06 марта 2016г.
Для реализации системы автоматизированного проектирования (САПР) бортовой кабельной сети (БКС) летательного аппарата требуется эффективный программный инструмент, позволяющий при минимуме кадровых ресурсов и сокращении сроков разработки обеспечить требуемое качество и конкурентно способность проекта. Кроме того САПР БКС является многопользовательской системой. Это означает, что для организации процесса проектирования реализуемого параллельно несколькими конструкторами требуется четкое информационное взаимодействие между ними и решаемыми ими задачами.
Задача организации проектного процесса в многопользовательской системе требует оптимального структурирования процесса и определения логических связей между решаемыми проектными задачами. Последовательность автоматизированного проектирования, отражающая структуру проектного процесса БКС с учетом отмеченных факторов приведена ниже. Последовательность составлена на основе анализа процесса проектирования БКС транспортных средств разных типов, обобщения опыта научно-исследовательских работ [3], и практики разработки программных систем в смежных отраслях промышленности [1,2,4].
Последовательность включает в себя следующие модули:
1. Формирование модели монтажного пространства (ММП) летательного аппарата. Описание зон возможного размещения элементов электрооборудования и жгутов с учетом конструкции транспортного средства.
2. Принципиальная электрическая схема. Вносит в проект информацию об электрических связях элементов электрооборудования.
3. Оптимальное размещение элементов электрооборудования с учетом ограничений, задаваемых ММП.
4. Формирование матрицы кратчайших расстояний между элементами электрооборудования с учетом ограничений, задаваемых ММП.
5. Формирование модели монтажей жгутов (ММЖ). Описание возможных вариантов прокладки жгутов с учетом ограничений, задаваемых ММЖ.
6. Разводка электрических цепей. Решает задачу оптимальной разводки электрической цепи исходя из минимума массы проводных соединений с учетом ограничений на число подключаемых проводов к клеммам элементов.
7. Разработка схемы электрических соединений. Включает в себя разработку эскиза схемы электрических соединений, внесение изменений по результатам разводки.
8. Распределение проводов по клеммам элементов осуществляется с учетом ограничений, например, разделение силовых цепей с цепями управления.
9. Выпуск схемы электрических соединений и отчетов.
10. Формирование конструкции жгута. Осуществляется по ММЖ прокладки жгутов с учетом технологических ограничений на формирование жгута.
11. Определение длин участков жгута по сформированной конструкции жгута.
12. Уточненный расчет длин проводов с учетом технологических припусков.
13. Формирование расчетных режимов работы магистрали. Формирование расчетной схемы магистрали с учетом многорежимности работы потребителей.
14. Формирование расчетной схемы фидеров для определения сечений проводов и анализа режима работы фидера.
15. Расчет аппаратов зашиты .
16. Расчет сечений проводов фидеров.
17. Расчет сечений проводов магистрали. Требования и критерий оптимальности должны соответствовать расчету сечений проводов фидеров.
18. Анализ режимов работы расчетной схемы фидера проводится с целью проверки обеспечения требуемого качества электроснабжения потребителей и защиты системы при коротких замыканиях.
19. Анализ режимов работы магистрали проводится с целью проверки обеспечения требуемого качества электроснабжения потребителей с учетом многорежимности их функционирования.
20. Расчет и выбор элементов конструкции жгута.
21. Выпуск чертежа жгута, таблиц проводов.
22. Получение выборок из выходных таблиц жгута.
23. Выпуск спецификации жгута. Перечень элементов, входящих в конструкцию жгута.
24. Конструирование установок жгута. Конструирование элементов крепления жгута к конструкции транспортного средства.
25. Выпуск чертежа установки жгута.
26. Выпуск спецификации установки жгута.
В последовательности выделяются два блока: инвариантный и настраиваемый. Инвариантный блок мало зависит от особенностей проектирования различных транспортных средств, и включает в себя
- ряд операций по проектированию схемы электрических соединений и формированию конструкции жгута (операции 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13);
- расчетные программы по определению сечений, выбору аппаратов защиты и анализу режимов работы (операции 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20).
Инвариантный блок может рассматриваться как базовая часть, которая выполняется с помощью таких САПР, как E3.Series и Siemens NX и требует сравнительно небольшой настройки на проектный процесс.
Настраиваемый блок включает в себя расчет и выбор элементов конструкции жгута, выпуск чертежа жгута, таблиц проводов, спецификации жгута, конструирование установок жгута, выпуск чертежа установки и спецификации, различные выборки из выходных таблиц. Настраиваемый блок значительно учитывает специфику конкретного летательного аппарата и требует отдельных исследований и разработок.
Анализ этой последовательности показывает, что операции 1, 2, 3, 7, 9, 10, 11, 22, 25, 26 могут быть реализованы с помощью существующих САПР. Операции 4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 24, 27 разрабатываются и адаптируются к проектному процессу конструкторскими бюро.
Применение дааной схемы проектирования БКС летательного аппарата позволит значительно сократить время расчетов и трудоемкость при проектировании БКС, оперативно вносить изменения в документы, освободить инженеров от рутинной работы.
Список литературы
1. Городнов А.Г., Садыков М.Э., Терещук В.С., Федоров Е.Ю., Ференец А.В., Хайруллина Г.С., Цой А.А., Шакирзянова Н.Ш. Разработка структурной схемы процесса проектирования электрооборудования автомобиля на основе CALS-технологий // Грузовик. - 2011. - №9. - С. 13-16.
2. Федоров Е.Ю., Терещук В.С. Автоматизированная трассировка жгутов и проводов грузового автомобиля // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2013. - №3. - С. 60- 64..
3. Федоров Е.Ю., Терещук В.С., Ференец А.В. Разводка сложных электрических цепей межблочного монтажа при автоматизированном проектировании летательного аппарата // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2015. - №1. - С. 76-78
4. Федоров Е.Ю., Терещук В.С. Цой А.А. Программный инструмент оптимального синтеза электрожгутов системы электроснабжения грузового автомобиля // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2012. - №4, выпуск 2. - С. 154-156.
