Анализ особенностей раскладки бортовой кабельной сети и размещения электрооборудования в корпусе летательного аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»

Анализ особенностей раскладки бортовой кабельной сети и размещения электрооборудования в корпусе летательного аппарата

Леднев С.В.

Гриненко А.В.

г. Оренбург

Компоновка отсека летательного аппарата (ЛА) подразумевает наличие оболочки, внутри которой размешаются бортовое электрооборудование (БЭО), агрегаты и кабельная сеть. При проектировании разработчик определяет форму и размеры отсеков, размечает расположение приборов и бортовой кабельной сети (БКС). Задача компоновки каждого изделия заключается в размещении заданного набора БЭО и БКС, определенной формы и размеров внутри заранее выбранной оболочки [1].

При проектировании нового или модернизации существующего изделия, разработчик решает следующие задачи:

- соблюдения норм и правил единой системы конструкторской документации; летательный аппарат провод электрический

- снижения массы изделия в целом и БЭО с БКС в частности;

- обеспечение требований технологичности монтажа, подбора мест для монтажа разъемных соединений при частичном демонтаже оборудования.

Современная БКС ЛА состоит из жгутов, имеющих сложную геометрическую структуру, вложенную во внутренний объем корпуса ЛА. Внутренний объем корпуса имеет ряд ограничений, обусловленных выбранной компоновочной схемой ЛА, а также размещенным электрооборудованием или наличием мест, запрещающих прокладку БКС (движущиеся рулевые приводы, зоны повышенной температуры и т.п.).

Расчёт точной длины провода, с учетом всех огибающих поверхностей не представляется возможным в связи с наличием большого количества доработок корпуса и мест расположения электрооборудования, возникающих на первоначальном этапе проектирования. Исходя из этого, конструкторы закладывают большую длину провода, иногда превышающую необходимую длину жгута в несколько раз. Таким образом, одними из наиболее трудоемких операций при производстве ЛА является монтаж БЭО и БКС в отсеках ЛА. Данные операции проводятся на заключительных этапах сборки изделия. В результате большая часть кабелей подгоняется «по месту» путем уменьшения или увеличения длинны, что приводит к усложнению процесса монтажа и контроля, к повышению процента отказов БЭО, а также к увеличению отходов проводов. Проведение работ, связанных с доработкой БКС в отсеках ЛА, увеличивает во времени технологический цикл монтажа БКС, требует значительных временных и материальных затрат, высокой квалификации персонала, а, следовательно, влияет на сроки изготовления и сдачи ЛА. Для снижения материальных затрат, а также отработки технологии монтажа, завод-изготовитель производит партию эталонных кабелей, необходимую для проведения многократного макетирования кабелей на нескольких первых изделиях [2].

При макетировании БКС проверяется:

- расположение обозначенных трасс и длины кабелей;

- расположения и необходимое количество крепежных точек под установку фиксирующих элементов БКС на изделии;

- подбор выбранных комплектующих кабелей исходя из условий и мест их эксплуатации;

- наличие ограничивающих требований к эксплуатации;

- места расположения и количество точек металлизации;

- технология монтажа кабелей в отсеках ЛА;

- места расположения соединителей и вспомогательных кронштейнов;

- длины «вылетов» кабелей выходящих от плоскостей стыков отсеков изделия;

- необходимость внедрения дополнительной защиты от повреждения и возможных температурных воздействий.

Исходя из вышеизложенного, перед каждым современным авиастроительным предприятием встаёт задача о сокращении временных и материальных затрат на компоновку внутреннего объёма ЛА. Одним из наиболее эффективных способов, в данном случае, является внедрение трехмерных систем автоматизированного проектирования. Также в технических заданиях на разработку современных ЛА всё чаще появляются пункты о необходимости создания трехмерной модели ЛА с установленным оборудованием и проложенной БКС.

Рассмотрим основные требования предъявляемые к компоновке БЭО и БКС которые должны быть учтены разработчиком до начала работ в трехмерной системе. Требования к БЭО:

1. Грамотное размещение приборов во внутреннем объёме корпуса ЛА обеспечивается предварительной проработкой документации и соответствующих требований к эксплуатации каждого прибора, а также анализом межблочных связей и анализом электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования. Проведение анализа ЭМС снижает уровень неудовлетворительной ЭМС, что в свою очередь приводит к снижению объема оборудования для борьбы с электромагнитными помехам.

2. Обеспечение наиболее рациональной установки связанных между собой приборов в отсеках ЛА для исключения увеличения количества трасс и длин кабелей при монтаже.

3. БЭО необходимо размещать с максимально возможной технологичностью монтажа, а также с учетом требований к установочным поверхностям, к размерам необходимых зазоров и т.п. [3].

Требования к БКС:

1. Размещение и крепление жгутов должно исключать возможность механического повреждения кабелей в процессе сборки и эксплуатации ЛА, а также обеспечивать необходимый доступ для проведения регламентных работ (при необходимости);

2. Для исключения возможной ошибочной стыковки двух и более соединителей одного типоразмера, расположенных в непосредственной близости друг от друга, необходимо:

- маркировать блочные части соединителей и места их установки;

- вводить различные угловые положения на контактном поле соединителей.

3. Определение необходимого количества физических жгутов для проведения оптимального монтажа на борту ЛА.

4. Конфигурация кабелей из состава БКС должна быть выполнена с учётом необходимости обеспечения высокой технологичность монтажа, а также с минимизацией выполнения заделки электрических соединителей на самом изделии в процессе сборки.

5. Расположение БКС должно гарантировать работоспособность ЛА на всех этапа его полета, а также доступ к технологическим разъемам для поиска и локализации возможных отказов в процессе настройки изделия.

6. Стыковку жгутов БКС к агрегатам и БЭО необходимо производить с использованием стандартных электросоединителей и клеммных колодок, обеспечивающих надежность стыковки и гарантированное наличие электрической связи, а также максимально возможное удобство при демонтаже блоков и агрегатов бортового оборудования.

7. Необходима детальная проработка мест прохождения трасс БКС с точки зрения ввода дополнительной защиты определенных участков кабелей в зависимости от условий расположения в каждой конкретной зоне ЛА (движущиеся механизмы, зоны повышенной температуры и т.п.).

8. Обеспечение взаимной ЭМС расположения БЭО и БКС.

После рассмотрения всех требований и особенностей монтажа БЭО и БКС можно преступить к рассмотрению необходимых требований к системам трехмерного автоматизированного проектирования БКС:

1. Разработка различных типов электрических схем, которые потребуются для подгружения необходимой информации при создании твердотельной модели кабеля.

2. Наличие основной библиотеки, находящейся на сервере предприятия и позволяющей разработчику пользоваться различными элементами для создания электрических схем.

3. Наличие 3D-каталога электросоединителей, а также элементов крепления, необходимых для разработки БКС.

4. Возможность разработки трехмерной модели корпуса изделия и его основных частей (отсеков) с использованием каталога стандартных элементов (болты, винты и т.п.), а также предполагаемое осуществление обмена моделями между различными CAD- системами.

5. Производить трехмерную раскладку БКС в сборках механической САПР по логической информации из электрических схем.

6. Выполнять автоматическое определение ошибок в электрических схемах на основе определенного алгоритма для своевременной корректировки недочетов на первоначальных этапах разработки, что в итоге позволит уменьшить стоимость производства БКС.

7. Возможность многопользовательского проектирования схем в едином информационном пространстве, наличие общей базы данных и доступ к ней, конфигурирование схем, их элементов, передача из схемного редактора данных с полным набором параметров, описывающих электрическое определение элементов схем.

8. Наличие функции предварительного просмотра (без редактирования) для проверки и предоставления информации другими службами предприятия, не связанными с разработкой.

9. Формировать готовую КД на кабельную сборку и иметь функции автоматизированного получения:

a) данных по распайке соединителей;

b) таблиц соединений для тестирования корректности соединений;

c) плоской модели жгута;

d) полной модели жгута.

10. Автоматизация внесения изменений на любом этапе разработки [4].

По результатам определения необходимых требований к БЭО, БКС а также к самим средствам автоматизированного трёхмерного проектирования можно сделать вывод, что проектирование в одной системе с использованием определенного программного комплекса позволяет производить своевременное выявление ошибок для сокращения времени выпуска качественной КД для изделий аэрокосмической области.

Список использованных источников

1 Егер С.М., Матвеенко А.М., Шаталов И.А. Основы авиационной техники: Учебник. - М.: Изд-во МАИ, 1999. - 576 с.

2 ОСТ 92-8730-82. Монтаж бортовой кабельной сети. Технические требования. - Введ. 1982-07-05. - Москва: Изд-во стандартов, 1982. - 51 с.

3 ОСТ 92-0138-70. Монтаж аппаратуры на изделии. Общие технические требования. - Введ. 1970-02-05. - Москва: Изд-во стандартов, 1970. - 15 с.

4 Биктулов С.В., Чупахин Я.Н. Разработка высокотехнологичных бортовых кабельных сетей. - Самара: «Известия СНЦ РАН» том 16, № 1 (5), 2014. - с. 1309 - 1315.

Размещено на Allbest.ru