Лабораторный практикум
.pdf
Раздел II. Теория инновационной деятельности
Рис. 27. Сохранение найденного решения в пакете Поиск решения
12. После сохранения результатов (рис. 27) найденного системой MS Excel решения по определению неизвестных коэффициентов А,В,С первоначальные значения в ячейках, соответствующих этим коэффициентам изменятся автоматически (рис. 28). Далее необходимо построить полученный тренд изменения максимальных скоростей самолетов (или тяги реактивных двигателей) в имеющейся диаграмме (рис. 29). Для внесения нового ряда данных на имеющуюся диаграмму, щелкаем правой кнопкой «мыши» на области внутри диаграммы, и из
всплывающего списка «кликаем» левой кнопкой «мыши»
Выбрать данные -> Ряд -> Добавить (рис. 28). После таких действий всплывает диалоговое окно рис. 29, где заносятся имя ряда и массивы данных по осям абсцисс X и ординат Y. В рассматриваемом примере это следующие данные: имя ряда – линия регрессии, значения по оси X – A2:A5, по оси Y – F2:F5, что продемонстрировано на рис. 29. Имя ряда в первой строке окна печатается с клавиатуры, массивы данных по осям вводятся поочередно по X и Y c помощью левой кнопкой «мыши», путем выделения соответствующих рядов данных (рис. 29). Далее нажимаем левой кнопкой «мыши» ОК и смотрим результат (рис. 30). Для соединения получившихся экспериментальных точек сплошной линией нажимаем правой кнопкой «мыши» на одну из построенных точек только что построенного ряда чисел в области
диаграммы и выбираем из всплывающего списка Тип диаграммы. Делаем клик мышкой по соответствующей картинке
(
– точки, соединенные линией) и нажимаем ОК. Таким образом можно получить окончательный вид диаграммы с искомой линией регрессии (рис. 30).
81
Раздел II. Теория инновационной деятельности
13. В случае если результат нас не устраивает, делаем «клик» левой кнопкой «мыши» на ячейках, которые соответствуют коэффициентам А, В, и С (в нашем примере это ячейки С2, D2 и Е2) и редактируем значения коэффициентов до достижения необходимого результата по коэффициенту сходимости
статистических данных или еще раз производим процедуру Поиска решения, как указано в п.11 методики выполнения
лабораторного занятия (рис. 26, 27). Результат с откорректированными коэффициентами автоматически отражается в имеющейся диаграмме. В данном примере, установлено, что наилучшим образом для построения сигмоиды развития самолетов (двигателей) подходят следующие эмпирические коэффициенты: A=497,46, B=1964, C=852,85 (рис. 28).
Рис. 28. Добавление нового ряда данных в имеющуюся диаграмму
82
Раздел II. Теория инновационной деятельности
Рис. 29. Добавление или изменение ряда параметров технического уровня (самолетов или двигателей) для отображения его на диаграмме
Рис. 30. Автоматически построенная S-образная кривая развития самолетов-истребителей вертикального взлета и посадки
Примечание: Для корректировки вида S-образной кривой
нажимаем на нее правой кнопкой «мыши» и из всплывающего списка выбираем вкладку Формат области построения (рис. 28).
Эта возможность позволяет изменять размер, форму и цвет точек данной кривой, а также задавать толщину и цвет сглаживающей (аппроксимирующей) линии.
12. Оформить отчет о выполненной работе.
83
Раздел II. Теория инновационной деятельности
5.Контрольные вопросы
1.Какие научные законы инноватики Вы знаете?
2.Какие участки можно выделить внутри S-образной кривой развития техники (технологии)?
3.В чем сущность закона смены поколений техники и технологий?
4.В чем сущность технологий «STEALTH TECHNOLOGY» и технологий «STOVL»?
5.Какие технологии называют критическими?
6.Какие вы знаете примеры новейших образцов техники и технологий гиперзвуковой авиации?
6.Требования к отчету
Отчет должен содержать титульный лист, цель, результаты работы в виде графиков с обозначением поколений самолетов – истребителей и указанием полученных уравнений.
7. Критерий оценки результатов
При подведении итоговой оценки рекомендуется руководствоваться следующими критериями: «отлично» – соответствует более 90% качественному усвоению учебного материала; «хорошо» – соответствует более 75% до 90% качественного усвоения учебного материала; «удовле- творительно» – соответствует более 50% до 75% качественного усвоения учебного материала при условии отсутствия ошибок в расчетах.
В случае невыполнения перечисленных критериев или отсутствия на занятии студент должен пройти повторное выполнение лабораторного задания самостоятельно и представить преподавателю самостоятельно выполненный вариант отчета к защите.
Список литературы
1.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б. Системотехника инновационной подготовки производства в машиностроении. – М.: Машиностроение. 2012. -568 с.
84
Раздел II. Теория инновационной деятельности |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
|
Т а б л и ц а 1 |
||
|
Основные тактико-технические характеристики отечественных дозвуковых реактивных самолетов-истребителей |
|||||||
№ |
Модель самолета |
Первый |
Максимальная |
|
Тип |
Кол. |
Тяга, кг |
Примечания |
|
|
полет |
скорость, км/ч |
|
двигателя |
двигат |
|
|
|
|
|
|
|
|
елей |
|
|
1 |
МиГ-9 |
24.04.1946 |
900,0 |
|
РД-20 |
2 |
800,0 |
Двигатель-аналог БМВ-003 |
2 |
ЯК-15 |
24.04.1946 |
786,0 |
|
РД-10 |
1 |
900,0 |
|
3 |
Ла-150 |
11.09.1946 |
805,0 |
|
РД-10 |
1 |
900,0 |
|
4 |
Ла-152 |
10.1946 |
860,0 |
|
РД-10 |
1 |
900,0 |
|
5 |
Су-9 |
13.11.1946 |
885,0 |
|
РД-10 |
2 |
900,0 |
Первый вариант с двигателем ЮМО-004 |
6 |
Як-17 |
06.1947 |
751,0 |
|
РД-10 |
|
900,0 |
|
7 |
Як-19 |
8.01.1947 |
904,0 |
|
РД-10Ф |
1 |
1100,0 |
Первый двигатель с форсажной камерой |
8 |
Ла-156 |
1.03.1947 |
845,0 |
|
РД-10ЮФ |
1 |
1170,0 |
|
9 |
Ла-160 |
1.06.1947 |
970,0 |
|
РД-10ЮФ |
1 |
1170 |
|
10 |
Су-11 |
28.05.1947 |
940,0 |
|
ТР-1 |
2 |
1300,0 |
|
11 |
И-211 |
1947 |
950,0 |
|
ТР-1 |
2 |
1350,0 |
|
12 |
Як-23 |
30.07.1947 |
925,0 |
|
«Дервент-V» |
1 |
1590,0 |
|
13 |
И-215 |
1948 |
970,0 |
|
«Дервент-V» |
2 |
1590,0 |
|
14 |
Ла-174ТК |
1948 |
1040,0 |
|
«Дервент-V» |
1 |
1695,0 |
|
15 |
Як-25 |
31.10.1947 |
932,0 |
|
РД-500 |
1 |
1590,0 |
|
16 |
Ла-15 |
8.01.1948 |
1026,0 |
|
РД-500 |
1 |
1590,0 |
|
17 |
Як-30 |
4.09.1948 |
1025,0 |
|
РД-500 |
1 |
1590,0 |
|
18 |
МиГ-15 |
30.12.1947 |
1076,0 |
|
ВК-1 |
1 |
2700,0 |
|
19 |
Ла-176 |
09.1948 |
1105,0 |
|
ВК-1 |
1 |
2700,0 |
Скорость звука превысил в пикировании |
20 |
И-320 |
16.04.1949 |
1040,0 |
|
ВК-1 |
2 |
2700,0 |
|
21 |
Як-50 |
15.07.1949 |
1135,0 |
|
ВК-1 |
1 |
2700,0 |
Скорость звука превысил в пикировании |
22 |
Ла-200 |
9.09.1949 |
1062,0 |
|
ВК-1 |
2 |
2700,0 |
|
23 |
Ла-168 |
22.04.1948 |
1084,0 |
|
«Нин-I» |
1 |
2270,0 |
|
24 |
Су-15 |
11.01.1949 |
1045,0 |
|
РД-45Ф |
2 |
2270,0 |
|
25 |
МиГ-17 |
14.01.1950 |
1114,0 (1060,0) |
|
ВК-1А |
1 |
2700,0 |
на высоте-1114 км/час; у земли1060 км/час |
26 |
И-340 |
1952 |
1193,0 |
|
АМ-5 |
2 |
2000,0 |
кратковременное превышение скорости звука. |
27 |
И-360 |
24.05.1952 |
1153,0 |
|
АМ-5 |
2 |
2000,0 |
В горизонтальном полете М<1,0 Самолет на |
|
|
|
|
|
|
|
|
вооружение не принят. (Особая точка) |
28 |
МиГ-17СН |
1953 |
<1060,0 |
|
ВК-1А |
1 |
2700,0 |
Имел высокоскорострельные пушки на |
|
|
|
|
|
|
|
|
подвижном лафете и боковые воздухозаборники |
85
Раздел II. Теория инновационной деятельности
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
|
|
Основные тактико-технические характеристики отечественных сверхзвуковых истребителей-перехватчиков |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Модель самолета |
Первый |
Максимальная |
Тип |
Кол. |
Тяга, |
кг |
|
Примечания |
|
|
|
|
полет |
скорость, км/ч |
двигателя |
двига |
Безфорсажная |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
телей |
форсажная |
|
|
|
|
|
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
|
|
|
(8) |
|
1 |
Ла-190 |
02.1951 |
1225,0* |
ТР-3А(АЛ-5) |
1 |
5200,0 |
|
*расчетные данные. |
|
||
2 |
И-350 |
16.06.1951 |
1266,0* |
ТР-3А(АЛ-5) |
1 |
5200,0 |
|
Испытания прекращены вследствие |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
низкой надежности двигателя |
|||
3 |
МиГ-19 |
5.01.1954 |
1452,0 |
РД-9Б |
2 |
2600 / 3250 |
|
|
|
|
|
4 |
Е-2 |
14.02.1955 |
1920,0 |
РД-11 |
1 |
3800 / 5100 |
|
Опытный истребитель |
|
||
5 |
И-370 |
16.02.1955 |
1452,0 |
ВК-7Ф |
1 |
5200,0 |
|
Опытный истребитель. Ресурс двига- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
теля 25 час. Испытания прекращены |
|||
6 |
Е-4 |
16.06.1955 |
1296,0 |
н/д. |
н/д. |
н/д. |
|
Результаты |
испытаний |
признаны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неудовлетворительными |
|
||
7 |
Су-7 |
7.09.1955 |
2120,0 |
АЛ-7Ф-1 |
1 |
6800 / 9600 |
|
Модифицирован из истребителя-пере- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
хватчика |
в |
истребитель-бомбар- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дировщик |
|
|
|
8 |
Е-50 |
9.01.1956 |
2470,0 |
РД-11+ |
1 |
3800/5100+1300 |
|
Опытный |
истребитель-перехватчик |
||
|
|
|
|
ускоритель |
|
|
|
Самолет потерпел аварию |
|
||
|
|
|
|
С-155 (ЖРД) |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
МиГ-21 |
9.01.1956 |
2175,0 |
Р-25-300 |
1 |
4100 / 7100 |
|
Фронтовой истребитель-перехватчик |
|||
10 |
Су-9 |
26.05.1956 |
2120,0 |
АЛ-7Ф1- |
1 |
6800 / 9600 |
|
Модифицирован |
из |
истребителя- |
|
|
|
|
|
100У |
|
|
|
перехватчика (С-1) в истребитель- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
бомбардировщик |
|
|
|
11 |
Ла-250 |
16.07.1956 |
1600,0 |
АЛ-7Ф |
2 |
6500 / 9500 |
|
Опытный истребитель-перехватчик; |
|||
12 |
И-7У |
22.04.1957 |
2300,0*/1420,0 |
АЛ-7Ф |
1 |
6420 / 9210 |
|
*расчетные данные И-7У |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Летные испытания прекращены |
|||
13 |
И-3У |
08.1956 |
1960,0 |
ВК-3 |
1 |
5730 / 8440 |
|
Работы прекращены из-за частых |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
доработок двигателя |
|
||
86
Раздел II. Теория инновационной деятельности
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
|
|
(8) |
|
|
14 |
СМ-12 |
04.1957 |
1926,0 |
РД3-26 |
2 |
н/д / 3800 |
Испытания прекращены |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
15 |
П-1 |
10.1957 |
2050* |
АЛ-7Ф-1 |
1 |
6420 / 9210 |
*расчетные данные |
|
|
||
16 |
И-75 |
28.04.1958 |
2050,0 |
АЛ-7Ф-1 |
1 |
6420 / 9210 |
Летные испытания прекращены |
|
|||
17 |
Су-11 |
01.1958 |
2340,0 |
АЛ-7Ф-2 |
1 |
6800/ 10100 |
Истребитель-перехватчик; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
18 |
Е-152А |
10.07.1959 |
3030,0 |
Р-11Ф-300 |
1 |
3880/ 5740 |
Летающая |
лаборатория, |
потерпел |
||
|
|
|
|
|
|
|
катастрофу |
|
|
|
|
19 |
Е-150 |
8.06.1960 |
2890,0 |
Р-15-300 |
1 |
6840/10150 |
Опытный истребитель-перехватчик |
|
|||
20 |
Е-152 |
21.04.1961 |
2681,0 |
Р-15Б-300 |
1 |
6840 /10210 |
Опытный истребитель-перехватчик |
|
|||
21 |
Е-8 |
17.04.1962 |
2230,0 |
Р-21Ф-300 |
1 |
4700 / 7200 |
Опытный |
истребитель-перехватчик; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Потерпел аварию |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
22 |
Су-15 |
30.05.1962 |
2230,0 |
АЛ-7Ф-2 |
1 |
6800/ 10100 |
Истребитель-перехватчик |
последу- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ющие варианты компоновки преду- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
сматривали 2 двигателя Р-13-300 |
|
|||
23 |
МиГ-25 |
6.03.1964 |
3000,0 |
Р-15БД-300 |
2 |
7500 /11200 |
Высотный истребитель-перехватчик |
||||
24 |
Т-58ВД |
6.06.1966 |
2230,0 |
Р13-300 |
2мар |
4070/6490+2350 |
Самолет-лаборатория |
на |
базе |
||
|
|
|
|
|
ш.+ |
|
Су-15ТМ, с сокращенной длиной |
||||
|
|
|
|
|
3ПД |
|
разбега |
|
|
|
|
25 |
МиГ-21ПД |
16.06.1966 |
н/д |
Р-13Ф-300+ |
1мар |
н/д |
Самолет с укороченной длиной разбега |
||||
|
|
|
|
2ПД-РД-36- |
шев. |
|
на |
базе |
Миг-21. |
Испытания |
|
|
|
|
|
35 |
+2ПД |
|
прекращены |
|
|
|
|
26 |
Як-28-64 |
5.11.1964 |
Менее 2138,0 |
Р-11Ф2-300 |
2 |
н/д |
Летные испытания прекращены |
|
|||
27 |
Т6-1 |
2.07.1967 |
н/д |
Р-27Ф2М- |
2мар |
н/д. |
Экспериментальный самолет на |
базе |
|||
|
|
|
|
300 + |
ш |
|
Су-15 . 2 маршевых и 4 подъемных |
||||
|
|
|
|
РД-36-35 |
+4ПД |
|
двигателя |
|
|
|
|
28 |
МиГ-31 |
16.09.1975 |
3000,0 |
Д-30Ф-6 |
2 |
9500/ 15500 |
Высотный истребитель-перехватчик |
||||
29 |
Проект 1.44 |
29.02.2000 |
2750,0 |
АЛ-41 |
2 |
Н.д./ 20000 |
Опытный истребитель, дальность 4500 |
||||
|
(МиГ-35) |
|
|
|
|
|
км. |
|
|
|
|
87
Раздел II. Теория инновационной деятельности
Примечания:
1.Сигмоидальная зависимость превращается в типовую S- образную закономерность, если на ней учесть точки самолетов, которые обеспечивали кратковременное превышение скорости звука (неустойчивый результат, который достигнут на самолетах: Ла-176, Як-50, МиГ-17, И-340, МиГ-17СН.
2.Для построения S- образных закономерностей использовать только данные по самолетам-истребителям, которые прошли все летные испытания и находились в серийном производстве (эти данные в табл.2 выделены жирным шрифтом)
Т а б л и ц а 3 Основные тактико-технические характеристики отечественных самолетов-истребителей вертикального взлета и
посадки
№ |
Модель самолета |
Первый |
Максимальная |
Тип |
Кол. |
Тяга, кг |
Примечания |
|
|
полет |
скорость, км/ч |
двигателя |
двигате |
Безфорсажная / |
|
|
|
|
|
|
лей |
форсажная |
|
1 |
Як-36 |
27.07.1964 |
900,0 |
Р-27-300 |
2 |
5300,0 |
Использование поворотного сопла |
2 |
Як-38 |
2.12.1970 |
1010,0 |
Р-27В-300 |
1+ |
7000+ |
Использование подъемных |
|
|
|
|
РД-38 |
2 ПД |
6500 (двух) |
двигателей |
3 |
Як-141 |
9.03.1987 |
1800,0 |
Р-79В-300 |
1+ |
9000/ 15500 |
Использование подъемных |
|
|
|
|
+два РД-41 |
2ПД |
+4260 |
двигателей |
4 |
F-35 |
2006 |
1930 |
F-135 |
|
18000 |
США |
Примечание: для построения S- образной закономерности можно использовать также данные по английским самолетам вертикального взлета и посадки «Harrier»
88
Раздел II. Теория инновационной деятельности
Т а б л и ц а 4 Основные тактико-технические характеристики отечественных многофункциональных высокоманевренных
самолетов-истребителей (истребителей-бомбардировщиков)
№ |
Модель |
Первый |
Максимальная |
Тип |
Кол. |
Тяга, кг |
Примечания |
|
самолета |
полет |
скорость, км/ч |
двигателя |
двигат |
Безфорсажн. |
|
|
|
|
|
|
елей |
/ форсажная |
|
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
(8) |
1 |
ЯК-25 |
19.06.1952 |
1090,0 |
АМ-5А |
2 |
2000,0 / - |
Один из первых многофункциональных |
|
|
|
|
|
|
|
истребителей-бомбардировщиков |
2 |
Як-27 |
1956 |
2138,0 / 1285,0 |
РД-9Ф |
2 |
2000 / 3820 |
Проведен эксперимент по управлению |
|
|
|
|
|
|
|
направлением вектора тяги |
3 |
Су-17 |
2.08.1966 |
2300,0 |
АЛ-21Ф-3 |
1 |
7800/ 11200 |
С изменяемой геометрией крыла |
4 |
МиГ-23 |
10.06.1967 |
2500,0 |
Р-35-300 |
1 |
8550 /12700 |
С изменяемой геометрией крыла |
5 |
МиГ-27 |
1973 |
1800,0 |
Р-29Б-300 |
1 |
н.д./ |
Самолет огневой поддержки |
|
|
|
|
|
|
11500 |
|
6 |
МиГ-29 |
6.10.1977 |
2450,0 |
РД-33 |
2 |
5040/8340 |
Управляемый вектор тяги с модификации |
|
|
|
|
|
|
|
МиГ-29ОВТ с двигателем РД-133 |
7 |
Су-27 |
20.04.1981 |
2500,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/ 12500 |
Первый проект 1977 года модифицирован |
8 |
Су-30 |
01.1987 |
2125,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/12500 |
Многофункциональный истребитель |
9 |
Су-33 |
17.08.1987 |
2300,0 |
АЛ-31К |
2 |
7600 /13300 |
Истребитель корабельного базирования |
10 |
Су-35 |
28.06.1988 |
2500,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600 /12500 |
Многофункциональный истребитель |
11 |
Су-32 |
13.04.1990 |
1900 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/12500 |
Используется как фронтовой бомбардировщик |
12 |
С-37 «Беркут» |
25.09.1997 |
2200,0 |
Д-30Ф6 |
2 |
н/д /15600 |
С крылом обратной стреловидности |
13 |
Су-33КУБ |
29.04.1999 |
2120,0 |
АЛ-31Ф-3 |
2 |
7670/ 12800 |
Учебно-тренировочный морской истребитель |
Примечание: родоначальником истребителей-бомбардировщиков условно можно принять самолет Me-262 его исходная точка имеет следующие значения:1942 г., V=750 км/час, двигатель ЮМО-004, тяга = 1050 кГ.
89
Раздел II. Теория инновационной деятельности
Лабораторное занятие № 2.2
Тема: Исследование закона эволюционного развития новов-
ведений на основе применения искусственной нейронной сети GRNN и уравнения Ферми
Содержание
Введение 1.Теоретическая часть.
1.1.Обоснование сигмоидальных закономерностей развития инновационной продукции с помощью обобщенной нейронной регрессионной сети (GRNN)
1.2.Логистические функции развития техники и технологий
1.3.Использование функции Ферми для управления инновационными проектами
2.Описание используемых программных комплексов
3.Задание
4.Методика выполнения задания
5.Контрольные вопросы
6.Требования к отчету
7.Критерий оценки результатов
Список литературы
Введение
Объектами исследования являются:
I.закон эволюционного развития техники и технологий;
II.инновационные проекты, обеспечивающие инновационную деятельность в машиностроении.
Предметом исследования являются закономерности и математические модели управления проектами научно-техноло- гической подготовки производства.
Методы исследования. При решении поставленных в данной работе задач использованы методы системного анализа, математической статистики, математического моделирования, базирующегося на использовании средств искусственного интеллекта в АСТПП, а также методы построения и анализа регрессий.
90