авиастроении среди приоритетных выделены несколько направлений цифровизации: частичная замена натурных испытаний математическим моделированием, использование суперкомпьютеров и технологий дополненной и виртуальной реальности в производстве и послепродажном обслуживании, а также системы искусственного интеллекта и анализ больших данных.

Цифровые методы начали применяться в отрасли с конца 1950-х годов, с появлением первых ЭВМ. Генеральный конструктор ОАК Сергей Коротков в статье для журнала «АвиаСоюз» предлагает различать цифровизацию авиастроения и цифровую трансформацию. По сути, цифровизация – это автоматизация уже существующих задач, а цифровая трансформация – более глобальное изменение, характеризующееся появлением новых задач и новых технологий.

Так, перевод проектной документации из бумажного вида в цифровой можно рассматривать в русле цифровизации. А примером цифровой трансформации можно назвать применение в авиастроении «интернета вещей», технологий предиктивной аналитики, виртуальной реальности. Уже сегодня применяются технологии, которые позволяют не искать поломку в самолёте – машина сама сообщает о неисправностях во всех деталях. Это направление активно развивается. Следующий этап – широкое внедрение возможности показать в виртуальной реальности проблемный узел и подсказать технику, как устранить отказ.

Однако, как показывает практика, цифровизацию от цифровой трансформации может отделять всего один шаг. Например, созданный на этапе проектирования цифровой прототип самолёта в процессе дальнейшей работы превращается в полноценный цифровой двойник машины, а это уже совершенно новая технология и новые возможности. Налицо все признаки цифровой трансформации.

Цифровое проектирование в России стало применяться сравнительно недавно, а полностью «безбумажными» изделиями стали истребители Су-35, Су-57 и гражданские лайнеры SSJ100 и МС-21. Создание гражданской и военной авиатехники сегодня является одним из самых сложных и высокозатратных технических процессов. Предприятия авиастроительной отрасли становятся пионерами в применении цифровых технологий, которые с одной стороны позволяют сэкономить средства, время и повысить качество продукции, а с другой − меняют лицо самой индустрии.

Ещё совсем недавно все участники процесса проектирования самолёта были вынуждены погружаться в бумажную работу. Между конструкторами и исполнителями происходил непрерывный обмен различными документами. Однако эта статичная информация не позволяла увидеть все нюансы работы тех или иных узлов и агрегатов будущего самолёта в различных условиях и во взаимодействии друг с другом. То, что было зафиксировано на бумаге даже в строгом соответствии со всеми нормами, не всегда соответствовало действительности, вернее, действительность оказывалась сложнее и непредсказуемее. Возникали дополнительные риски, а выявленные позже проблемы приходилось решать уже на следующих этапах работы.

Переход от бумажной документации к цифровой помогает изменить эту ситуацию. Такой метод называется модельно-ориентированным и предполагает обмен математическими моделями для всех участников процесса на всех стадиях проектирования самолёта. Математическое описание всех элементов будущего ВС предоставляет большие возможности для проработки различных вариантов решений, дополнительного анализа и в итоге – для принятия более взвешенных и обоснованных решений. Без перевода процесса проектирования в цифровое пространство невозможно представить работу в территориально-распределенной среде, которая сейчас повсеместно практикуется в авиастроительной отрасли.

Цифровая экономика — абсолютный приоритет российского гражданского самолётостроения

Создание цифровой версии самолёта на самых ранних этапах его разработки – это мировой тренд, которому с 1990-х годов следуют крупнейшие авиапроизводители, такие как Airbus и Boeing. Россия этот путь проходит с небольшим запозданием, но такая позиция позволяет нашим авиаконструкторам пользоваться наработками западных коллег и учитывать их опыт.

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптер - Новости и новинки в мире мультикоптеров - Частозадаваемые вопросы по квадрокоптеру DJI Phantom 4 (FAQ)

Цифровой прототип самолёта является не просто набором сведений о машине, переведенным в электронный формат, он становится важным инструментом взаимодействия и конкурентной борьбы. Прототип сокращает расходы на этапах проектирования и производства. Работа с ним может значительно уменьшить количество тестирований на стендах и лётных испытаний, которые обычно «съедают» большую долю ресурсов.

Критическим моментом в цифровом проектировании самолётов является его единообразие и целостность, в его создании задействованы большие ресурсы, участвуют различные подразделения и подрядчики, часто распределенные по территории страны. Важно, чтобы все участники процесса использовали одно программное обеспечение, иначе могут возникать дорогостоящие казусы. Подобный прецедент имел место при строительстве самолета Airbus A380, когда французские и немецкие инженеры воспользовались разными версиями программы для проектирования. Проблема обернулась миллиардными потерями и двумя годами задержки выпуска авиалайнера.

В концепции «цифрового двойника» виртуальная модель не отбрасывается после создания изделия, а используется в связке со своим физическим двойником на протяжении всего жизненного цикла: на этапах тестирования, доработки, эксплуатации и утилизации. То есть цифровой прототип превращается в цифрового двойника. На этапе проектирования цифровая копия позволяет быстро находить и исправлять ошибки в геометрии деталей, а в ходе эксплуатации виртуальная графическая среда помогает оперативно выявлять риски потенциальных неисправностей и аварий, а также сокращать затраты на обслуживание. Что бы ни приключилось с любой из систем самолёта, всё это заранее отразит цифровой двойник.

На предприятиях ОАК еще в 1990-е годы применялся метод создания 3D-моделей самолётов. Однако именно в последнее десятилетие цифровые технологии не просто упростили и ускорили работу российских авиастроителей, но и в корне меняют многие процессы в создании авиатехники.

Например, РСК «МиГ» использует «безбумажные» чертежи и трёхмерные технологии, которые позволяют существенно сократить срок создания нового самолёта. А «Сухой» создает цифровые двойники своих машин, облегчающие прогноз поведения техники в небе ещё до начала испытаний. Работа с подрядчиками по всей стране проходит дистанционно в режиме «онлайн» с использованием общих проектных платформ. «Туполев» и «Ильюшин» тоже строят самолёты в «цифре».

Одним из лидеров по внедрению цифровых технологий в самолетостроении является «Иркут», где «цифрой» охвачены практически все уровни и рабочие процессы. Перевод «железа» в математические модели позволил сократить разработку лайнера МС-21. Модельно-ориентированный подход и новые цифровые технологий при проектировании авиационной техники применяют и российские вертолётные КБ. Новое поколение легендарной «восьмёрки» − многоцелевой вертолет Ми-171А2 – сейчас находится в процессе перевода в «цифру». Сотрудники «Вертолётов России» создают валидированную комплексную компьютерную модель машины. Следующие претенденты на оцифровку – вертолёты Ка-226 и «Ансат».

Цифровой доппельгангер

Создание цифровой версии самолета на самых ранних этапах его разработки – это мировой тренд, которому с 1990-х годов следуют крупнейшие авиапроизводители, такие как Airbus и Boeing. Россия этот путь проходит с небольшим запозданием, но такая позиция позволяет нашим авиаконструкторам пользоваться наработками западных коллег и учитывать их опыт.

Цифровой прототип самолета, выполненный с соблюдением всех требований, является не просто набором сведений о машине, переведенным в электронный формат. Он становится важным инструментом взаимодействия и конкурентной борьбы. Прототип сокращает расходы на этапах проектирования и производства.

Конец эпохи кульмана

Создание гражданской и военной авиатехники сегодня является одним из самых сложных и высокозатратных технических процессов. Предприятия авиастроительной отрасли становятся пионерами в применение новейших цифровых технологий, которые с одной стороны позволяют сэкономить средства, время и повысить качество продукции, а с другой − меняют лицо самой индустрии.

Еще совсем недавно все участники процесса проектирования самолета были вынуждены погружаться в бумажную работу. Между конструкторами и исполнителями происходил непрерывный обмен документами различного толка. Однако эта статичная информация не позволяла увидеть все нюансы работы тех или иных узлов и агрегатов будущего самолета в различных условиях и во взаимодействии друг с другом.

То, что было зафиксировано на бумаге даже в строгом соответствии со всеми нормами, не всегда соответствовало действительности, вернее, действительность оказывалась сложнее и непредсказуемее. Возникали дополнительные риски, и выявленные позже проблемы приходилось решать уже на следующих этапах, что выливалось «в копеечку» и переносы сроков.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector