Эскизный проект беспилотного летательного аппарата с массой целевой нагрузки 50 кг и дальностью полёта 1000 км

Содержание

Введение

Глава 1. Обоснование актуальности применения БпЛА

1.1. Анализ существующих БпЛА самолётного типа

1.2. Способы применения БпЛА, варианты размещения целевой нагрузки

Глава 2. Расчёт основных проектных параметров БпЛА

2.1. Выбор и обоснование аэродинамической схемы проектируемого БпЛА

2.2. Расчёт основных проектных параметров БпЛА

2.3. Расчёт аэродинамических характеристик БпЛА

2.4. Расчёт узла стыковки крыла с центропланом на прочность

Глава 3. Расчёт лётно-технических характеристик спроектированного БпЛА

3.1. Расчёт дальности и продолжительности полёта

3.2. Диаграмма “груз-дальность”

3.3. Оценка эффективности спроектированного БпЛА

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Эскизный проект беспилотного летательного аппарата с массой целевой нагрузки 50 кг и дальностью полёта 1000 км

Специальность: 15.02.08 Технология машиностроения

ВВЕДЕНИЕ

Современное развитие отечественного авиастроения и машиностроительного комплекса Российской Федерации характеризуется интенсивным внедрением технологий проектирования и производства беспилотных летательных аппаратов различного назначения. Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена возрастающим спросом народного хозяйства, силовых структур и научно-исследовательских организаций на отечественные БпЛА средней дальности с высокой грузоподъемностью, способные решать задачи мониторинга территорий, доставки грузов, аэрофотосъемки и других специальных применений. Согласно Стратегии развития авиационной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ, создание конкурентоспособных беспилотных авиационных систем является приоритетным направлением технологического развития отрасли [1, c. 18].

Разработка эскизного проекта БпЛА самолетного типа с массой целевой нагрузки 50 кг и дальностью полета 1000 км требует комплексного подхода, включающего обоснование аэродинамической схемы, расчет основных проектных параметров, выбор конструкционных материалов и технологических процессов изготовления узлов и агрегатов планера. В рамках специальности «Технология машиностроения» особое внимание уделяется разработке технологических решений, обеспечивающих изготовление деталей с заданной точностью и качеством поверхности при минимальных производственных затратах. Применение современных методов технологической подготовки производства, использование станков с ЧПУ и аддитивных технологий позволяет значительно сократить цикл создания опытного образца и обеспечить требуемые эксплуатационные характеристики изделия.

Степень разработанности проблемы в отечественной научной и технической литературе достаточно высока. Фундаментальные вопросы проектирования летательных аппаратов рассмотрены в трудах профессоров МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского. Вопросы технологии изготовления авиационных конструкций освещены в работах специалистов ФГУП «ВИАМ», АО «ОДК», МГТУ «СТАНКИН». Однако специфика создания БпЛА средней дальности с учетом современных требований к массовой эффективности, технологичности конструкции и применения композиционных материалов требует дополнительной проработки на уровне эскизного проектирования.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка эскизного проекта беспилотного летательного аппарата самолетного типа с массой целевой нагрузки 50 кг и дальностью полета 1000 км, включающего обоснование проектных решений, расчет основных параметров и оценку эффективности конструкции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• провести анализ существующих беспилотных летательных аппаратов самолетного типа и выявить основные конструктивно-компоновочные решения;
• определить способы применения БпЛА и варианты размещения целевой нагрузки массой 50 кг;
• выбрать и обосновать аэродинамическую схему проектируемого БпЛА на основе сравнительного анализа;
• выполнить расчет основных проектных параметров БпЛА, включая массовые, геометрические и силовые характеристики;
• рассчитать аэродинамические характеристики спроектированного БпЛА и узел стыковки крыла с центропланом на прочность;
• определить летно-технические характеристики БпЛА, включая дальность и продолжительность полета, а также построить диаграмму «груз-дальность» для оценки эффективности проекта.

Объектом исследования является беспилотный летательный аппарат самолетного типа средней дальности с массой целевой нагрузки 50 кг.

Предметом исследования выступают проектные параметры, аэродинамические и летно-технические характеристики БпЛА, а также конструктивно-технологические решения его изготовления.

Методологическая база исследования включает теоретические методы проектирования летательных аппаратов, методики аэродинамического расчета по нормам ЦАГИ, методы прочностного анализа конструкций согласно ГОСТ 25.101-83 «Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации самолета, его агрегатов и узлов», а также положения ЕСТПП по разработке технологических процессов механической обработки деталей авиационных конструкций. Нормативную основу составляют федеральные авиационные правила, государственные стандарты в области проектирования и производства авиационной техники, технические регламенты Таможенного союза, нормативные документы Минпромторга России и рекомендации ФГУП «ЦАГИ».

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к эскизному проектированию БпЛА средней дальности с учетом специфических требований к массе целевой нагрузки и дальности полета, а также в применении современных расчетных методик для оценки аэродинамических и прочностных характеристик.

Теоретическая значимость определяется систематизацией подходов к выбору аэродинамической схемы и расчету проектных параметров БпЛА самолетного типа. Практическая значимость состоит в возможности использования результатов работы при создании опытного образца БпЛА на предприятиях авиационной промышленности Российской Федерации, а также в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению «Технология машиностроения».

Структура выпускной квалификационной работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассмотрены теоретические основы проектирования БпЛА, проведен анализ существующих конструкций и способов применения. Во второй главе выполнен расчет основных проектных параметров, аэродинамических характеристик и прочностной анализ узла стыковки крыла. В третьей главе определены летно-технические характеристики спроектированного БпЛА и проведена оценка его эффективности.

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БпЛА

1.1. Анализ существующих БпЛА самол

…