3 / 15
Во-первых, это технологии трехмерного компьютерного (CAD) мо-
делирования, которые позволяют уже на стадии эскизного проектиро-
вания детализировано задавать геометрические параметры будущей
конструкции и оперативно ее перестраивать.
Во-вторых — производственные технологии, в частности, техноло-
гии быстрого прототипирования и послойного синтеза, позволяющие
в сжатые сроки выпустить натурный лабораторный образец по CAD-
модели.
В-третьих — развитие стендовой базы, в том числе за счет при-
менения цифровых технологий в системах управления стендом и си-
стем сбора данных, включая общую миниатюризацию конструкции, в
частности, измерительного оборудования и оснастки, и возможности
видеофиксации быстропротекающих процессов (с дальнейшей ком-
пьютерной обработкой).
В-четвертых — повышение производительности компьютеров и
развитие компьютерных систем инженерного анализа (CAE), пред-
полагающих существенное повышение точности решения конструк-
торских задач математическими методами.
В-пятых — совершенствование методической базы для подготовки
модельного эксперимента, хранения и обработки данных в различных
информационных системах (в едином информационном простран-
стве), позволяющее на практике реализовать цепочку проектирования
“CAD/CAE – Быстрое прототипирование – Эксперимент – CAD/CAE”,
что позволяет сокращать время и затраты и повышать качество разра-
ботки новых изделий.
Рассмотрим перечисленные особенности модельного эксперимен-
та на примере эскизного проектирования конструкции спускаемого с
орбиты Земли аппарата.
Постановка задачи.
Объектом проектирования является образец
малогабаритного космического спускаемого аппарата (СА) — демон-
стратора внедрения аэроупругих развертываемых при полете в кос-
мосе и в атмосфере элементов конструкции в космическую технику.
В качестве расчетно-теоретического исследуемого объекта рассматри-
вается СА с аэроупругими тормозными устройствами (АТУ).
По мере уменьшения высоты над поверхностью Земли и снижения
скорости из-за аэроторможения, свободное молекулярное обтекание
сменяется континуальным обтеканием (обтеканием сплошной средой)
со сменой гиперзвуковой скорости движения (число Маха M
1
,
где M
=
V/a
,
V
— скорость аппарата,
а
— скорость звука) на сверх-
звуковую скорость ( M
>
1
) с участком обтекания с трансзвуковой
скоростью (
|
M
−
1
|
1
) и дозвуковую, когда число Маха становится
меньше единицы.
Общая схема СА включает в себя основное надувное тормозное
устройство (ОНТУ), которое надувается за пределами атмосферы, и
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2016. № 1 31