Компьютерное моделирование в авиакосмической промышленности (1815,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

УДК 658.512.2:004.92 ББК 30.18с515 А13 А13 Компьютерное моделирование в авиакосмической промышленности / под ред. И. Б. Аббасова. – М.: ДМК Пресс, 2020. – 300 с.: ил. ISBN 978-5-97060-675-9 Эта книга посвящена уникальным разработкам в области компьютерного моделирования авиакосмической техники. В книге описаны оригинальные концептуальные модели самолетов-амфибий, экранопланов, судов на подводных крыльях, начиная от идеи до полного воплощения. Разработанные модели представлены с дизайном пассажирских салонов и фактически готовы к внедрению в авиастроительной промышленности. Оригинальность концепций основывается на биологических прототипах, они эргономичны, многофункциональны и красивы. Представлены аэродинамические компоновки перспективных конвертируемых летательных аппаратов вертикального и укороченного взлета-посадки, сухопутного и корабельного базирования. Описана разработка оригинальной модели беспилотного летательного аппарата, воплощенного в материале, представлены результаты натурных экспериментов. Рассмотрена технология моделирования авиакосмических тренажеров на базе среды виртуальной реальности с устройствами технического зрения. Книга предназначена для исследователей и разработчиков в области авиакосмической промышленности, для авиаконструкторов и студентов-машиностроителей. УДК 658.512.2:004.92 ББК 30.18с515 Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. © Коллектив авторов, 2020 ISBN 978-5-97060-675-9 © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2020

Стр.3

Содержание Предисловие ................................................................................... 8 Глава 1. Компьютерное моделирование в авиастроении ............................................................................. 10 Аббасов И. Б. 1.1. Моделирование летательного аппарата .................................. 11 1.2. Моделирование ракеты ............................................................ 12 1.3. Моделирование обтекаемых поверхностей ............................ 13 1.4. Моделирование самолета-амфибии Бе-200 ............................ 16 1.5. Концептуальная модель самолета «Chiroptera» ...................... 20 1.6. Концептуальный дизайн автомобиля «Lotos» ........................ 27 Список литературы .......................................................................... 32 Глава 2. Концептуальное моделирование самолетов-амфибий .................................................................... 35 Аббасов И. Б., Орехов В. В. 2.1. История гидроавиации ............................................................. 37 2.1.1. Из истории мировой гражданской авиации ................... 37 2.1.2. Эра гидропланов ................................................................ 39 2.1.3. Гидроавиация в России ...................................................... 43 2.1.4. Летающие лодки Г. М. Бериева ......................................... 43 2.2. Компьютерное моделирование самолета-амфибии Бе-200 .... 51 2.2.1. Основные характеристики ................................................ 51 2.2.2. Метод моделирования ....................................................... 52 2.2.3. Этапы моделирования ....................................................... 53 2.2.4. Визуализация трехмерной модели ................................... 58 2.3. Компьютерное моделирование интерьера салона самолета-амфибии Бе-200 .............................................................. 59 2.3.1. Из истории пассажирских самолетов ............................... 59 2.3.2. Варианты компоновки салона .......................................... 61 2.3.3. Моделирование салона самолета ...................................... 64

Стр.4

4  Содержание 2.3.4. Визуализация салона самолета ......................................... 67 2.3.5. Заключение ......................................................................... 69 2.4. Компьютерное моделирование самолета-амфибии Бе-103 .... 70 2.4.1. Основные характеристики ................................................ 70 2.4.2. Этапы моделирования ....................................................... 71 2.4.3. Визуализация трехмерной модели ................................... 79 2.5. Концептуальная модель самолета-амфибии «Чибис» (Lapwing) ........................................................................................... 82 2.5.1. Введение ............................................................................. 82 2.5.2. Разработка концепции ...................................................... 83 2.5.3. Трехмерное моделирование самолета-амфибии ............ 90 2.5.4. Тонирование и визуализация ........................................... 94 2.6. Компьютерное моделирование интерьера салона самолета-амфибии «Чибис» ............................................................ 96 2.6.1. Введение ............................................................................. 96 2.6.2. Концепция самолета-амфибии «Чибис» .......................... 97 2.6.3. Концепции компоновки .................................................... 99 2.6.4. Разработка пассажирского кресла ...................................101 2.6.5. Моделирование интерьера салона ...................................103 2.6.6. Присвоение материалов и визуализация сцены ............104 2.6.7. Удобство и комфорт салона ..............................................107 2.6.8. Заключение ........................................................................108 2.7. Концептуальная модель и дизайн интерьера экраноплана «Водомерка» (Water Strider) .....................................108 2.7.1. Введение ............................................................................108 2.7.2. Обзор экранопланов .........................................................110 2.7.3. Обзор публикаций .............................................................115 2.7.4. Концепция экраноплана «Water Strider» ..........................117 2.7.5. Компоновка концепции экраноплана .............................120 2.7.6. Этапы моделирования .....................................................122 2.7.7. Тонирование и визуализация модели .............................126 2.7.8. Разработка интерьера и пассажирского кресла ..............127 2.7.9. Создание материалов и визуализация интерьера ..........128 2.7.10. Заключение ......................................................................133 2.8. Дизайн многофункционального судна на подводных крыльях «Афалина» .......................................................................134 2.8.1. Введение ............................................................................134 2.8.2. Обзор исследований .........................................................135 2.8.3. Разработка концепции .....................................................138 2.8.4. Моделирование судна .......................................................141 2.8.5. Тонирование и визуализация модели .............................144

Стр.5

Содержание  5 2.8.6. Заключение ........................................................................147 2.9. Дизайн автономного мобильного робототехнического комплекса ........................................................................................148 2.9.1. Введение ............................................................................148 2.9.2. Обзор публикаций.............................................................148 2.9.3. Обзор аналогов ..................................................................149 2.9.4. Конструкция робота ..........................................................150 2.9.5. Концепция моделирования .............................................152 2.9.6. Этапы моделирования ......................................................153 2.9.7. Создание и присвоение материалов ................................155 2.9.8. Установка освещения и визуализация ............................157 2.9.9. Заключение ........................................................................158 Список литературы .........................................................................159 Глава 3. Развитие многовинтовых схем конвертопланов с криогенными и гибридными силовыми установками .............................................................167 Дуров Д. С. 3.1. Введение ...................................................................................168 3.2. Гидроконвертоплан – новые возможности современной авиации ....................................................................168 3.3. Особенности управления самолетом вертикального взлета и посадки на переходном режиме и режиме висения .....174 3.4. Проблемы устойчивости и управляемости гидроконвертоплана с тандемно расположенными винтами в поворотных кольцевых каналах ..................................179 3.5. Криогенные турбоэлектрические самолеты – хорошее решение для гибридных авиакомплексов короткого взлета и посадки .........................................................................................182 3.6. Заключение ...............................................................................189 Список литературы .........................................................................190 Глава 4. Концептуальный дизайн многофункционального самолета-амфибии .......................193 Орехов В. В. 4.1. Введение, исторические этапы ...............................................193 4.2. Концепция ................................................................................199 4.3. Трехмерное моделирование ....................................................203 4.4. Применение материалов, визуализация ................................205

Стр.6

6  Содержание 4.5. Заключение ...............................................................................210 Список литературы .........................................................................210 Глава 5. Математическая модель беспилотного летательного аппарата с эллиптическим крылом ..............212 Синютин С. А., Горбунов А. А., Горбунова Е. Б. 5.1. Введение ...................................................................................213 5.2. Постановка задачи ...................................................................214 5.3. Методика ..................................................................................214 5.4. Аппаратная реализация ..........................................................216 5.5. Программная часть исследований ..........................................217 5.6. Исследования поведения беспилотного летательного аппарата с эллиптическим крылом ..............................................220 5.7. Экспериментальные исследования поведения БПЛА ............222 5.8. Обработка и анализ данных, полученных в ходе летных испытаний .......................................................................................224 5.9. Формирование математической модели БПЛА с эллиптическим крылом ...............................................................228 5.10. Математическая модель БПЛА в аналитическом виде .......229 5.11. Получение математической модели методом «черного ящика» .............................................................................................230 5.12. Математическая модель на основе линейной регрессии ....233 5.13. Математическая модель на основе многослойного персептрона ....................................................................................236 5.14. Настройка ПИД-регулятора ...................................................237 5.15. Эмулирование полета в целях первичной проверки качества регулятора .......................................................................239 5.16. Заключение .............................................................................244 Список литературы .........................................................................245 Глава 6. Технология геометрического моделирования динамических объектов и процессов виртуальной среды для авиационно-космического тренажеростроения ....................................................................247 Ли В. Г. 6.1. Введение ...................................................................................248 6.2. Методы прикладной геометрии в решении задач имитационного моделирования в SVR .........................................254

Стр.7

Содержание  7 Оптимальная дискретизация кривых линий ...........................254 Интегральная модель кривой ....................................................259 Методика оценки информативности дискретных каркасов кривых .........................................................................260 Оптимальная дискретизация на основе интегральной модели кривой ............................................................................262 6.3. Цели и задачи внекорабельной деятельности космонавта – оператора RTS на ISS в открытом космосе, технология компьютерного имитационного моделирования в среде виртуальной реальности ...................................................267 Задачи внекорабельной деятельности космонавта-оператора ...............................................................267 Технологии методической и программно-аппаратной реализации тренажа космонавта-оператора ...........................270 Динамическая виртуальная модель манипулятора .................275 Программные технологии формирования динамических моделей средствами редактора-моделера................................279 6.4. Экспериментальные исследования функциональной полноты графического и программного обеспечения TMS ........281 Информационная и функциональная мощность визуализатора TMS .....................................................................281 Пример тренажа типовой штатной миссии по установке солнечной батареи .....................................................................286 Технология отработки нештатных ситуаций ...........................288 Экспериментальный поиск безопасной траектории движения ERA .............................................................................293 6.5. Заключение ...............................................................................296 Список литературы .........................................................................297

Стр.8