Весовое проектирование: почему у самолёта на счету каждый килограмм

Определение массы самолёта и массы его отдельных агрегатов сегодня является важнейшей задачей проектирования. Во-первых, снижение веса летательного аппарата позволяет ощутимо поднять экономичность и улучшить лётные характеристики. Во-вторых, даже незначительные погрешности в весовом проектировании приводят к проигрышу в топливной эффективности и невозможности летательного аппарата выполнять свои целевые задачи.

— Говоря простым языком, если летательный аппарат будет перевешен, придётся либо брать на борт меньше пассажиров, либо летать на более короткие дистанции, — отмечает инженер лаборатории № 6 «Цифровые платформы и информационная безопасность» института № 1 «Авиационная техника» МАИ Сергей Мельников. — Помимо этого, в случае существенного перевеса отдельного агрегата возможна потеря проектной центровки. Это влечёт за собой проблемы в аэродинамической компоновке, такие как меньший запас устойчивости. В боевой авиации, например, это грозит тем, что на самолёт нельзя будет разместить нужные комплекты вооружения.

В процессе весового контроля формируются весовые сводки, для соблюдения лимитов по массе определяется центровка и моменты инерции самолёта. Подавляющее большинство конструкторских бюро проводят базовые расчёты «вручную» либо используют отдельные программы, направленные на решение частичных потребностей в весовом проектировании и контроле. Это чревато ошибками в расчётах, срывами сроков, большими трудозатратами.

В рамках реализации стратегического проекта МАИ «Будущие аэрокосмические рынки — 2050» программы «Приоритет-2030» в МАИ разработана цифровая весовая платформа, которая не имеет аналогов на российском рынке. Она позволяет вести расчёт, контроль и анализ массово-инерционных характеристик на всех этапах жизненного цикла изделия. Более того её можно применять не только на аэрокосмическом производстве, но и в других высокотехнологичных отраслях промышленности.

Проект уже используется в конструкторских бюро АО «Компания «Сухой» и ПАО «Яковлев». Также реализуется его тестирование в РКК «Энергия», АО «РСК «МиГ», ПАО «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина», ЦНИИМАШ, АО «Решетнёв».

Цифровая весовая платформа позволяет объединять применяющееся сегодня разрозненное программное обеспечение, выявлять отклонения массы изделия, сокращать сроки расчёта распределения его массово-инерционных характеристик, формировать пакет статистических данных для анализа весового совершенства. Её использование значительно повышает удобство и точность расчётов.

— Мы охватываем весь жизненный цикл летательного аппарата, от формирования проектных параметров и до утилизации. За счёт расчётов мы можем получить как технико-экономические и тактико-эксплуатационные показатели изделия, так и характеристику распределения материалов на произведенный борт при утилизации, что поможет определить, например, уровень содержания в самолёте ценных металлов, — говорит Сергей Мельников.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России