Обобщенные задачи проектирования электрооборудования летательных аппаратов
Проектирование – это процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного технического изделия. Конечной целью проектирования ЭЛА является разработка, отработка и передача в производство технической документации, по которой может быть обеспечено производство ЭО, отвечающего заданным требованиям.
Проектирование представляет собой процесс описания свойств технического предмета, который предполагается изготовить. Проект содержит исходные данные, необходимые для изготовления, и состоит из комплекта документов, в которых содержится информация об устройстве, составе, принципе действия, условии эксплуатации проектируемого устройства.
Техническое задание на проектирование
Исходные данные для проектирования электрооборудования устанавливаются техническим заданием (ТЗ), выдаваемым заказчиком. Техническое задание освещает следующие основные моменты:
1) назначение ЭА;
2) условия работы (общий срок эксплуатации, продолжительность непрерывной работы, климатические условия (температура, давление, влажность), механические условия (вибрация, постоянные ускорения и т.д.), температурный режим работы (допустимый нагрев, тепловыделение);
3) требования к габаритам и весу;
4) требования к точности и стабильности выходных параметров;
5) требования к надежности работы;
6) требования к компоновке ЭА в приборе, блоке, системе;
7) требования к условиям транспортировки и хранения;
8) требования к обслуживанию при эксплуатации и ремонте;
9) условия производства;
10) сроки проектирования.
Кроме этого, могут быть специфические требования, определяемые спецификой работы или эксплуатации.
ТЗ анализируется проектировщиком, согласуется с заказчиком, подписывается и утверждается заказчиком.
Техническое задание составляется в соответствии с ОСТ (отраслевевым стандартом), разработанным на основе ГОСТ 15.ОСН.-73.
ТЗ на разработку и модернизацию разрабатывается технологическим подразделением НИИ с участием конструкторского подразделения НИИ (ОКБ).
В ТЗ должно быть указано: объем продукции; виды испытаний и порядок их проведения; порядок контроля за корректировкой документации по результатам испытаний; предприятие-изготовитель; предприятия-смежники; предприятия, участвовавшие в испытаниях; поэтапные сроки выполнения.
ТЗ подвергается метрологической экспертизе по ГОСТ 8.103-73 и нормоконтролю [2].
Порядок построения ТЗ:
1) Основание для разработки (наименование документа, номер, дата, предприятие, утвердившее документ).
2) Цель и назначение разработки оборудования, перспективность, возможность использования при смене изделия.
3) Источники информации, используемые при разработке: перечень НИР и др. работ, перечень экспериментальных образцов и пакетов, предшествующих разработке.
4) Технические требования:
4.1) Требования к конструкции:
А) основные технические параметры;
Б) наименование, количество и назначение составных частей, конструктивные требования (габаритные, установочные, присоединительные размеры).
В) показатели материалоёмкости и энергоёмкости.
4.2) Экономические показатели:
А) ориентировочная экономическая эффективность;
Б) срок окупаемости затрат на разработку и освоение производства;
В) предполагаемая потребность;
Г) экономические преимущества по сравнению с аналогами.
4.3) Стадии разработки КД и проведения экспертизы.
4.4) Показатели назначения (где будет применяться).
4.5) Требования к надежности.
4.6) Требования к технологичности.
4.7) Требования безопасности при монтаже, эксплуатации и ремонте.
4.8) Требования по унификации и стандартизации.
4.9) Эстетические и эргономические требования.
4.10) Требования к патентной чистоте.
4.11) Исходный материал.
4.12) Габаритные размеры.
4.13) Эксплуатационные требования, в том числе НОТ и охраны природы.
4.14) Перечень необходимых испытаний и требований к ним.
4.15) Авторский надзор.
4.16) Требования к маркировке и упаковке.
Этапы проектирования
Проектирование представляет собой сплошной, трудоемкий и длительный процесс, который разбивается на этапы:
1) научно-исследовательская работа (ГОСТ 2.118-73);
2) эскизное проектирование (ГОСТ 2.119-73);
3) техническое проектирование (ГОСТ 2.120-73);
4) конструкторская документация (ГОСТ 2.109-73);
5) изготовление опытных образцов;
6) испытание опытных образцов;
7) запуск в производство.
На научно-исследовательском этапе решаются задачи:
1) изыскание новых принципов построении ЭА, отвечающих заданным требованиям;
2) изыскание на базе известных принципов инженерных методов проектирования;
3) изыскание методов оптимизации характеристик.
Решение первой задачи относится к области поисковых работ. Здесь используются либо только что открытые, либо ранее открытые, но не использованные физические явления, эффекты и свойства.
Очевидно, что использование результатов поисковых работ при проектировании помогает решить вторую задачу – создание инженерных методов синтеза и расчета. Создание этих методов требует накопления, анализа и статической обработки экспериментальных данных, решения сложных математических задач, физического и математического моделирования.
Задача разработки методов оптимизации элементов (минимального веса, объема, стоимости, максимальной стабильности, надежности и др.) должна решаться в процессе создания методов проектирования. Решение этой задачи требует глубокого анализа физических знаний, исследования весовых, геометрических, энергетических и других характеристик элементов и взаимной их связи.
На этапе эскизного проектирования определяются основные характеристики и показатели (с этой целью производится расчет параметров и выбор конструкции). Как правило, для подтверждения расчетных параметров на этом этапе производится исследование лабораторных макетов, значительное внимание уделяется обеспечению стабильности характеристик и надежности, анализируются границы возможности изменений статических и динамических параметров. На этом этапе выпускаются эскизные чертежи для изготовления макетных образцов.
В состав эскизного проекта входит:
- пояснительная записка с изложением теоретических предпосылок, расчета, материалов экспериментальных исследований, анализа полученных результатов;
- эскизные чертежи;
- заключение о соответствии полученных результатов требованиям ТЗ.
Этап эскизного проектирования заканчивается защитой проекта, в которой принимают участие проектанты, заказчики, эксперты. Цель защиты – утверждение заказчиком проекта, одобрение правильности направлений и принципов решений.
На этапе технического проектирования разрабатываются рабочие чертежи, производятся определенные допуски на электрические и конструктивные параметры. Наряду с чертежами выпускается полный комплект схемной, монтажной и текстовой документации, а также технологическая документация для изготовления опытной партии в заводских условиях:
- структурные схемы (для сложных ЭЛА),
- электрические (принцип) схемы,
- схемы соединений (монтажные),
- ТУ,
- инструкции по регулировке,
- технический паспорт или формуляры,
- техническое описание,
- инструкции по эксплуатации.
Конструкторская документация (КД) разрабатывается на основе ГОСТ 15.001-73; ГОСТ 2.102-68; ГОСТ 2.103-68.
В соответствии с ГОСТ 2.103-68 устанавливаются следующие стадии разработки КД:
- техническое предложение,
- эскизный проект,
- технический проект,
- рабочая документация.
Технический проект рассматривается на техническом совете предприятия. Конструктор представляет следующие документы: чертежи общих видов и основных узлов, которые должны содержать техническую характеристику, чертежи базовых, литых и других наиболее сложных деталей.