Оптимальная конструкция параплана.

Конструктор в процессе разработки конструкции параплана (в процессе проектирования) стремится найти приемлемую точку оптимума (золотую середину) между различными параметрами и характеристиками параплана.

Под проектированием понимается процесс разработки конструкции, как правило, превосходящей по своим основным характеристикам лучшие образцы-аналоги.

Под параметрами здесь понимаются геометрические размеры конструкции, удлинение крыла; крутка крыла; конфигурации (профиль крыла и геометрия крыла в плане, геометрия фронтальной проекции (учет арочности), конфигурация стропной системы), технологические и конструктивные особенности конструкции.

Под характеристиками понимаются летно-тактические характеристики (ЛТХ): аэродинамическое качество, поляры, устойчивость, маневренность, управляемость, надежность и другие.

Критериями оптимальности, как правило, выступают летно-тактические характеристики параплана, экстремумов которых необходимо достичь при проектировании.

Например, максимумов должны достигать: аэродинамическое качество, горизонтальная составляющая воздушной скорости, скороподъемность при обработке восходящих потоков, устойчивость конструкции к различного рода складывающим ее внешним возмущениям (надежность функционирования конструкции или вероятность безотказной работы), коэффициенты демпфирования конструкции в полете как по тангажу, так и по крену и т.д.

 Минимумов– такие характеристики маневренности и управляемости как время и радиус разворота, потеря высоты на развороте, усилия в стропах управления (СУ). Минимальной желательно также иметь вертикальную составляющую скорости, полную скорость в момент посадки и т.д. 

Практика показывает, что при проектировании невозможно одновременно удовлетворить сразу всем требованиям так, чтобы все характеристики достигали желаемых конструктором экстремумов. 

Это, в частности следует из того, что некоторые из характеристик и параметров могут вступать в противоречие друг с другом.

 Например:

1. С увеличением удлинения крыла, с одной стороны, увеличивается аэродинамическое качество, но с другой при этом существенно снижается надежность консолей крыла по складыванию (возрастает вероятность асимметричного и фронтального  складываний) при полетах в турбулентной атмосфере.

2. С уменьшением относительной толщины набора профилей крыла уменьшается сопротивление и возрастает горизонтальная скорость системы, но с другой стороны, за счет уменьшения строительной высоты профиля и объема крыла, уменьшаются моменты сил сопротивления изгибу, скручиванию и сжатию крыла, что также существенно снижает  устойчивость конструкции крыла по складыванию при полетах в турбулентности.

3. С уменьшением суммарной длины стропной системы, уменьшается сопротивление конструкции параплана в целом, но при этом, за счет неизбежного уменьшения точек подхода строп к нижней оболочке крыла, увеличивается расстояние между ними, что увеличивает вероятность проскакивания консоли между стропами, спутывания ее со стропами и образования «галстуков» при полетах в турбулентности.

Можно привести и ряд других примеров подобных противоречий. 

Вопрос.1. Какие еще примеры противоречий между параметрами и характеристиками Вы можете привести, которые приходится преодолевать конструктору?

Вопрос 2. Существуют ли какие-то принципы, методы и приемы, которые использует конструктор в процессе проектирования для достижения цели – разумного компромисса при оптимизации конструкции?

Вопрос 3. Каков алгоритм создания (проектирования) конструкции в целом?