Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Действительно, каждая строка табл. 15.1 может быть записана следующим образом: У~=х1 з хз ~... 'х "цз хг,з узх2хзэ''х (15.3) ут х1з хгз х з Если произведение значений параметров ~'-й строки равно 1, то принимается соответствующее решение уб в противном случае (если произведение равно 0) данное решение не принимается. Для реальных задач синтеза компоновочных схем ТНА характерно наличие большого числа параметров-условий и их значений и большого числа типов схем, отличающихся по какому-либо классификационному признаку. Поэтому оказывается целесообразным применить так называемый последовательностный метод решения, в соответствии с которым алгоритм решения строится путем последовательного выбора так называемых частичных решений, причем ранее определенное частичное решение (или решения), как правило, становится одним из условий выбора последующего (нли последующих) частичного решения.
Соответствие между значениями параметров-условий и частичными решениями описывается так называемыми частичными таблицами. При последовательном методе выбрання'компоновочная схема формально описывается как произведение выбранных частичных решений, т.е. ! Ук 1 Уз, х Уз, т "' Уя, г ' где у, Р ...,у„, — выбранные частичные решения, причем первый индекс (1, ..., л) означает номер классификационного признака, а второй индекс— номер типа схемы, отличающейся по данному признаку. ПРИМЕР АЛГОРИТМИЗАЦИИ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА В соответствии с табличным методом разработка алгоритма должна включить следующие этапы: формирование множества частичных решений, множества параметров и их значений, составление частичных таблиц применяемости и оценку частичных решений, составление схемы реализации задачи в режиме диалога в САПР.
391 Классификация компоновочных схем Табанил 15. 2 Классификационный признак Частичное рещение Обозначение Редукторная схема (многороторная) Безредукторная схема (однороторная) Междуопорная схема Консольная схема Схема с одновальным ротором Схема с двухвалызым ротором Схема с двухопорным валом Схема с трехопориым валом Схема с насосом горючего рядом с турбиной, справа Схема с насосом горючего рядом с турбиной слева Направления входа в насос горючего и в турбину совпадают Направления входа в насос горючего и в турбину не совпадают Направления входа в насос окислителя и в турбину совпадают Направления входа в насос окислителя и в турбину нс совпадают Кинематика передачи вращения у, Уз, 1 Уз, з расположение турбины уз Тип ротора уз Уз, з Уз,з Уз.
1 Уз, з У». 1 У», з УЗ. 1 Ч до опор вала У расположение насосов у, Уз. з Взаимная ориентация насоса горючего и турбины у, У», 1 Взаимная ориентация насоса окиюзитсля и турбины у, У1, 1 392 Рассмотрим кратко содержание кажцого из этапов, иллюстрируя нх примерами. Формирование множества частичных решений. В описанной нами классификации компоновочных схем рассматривается семь классификацион.
ных признаков: кинематика передачи вращения, расположение турбины, тип ротора, число опор вала, расположение насосов, взаимная ориентация насоса горю. чего и турбины, взаимная ориентация насоса окислителя и турбины. Данным классификационным признакам соответствуют семь подмно. жеста частичных решений, которые приводятся в таблице 15.2.
Формирование множества параметров и их значений. Параметры и нх значения являются факторами, которые влияют на выбор вариантов ком. поновочной схемы. В табл. 15.3 приводится их формальная запись. Составление частичных таблиц применяемости. Для каждого подмно. жества частичных решений, т.е. для решений по каждому классификационному признаку, составляется соответствующая таблица применяемости, С целью уменьшения объема в ней приводятся только те параметры н их значения, которые могут оказать влияние на выбор частичных решений по Таблица 15.3 Факторы, влияющие иа выбор схемьз Параметр х, «3, 1 «1 1 з 3 «з, з х, х, х, «ам х, х, «а, 3 «а, 3 «1, 3 «1 «а Хз 1 «4 1 х, ха «а, з «, «а «а, з « \а, 3 «34, 1 «3 4,1 «34, ° х... «34 х...
х.. х.. х... х,, з х„, «3 ° Х3 °,Э Хз„° «... х,, х„ х,, х,, х,, «31,1 «за,з х... Способ раскрутки ротора «„ 13 — 1758 393 Характеристика горючего Характеристика окислителя Характеристики гене- раторного газа Ьзг шах Отношение о шах Кратность включения Тип турбины Тип насоса горючего: а) по наличию шнеко- вого лреднасоса б) по числу ступеней давления в) по числу входов в насос г) по типу подвода Тип насоса окислителя: а) по наличию шнекового преднасоса б) по силе ступеней давления в) по числу входов в насос г) по типу подвода Способ охлаждения и смазки подшипников Высококипящее Низкокипящее Высококипящий Ниакокипящий Восстановительный Окислительный '"'г шах 3 "о птах К 4 ьз 3'ьз > 4 г шах о щах Однократное включение Многократное включение Автономная турбина Предкамерная турбина Центробежный насос Шнекоцентробежный насос Одноступенчатый насос Многоступенчатый насос С односторонним входом С двухсторонним входом С осевым подводом С радиальным подводом С кольцевым подводом Со спиральным-подводом Центробежный насос Шнеко-центробежный .
насос Одноступенчатый насос Многоступенчатый насос С односторонним входом С двухсторонним входом С осевым подводом С рациальным подводом С кольцевым подводом Со спиральным подводом Консистентная смазка Смазка и охлаждение рабочей яащкостью насоса Беа пусковой турбины С пусковой турбиной Таблице !5 Е к, хз хз 1 2 1 2 1 1 Уз,з з 1 1 1 1 ! Уз,з з 1 1 Уз,з з 1 Уз, ° з 1 ! Уз.з з ! 1 Уз,зз 1 Уз,з ° 1 1 У1,11 1 1 2вбввна 15.5 х,, х,, У1 г г Уз,зз Уз,зз 1 ! 1 1 Уз, 1 Уз,зз 1 1 1 1 Уз,з з Уэв з 1 1 1 ! Уз,зз Уз,з ° Уз,зз Уз,зз Уз.зз Уз,зз ! ! 394 Тайница чвствчназх решзинй по прнзнану У2 Табвнца чаетвчназх решизнй по прнававу у 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Уз.з з Уз, ° з Уз,зз Уз,з ° данному признаку.
Тем не менее из-за большого числа возможных сочетаний параметров частичные таблицы могут оказаться весьма громоздкими. Ниже приводятся в качестве примера две неполные таблицы применяемости; табл. 15.4 описывает частичные решения по признаку у, — расположение турбины, а табл. 15.5 — по признакуу, — тип ротора. Математическое описание решений, получаемых в соответствии с табл. 15.4, имеет следующий вид: .! 2,11 1,1 2,1 3,1 5,2 6,! ' У212 1! 21 31 51 6! 12,13 1,! 2,2 3,! 5,! 6,1 (15.5) У2,25 1,1 2,2 3,2 5,1 6,1' х Математическое описание решений, полученных в соответствии с табл.
15.5, в сокращенном виде будет следующим: У3,11 !2,11 7,1 9,1 11,1 12,1 х х х У3,12 ! 2,12 7,1 9,! 11,1 12,1 х (15.6) У323 У221 72 91 112 122 У3,29 2,25 7,2 9,1 11,2 12,2 8!76КВТ1ХЕ ЙУ2СХХ11 ю ХХ12я ХХ21 НХ22к ХХЗ1 ~НХ32юНХ51! ХХ52! нх61 я хх62~ нч21 1 ю хч21 2~ нУ213 > нч221 ю хч222г нч223! Хч224ю хч 2251 ну211 =хХ11316621аХХЗ13НХ52ФФ6133 ХЧ212-"ХХ11 еХХ216НХЗ13ХХ513ХХ6122 хуг13хихтттхх22*хх31 анх51анх61 ну2214их11*хх21анх31ахх51ахх6133 ИУ222 ХХ113ХХ223НХ313ХХ513НХ6133 ху223 нх11анх21анхз1анх52ахх6132 НУ224МЧХ!1 аХХ21 *НХЗ23ХХ513ХХ6233 НУ225=НХ11 аНХ229НХ32 агс!51 аХХ62*3 ПЕТ!3ЯН ЕХП Ряс.
15.9. Текст подпрограммы !ту, 395 Имея такие математические описания для всех частичных таблиц применяемости, нетрудно составить соответствующие машинные программы. Каждую из таких программ целесообразно оформить в виде подпрограммы Я)ВК011ТПЧЕ, так как при этом обеспечивается модульная структура программного обеспечения этой проектной процедуры. Подпрограмма описания таблицы выбора типа схемы по признаку ут приводится на рис. 15.9. побеления но эрике диииея ~ лазите нокер устроистбо отображения Иужно ли отоброженио ко друзин устройстбе? Нужнт ли изненения конплнобочной скенеЗ ужгхите лонер призноко, о ноторону озненяется скено ужно ли решение задачи ри друеок бледнот доянккд~ 1 Рис.
15.10. Схема сагггаза комаоаовоааоа схамм ТНА а рааиме даааога 396 Медите игкодные данине, овбечон на бппросо~ путники и мт и г 2 чэзрниробание бозножник борианто Гоойцение на поране о боэнпжник бориантак. Моной из Еариантпд непдпдонп отпдразитп на кроне дигллен? Укажите нокер 0зрианта Нужно ли изображение друкик дприантод? бт коноко из нплученннк 0цпоанто0 бт катите ткозатвен? Укажите нонер. будут ли ео1е отказа от бориантоб? рпс. 15.11. Схема программы зч' з', 397 Составление схемы решения задачи в режиме диалога в САПР, Н рис. ! 5.10 приведена принципиальная схема одного из возможных вариан тов решения задачи выбора компоновочной схемы ТНА в САПР.
Соответ. ствующее программное обеспечение имеет модульную структуру и состоит из прикладных программных модулей и управляющей программы. Управляющая программа является "жесткой" и обеспечивает диане. говый режим работы, формируя пользователю запросы от системы. На рис. 15.11 дана схема решения задачи выбора типа компоновоч. ной схемы ло признаку уз — расположения турбины.
Схемы решения ос. тельных шести задач блока синтеза решения имеют такую же структуру ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКПИй ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Оптимизация является необходимым этапом на всех уровнях проектирования технического объекта. При этом в зависимости от уровня проектирования возможен различный подход как к выбору критерия оптимальности, так и к построению схемы решения.