Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

Мог наблюдать по графикам, изображенным на экране. Весь про­ цесс завершался в течение нескольких минут.

Математическое обеспечение дисплея предоставляло опера­ тору следующие возможности.

1.Геометрическое конструирование модели системы механи­ зации крыла. При этом оператор мог регулировать зазоры и пе­ рекрытия, вращать элементы конструкции и изменять контуры.

2.Расчет аэродинамики элементов конструкции, подъемной

силы, лобового сопротивления п моментов тангажа.

3.Наблюдение результатов расчетов: распределение давле­ ний около элементов конструкции, сил и моментов.

4.Повторение процессов вычислений.

5.Получение документации модели изделия, фотокопии и запоминание результатов расчетов на магнитных дисках млн лентах.

Проанализируем одну фазу общего цикла проектирования

подвижных частей крыла для космического многоразового ко­ рабля-челнока, чтобы продемонстрировать программу действий п возможности дисплея.

Ускоритель, который является первой ступенью кораблячелнока, будет возвращаться в атмосферу с большими скоростями. При входе в атмосферу возникают большие термодинамические нагрузки на нижнюю поверхность фюзеляжа, крыльев и опере­ ния. Все это затрудняет сооружение подвижных элементов на передней п задней стороне крыла и требует особенно малых до­ пусков при их изготовлении В то же самое время корабль должен взлетать и садиться со стандартных аэродромов, н требуется, чтобы это было обеспечено устройством увеличения подъемной силы. Одним из конструктивных решений для системы механиза­ ции крыла, которое позволяет защитить ее во время входа в атмосферу, было бы помещение закрылка на верхней части крыла, а не под ним или внутри него (рис. 20).

Существенным моментом в таком решении является способ приведения закрылка в рабочее состояние. Имеются две воз­ можности осуществить это: закрылки монтируются либо на рель­ сах, либо на подвеске (рис. 21). Первая из них является стандарт­ ной и имеет некоторые конструктивные недостатки, в то же время использование второй порождает ряд вопросов.

Прежде всего были неизвестны характеристики подъемной силы, лобового сопротивления и момента тангажа в процессе разверты­ вания закрылков. Кроме того, нужно было определить общие характеристики системы как устройства для увеличения подъем­ ной силы. Ниже описывается, как была решена проблема кон­ струирования закрылков с использованием системы общения с ЭВМ на базе дисплея.

Координаты закрепленной на подвеске системы механизации крыла (в частично открытом положении) передавались в вычисли­ тельное устройство и показывались на экране дисплея оператору.

78

Индикатор на экране содержит две главные системы световых кнопок: первая группа, находящаяся на левой стороне экрана, включает в себя главные программные кнопки, в то время как вторая, с правой стороны, состоит из кнопок управления. Первая группа обслуживает три типа программ: это конструирование мо­ дели, расчет аэродинамических сил и выдача данных на экран дисплея.

Рис. 20. Система механизации крыла космического корабля-челиока при стандартном (а) и выбранном (б) вариантах конструкции

Когда оператор указывает на кнопку «профиль», на экране индикатора появляется профиль закрылка и реконструирующие программы приводятся в готовность. После этого можно вращать или перемещать любую часть системы увеличения подъемной силы с помощью светового пера. Возможны два способа построения изоб­ ражений: числовой и ручной. Первый дает возможность осуще-

Рис. 21. Возможные способы приведения закрылка в рабочее положение: а — на рельсах, б — на подвеске

ствлять точное перемещение или вращение частей системы на за­ данные расстояния пли углы; второй используется в основном для демонстраций.

Оператор имеет две дополнительные возможности, помогаю­ щие ему в реконструировании модели. Первая позволяет ему по­ мещать на экране только переднюю или заднюю часть крыла. Поскольку устройства механизации крыла располагаются обычно на его переднем или заднем крае, наибольшая реконструкция со­ вершается в этих двух областях. Увеличенный вид, например, задней части крыла значительно облегчает перестановку закрылка пли руля в этой области.

Вторая возможность — возможность изменения профиля — позволяет оператору изменять распределение толщины и кри-

79

внзну отдельных частей системы увеличения подъемной силы. Изменение профиля выполняется просто, так как части профиля заданы в вычислительном устройстве большим числом точек, соединенных прямыми линиями. Чтобы изменить контуры, нужно подвинуть одну или несколько точек и заново нанести соедини­ тельные линии.

Кнопки на правой стороне экрана дисплея имеют функции управления. Кнопки «принять» и «отменить» просто расширяют функции различных контрольных кнопок индикатора. Чтобы стереть результат ошибочного действия оператора, следует вос­ пользоваться кнопкой «отменить», расположенной с правой сто­

роны панели пульта управления. В верхней части индикатора высве­ чивается инструкция для оператора

ный цикл раскрытия закрылка. Дви­ жение закрылка было совершено в несколько этапов, чтобы опре­ делить его месторасположение и величину максимумов момента тангажа. Когда оператор удовлетворялся расположением закр ылка, управление передавалось ЭВМ, чтобы рассчитать распределение давлений, подъемную силу, лобовое сопротивление и моменты, действующие на различные части системы. Сообщение в верхней части экрана дисплея информировало оператора о том, что под­ программа выполнила работу на главном вычислительном устрой­ стве. По завершении вычислений ответы показывались в нижнем правом углу.

Данные были получены на нескольких углах атаки. Опера­ тор выбирал те углы, на которых его удовлетворяли изображения кривых распределения давлений. Давления для всех частей си­ стемы были вычерчены в верхней части осциллографа, и опера­ тор мог выбрать любую часть для более подробного анализа. Удовлетворившись ответом, оператор двигал закрылок в следую­ щее положение и повторял процесс. В конечном счете закрылок занимал рабочее положение. Если бы в той точке характеристики подъемной силы не отвечали требованиям, определенные части системы изменялись бы.

Эта возможность легко и наглядно изменять контуры профиля является отличительной чертой системы общения с ЭВМ на базе дисплея, главным ценным качеством ее как аналитического инстру­ мента.

80

Первое исследованное приспособление на подвеске состояло из передней штанги, более длинной, чем обычно используемые. Цель состояла в том, чтобы достичь удовлетворительного отклоне­

сколько вариантов подвески, один из которых показан на рис. 24. На рис. 25 представлена зависимость коэффициента момента тан­ гажа Сы от угла поворота переднего стержня подвески (3 для

нескольких исследуемых конструкций.

Cl мах

Наконец была разработана конструкция, удовлетворяющая заданным характеристикам. После этого инженеры могли произ­ вести детальное изучение выбранного устройства подвески. На рис. 26 показана зависимость максимального значения коэффи­ циента подъемной силы всей системы СLmax с учетом влияния

вязкости и трехмерности потока от величины угла отклонения закрылка у. Изменения в системе механизации крыла могли быть