Время установления выходного напряжения по каждому каналу с момента подачи входного напряжения двухканального модуля питания СПН27-25-Д не превышает 250 мс при включении путём подачи

входного напряжения и 50 мс при включении по команде.

Двухканальный модуль питания СПН27-25-Д сохраняет свои параметры при следующих воздействиях на входе:

· диапазон входных напряжений от 23 до 34 В;

· пульсации входного напряжения в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц не более 2 (от пика до пика) с последующим уменьшением по 10 дБ на декаду до уровня 0,2 В в диапазоне частот от 100 кГц до 10 МГц;

· переходное отклонение относительно установившегося значения входного напряжения до 5 В (амплитуда), длительностью 20 мс;

· переходного отклонения входного напряжения ± 40 % от Uвх.ном при длительности переходного отклонения 0,01 с.

Суммарная нестабильность выходного напряжения по каждому каналу двухканального модуля питания СПН27-25-Д должна превышать:

· ± 3 % от U вых. ном - для модулей питания первого типа;

· ± 7 % от U вых ном - для модулей питания второго типа.

Электрическая изоляция двухканального модуля питания СПН27-25-Д обеспечивает электрическую прочность достаточную для предотвращения пробоя, электрическое сопротивление достаточное для ограничения шунтирующего действия токов утечки и предотвращения

теплового пробоя, в соответствии с нормами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2.

Условия и режимы	Сопротивление изоляции, МОм	Электрическая прочность, В
		вход-выход	Uвх., Uвых., - корпус
Нормальные условия	100	100	500
Повышенная рабочая температура	20	100	300
Повышенная влажность	5	100	100

3.4 Выбор стружкосигнализатора и термостружкосигнализатора

Стружкосигнализатор СС-36 установлен в нижней части коробки приводов и прикреплён к ней при помощи болта-съемника. Стружкосигнализатор состоит из корпуса магнитов, изготовленного из диэлектрика, крышки и болта-съёмника. Корпус магнитов по периферии имеет окон. В стойках между окнами расположены постоянные магниты, полюса которых установлены последовательно, благодаря чему образуется магнитное поле с поперечными потоку масла силовыми линиями. Магниты расположены с определённым зазором, в котором собирается стружка. К магнитам при помощи скоб подсоединены провода. Провода заканчиваются колодкой штепсельного разъёма, к которой подсоединены источник питания и сигнальная лампа [3].



Рисунок 16. - Стружкосигнализатор СС-36

1 - колодка штепсельного разъема; 2 -прокладка; 3 - провода; 4 - магниты;

5 - болт-съемник; 6 - корпус магнитов; 7 - уплотнительное кольцо; 8 - скоба;

9 - крышка; 10 - футорка; 11 - уплотнительное кольцо

Термостружкосигнализатор выдает сигналы при появлении в масле ферромагнитных частиц или при превышении предельной температуры откачиваемого масла. Появление ферромагнитных частиц в откачиваемом из коробки приводов масле обнаруживается стружкосигнализатором. В качестве термостружкосигнализатора был выбран ТСС-36.

3.5 Выбор сигнализатора помпажа

Рисунок 17. - сигнализатор помпажа СПТ-88-2,2Л

Помпаж-- срывной режим работы авиационного турбореактивного двигателя, нарушение газодинамической устойчивости его работы, сопровождающийся хлопками в воздухозаборнике из-за противотока газов, дымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель. Воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса, резко меняет направление, и внутри турбины возникают турбулентные завихрения, а давление на входе компрессора становится равным или большим, чем на его выходе.

Проведя анализ технических характеристик сигнализаторов помпажа можно прийти к выводу, что наиболее подходящим является сигнализатор помпажа СПТ-88, а именно сигнализатор помпажа СПТ-88-2,2Л -- с логарифмической характеристикой.

Его технические характеристики:

· Измеряемая среда: воздух.

· Питание: переменных ток прямоугольной формы напряжением 40±2 В,

с частотой 5000±500 Гц, длительность фронтов импульса напряжения от 1 до 8 мкс.

· Ток, потребляемый датчиком: не более 0,05 А.

· Перегрузочное давление со стороны динамической полости: 3,3 кгс/см²

· Выходное напряжение при нормальных условиях: при перепаде 0,1125 кгс/см² - 3,5±0,2 В; при перепаде 1,8 кгс/см² - 7,5±0,7.

· При изменении перепада давления вдвое, изменение выходного напряжения: 1±0,2 В.

· В диапазоне от 0,1125 до -0,1 кгс/см² выходная характеристика линейная с коэффициентом усиления, К: 10+2/-1 В·см²/кгс.

· Гарантийная наработка: 850 ч.

· Масса: 0,35 кг.

· Температура окружающей среды: длительно -60ч150°С; кратковременно до +250?С.

· Диапазон частот от 10 до 2000 Гц.

3.6 Выбор счетчика наработки ресурса

Счетчик наработки ресурса - это прибор для регистрации суммарной наработки оборудования.

Для этой цели применяется счетчик Мерадат-М24СН1.

Прибор фиксирует время замыкания и время размыкания внешних контактов (свободных контактов пускателя, дополнительного реле или контактов геркона). По каждому каналу подсчитывается суммарное время, на которое контакты были замкнуты (время наработки). В архивной памяти прибора по каждому каналу фиксируется суммарное время наработки за год, за месяц, за день и за каждый час. Так же прибор имеет архив событий, который содержит время каждого включения и выключения оборудования. Архивы можно просмотреть на дисплее прибора или передать на компьютер. Архив не может быть стерт оператором. Корпус для монтажа на DIN-рейку. Питание 220 В.

3.7 Выбор датчиков давления топлива и масла

Для регистрации магнитных компонент dB/dt электромагнитного поля применяется датчик индукционный магнитометрический ИМД-2

Рисунок 18. - Датчик ИМД-2 [15]

Общие характеристики

Корпус датчика имеет посадочные места, для установки на опоры при измерении горизонтальных компонентов магнитного поля. На корпусе датчика установлены пузырьковые уровни для контроля вертикального и горизонтального положений датчика.

Линии питания и линии связи датчика с регистрирующей системой защищены от наведенных электрических статических и импульсных напряжений.

Датчик состоит из индукционного магнитометрического преобразователя (ИМП) и предварительного усилителя (ПУ), с переключаемым значением коэффициента усиления.

Для контроля значений коэффициента преобразования и других параметров датчика, в его конструкции предусмотрена калибровочная катушка, представляющая собой соленоид с однослойной обмоткой, внутри которого размещена приемная катушка с магнитопроводом. Для выполнения процедуры калибровки датчика на калибровочную катушку подается сигнал от внешнего генератора тестовых воздействий (прямоугольной, пилообразной или синусоидальной формы).

Этот датчик обычно работает в комплекте указателем электрическим трехстрелочным УИЗ.

Он предназначен для индикации давления масла, топлива и температуры масла в комплекте с приемниками температуры П-109, П-98А.

Технические характеристики:

· Питание: с напряжением 36 В, частотой 400 Гц,

силой тока не более 0,15 А.

· Гарантийная наработка: 25000 ч.

· Масса: 0,22 кг.

· Температурный диапазон: от -60 до +220 ?С.

Датчики температуры терморезисторные и полупроводниковые предназначены для работы на авиационных и других объектах как первичные преобразователи температуры воздуха и других газовых сред (в том числе заторможенного потока), а также температуры топлива, масла и других жидких сред в электрические сигналы для систем управления, регистрации, измерения и сигнализации.

Датчики по конструкции ? всеклиматического исполнения, работают в условиях влияния механических и других факторов, которые перечислены в нормативных документах для авиационной и ракетной техники.

Для повышения надежности ряд датчиков имеет два автономных термочувствительных канала, один из которых используется для резервирования.

Рисунок 19. - Датчик температуры П-109 [13]

Датчик температуры П-109 предназначен для измерения температуры неагрессивных жидких и газообразных сред в бортовых системах регулирования параметров

Технические характеристики датчика П-109



Таблица 3.

Рабочий диапазон измеряемых температур, °C	от -60 до +300
Сопротивление приемника, Ом при температуре 0 °C	100±(0,5+ 510-^3 t)
Габаритные размеры, мм	96 х 190 х 55
Время термической инерции, с, не более	3
Материал чувствительного элемента	платиновая проволока

Рисунок 19. - Датчик температуры П-98А [13]

Технические характеристики

Таблица 4.

Количество каналов	2
Диапазон измерения температур, °С	от -60 до 350
Постоянная времени, с	5
Сопротивление при 0°С, Ом	46
Погрешность, °С	±1
Масса, г	330
Габаритные размеры, мм	135Ч90Ч14



3.8 Функциональная схема системы управления

Рисунок 20. - Функциональная схема системы управления.

Информация о частотах вращения роторов, температуре газов и режиме работы двигателя в виде сигналов от датчиков ДТА-15, Т-80, БСКТ-220 поступает в электронный блок ЭСУ. Каждому положению РУД соответствует определенное ограничение по температуре. В электронном блоке происходит сравнение измеренных значений параметров с предельно допустимыми значениями. Настройка блока по предельным значениям параметров индивидуальна для каждого конкретного двигателя.

Значение температуры газов, ограничиваемое ЭСУ, зависит от положения РУД.

Подключение ступеней ограничения в зависимости от положения РУД в блоке ЭСУ происходит по команде датчика БСКТ-220, который механически связан с валиком РУД.

В штатном режиме выключение двигателя осуществляется рычагом останова двигателя (РОД), расположенным на среднем пульте в кабине пилотов. РОД с помощью проводки управления связан с рычагом стоп-крана. При переводе РОД в положение останов стоп-кран закрывается и прекращает подачу топлива в двигатель.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

4.1 Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации системы

Изучение причин конкретного несчастного случая или аварии проводится с привлечением системного анализа -- совокупности методологических средств, используемых для подготовки и обоснования для решений по проблемам безопасности. Объектом анализа опасностей является система «человек - машина - окружающая среда».

Любая опасность реализуется, принося ущерб, по какой-то причине или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знании причин. Между реализованными опасностями и причинами существует причинно-следственная связь; опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая, в свою очередь, является следствием другой причины и т. д. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры или системы. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В строящихся деревьях, как правило, имеются ветви причин и ветви опасностей, что полностью отражает диалектический характер причинно-следственных связей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и невозможно. Поэтому точнее называть полученные в процессе анализа безопасности объектов графических изображения «деревьями причин (опасностей)».

Вредные производственные факторы - это неблагоприятные факторы трудового процесса или условий окружающей среды, которые могут оказать вредное воздействие на здоровье и работоспособность человека. Длительное воздействие на человека вредного производственного фактора приводит к заболеванию.

Вредный производственный фактор может стать опасным в зависимости от уровня и продолжительности воздействия на человека.

Вредные факторы, возникающие при эксплуатации системы, показаны в таблице 5.

Таблица 5.

Вредные факторы	ПДК	Фактич. ПДК
Шум	100 дБ	<
Запыленность воздуха	8 мг/м3	<
Освещенность	100 лк	<
Вибрация: Виброускорение виброскорость	32 дБ, 0,0125 м/с2 70 дБ, 0,016 м/с2*10-2	< <

Исходя из данной таблицы можно прийти к выводу, что данные условия труда относятся к 1 классу условий труда по степени вредности и опасности, т.е. оптимальные (комфортные) условия труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма человека.

4.2 Разработка мероприятий по повышению надежности разрабатываемой системы

В данной работе используем «дерево причин», для анализа безопасности эксплуатации системы управления двигательной установкой ЛА. «Дерево отказов» приведено на рис. 20

Отказ одного из элементов системы может повести за собой отказ работы всей системы, либо не оказать существенного влияния. Так при выходе из строя датчика давления масла может возникнуть «масляное голодание», которое может привести к заклиниванию роторов. Поэтому при отказе датчика давления масла ЭСУ подает сигнал на панель в кабину пилотов и задействует резервный датчик.

В случае отказа электронного блока ЭСУ, нарушении электропитания, отказа датчиков частоты вращения роторов или температуры также происходит включение электромагнитного клапана. При этом если двигатель находится на режиме выше «0,7 ном» происходит снижение режима работы двигателя и включается сигнальное табло «ОТКАЗ ЭСУ» на панели контроля работы соответствующего двигателя. Если двигатель находится на режиме ниже «0,7 ном» снижение режима работы двигателя не происходит, но сигнальное табло «ОТКАЗ ЭСУ» включается.

Рисунок 21. Дерево причин отказов системы

Выход из строя системы управления двигательной установкой ЛА может привести к весьма негативным последствиям. Одной из основных причин отказа системы являются механические повреждения.

При проведении мероприятий по повышению надежности разрабатываемой системы не малую роль играют средства автоматического контроля и сигнализации. Наличие контрольно-измерительных приборов - одно из условий безопасной и надежной работы оборудования. Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют: по назначению - на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания - на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала - на постоянные и пульсирующие. В данной системе, в качестве устройства предупредительной сигнализации выступает сигнальное табло в кабине пилотов.

Поводя регулярные работы по диагностике можно спрогнозировать возможные отказы и устранить их. Сначала производится внешний осмотр системы на выявление видимых неисправностей, которая производится техником.

Проверка работоспособности и параметров агрегата производится пультом контроля ПК ЭСУ в следующем порядке:

v Подготовка пульта контроля

v Проверка системы в лабораторных условиях

Проверяемые параметры:

· Напряжение питания

· Ток потребления

· Ограничение и выдача команды на клапан останова двигателя

· Зона пропорциональности и коэффициент усиления

· Ограничения частоты вращения ротора

· Разность настроек цепей термопар

· Ограничения температуры газов турбины

v Проверка системы на неработающем двигателе

v Перестройка настроек ограничения в лабораторных условиях

Перестраиваемые параметры:

· Настройка напряжение питания

· Настройка ток потребления

· Настройка ограничения и выдачи команды на клапан останова двигателя

· Настройка зона пропорциональности и коэффициента усиления

· Настройка ограничения частоты вращения ротора

· Настройка разности цепей термопар

· Настройка ограничения температуры газов турбины

v Перестройка настроек ограничения на неработающем двигателе

v Осмотр и проверка

Путем данной диагностики можно спрогнозировать всевозможный отказ и вовремя принять меры для его устранения. Мероприятия по устранению отказов приведены в таблице 6.

Таблица 6.

Отказ	Мероприятие по устранению
Неисправность сигналь ной лампы ОТКАЗ ЭСУ	Замена сигнальной лампы ОТКАЗ ЭСУ
Размыкание в цепи микровыключателя	Замена топливного регулятора
Обрыв или короткое замыкание цепей датчиков давления и частоты вращения роторов	Использование специальной защиты и соблюдение правил эксплуатации
Обрыв или короткое замыкание в цепях датчика угла БСКТ	Устранение обрыва в цепях термопар, замена топливного регулятора
Неисправен топливный регулятор	Проверка целостности исполнительного механизма ИМ-21, повышение сопротивления изоляции
Ошибка при создании программного обеспечения	Тщательная отладка и тестирование
Повреждение шины данных	Замена кабеля
Некорректная работа кнопки «КОНТРОЛЬ»	Проверка надежности разьемов
Механические повреждения	Правильная эксплуатация
Человеческий фактор	Высокий уровень подготовки работников

4.3 Пожарная безопасность при эксплуатации системы

В процессе эксплуатации системы возникновение пожара крайне мало.

Анализ пожаров в системе управления показывает, что причиной их возникновения являются короткое замыкание при неисправности электрооборудования.

Короткое замыкание возникает в результате нарушения изоляции токоведущих элементов и электропроводки. При коротком замыкании ток, протекая по проводнику, вызывает значительное его нагревание, при котором возможно загорание изоляции проводника, а затем контактирующих с ним сгораемых материалов, так и возникает пожар. Профилактика и предупреждение коротких замыканий заключается в правильном монтаже и эксплуатации электропроводки и электрооборудования.

Для предотвращения короткого замыкания используются обычные предохранители. В случае сильного увеличения силы тока этот материал плавится или сгорает и размыкает цепь задолго до того, как цепи произойдут более серьезные последствия.

Переходные сопротивления возникают в местах соединений, ответвлений и окончаний про водников, в местах перехода тока с одного контакта на другой через площадки действительного их соприкосновения. В этих местах выделяется тепло, пропорциональное квадрату тока и сопротивлению точек действительного соприкосновения.

Профилактика пожаров от переходных (контактных) сопротивлений:

§ применять упругие контакты, стальные пружины; охлаждение поверхности, отвод тепла;

§ применение наконечников удобной формы, спец. зажимы; пружинящие шайбы или контргайки;

§ соединение проводов: пайка, сварка, опрессовка, болтами;

§ серебрение контактов;

§ защитная смазка (предохраняет от быстрого окисления).

4.4 Защита окружающей среды

В нашей стране в условиях научно-технического прогресса охрана окружающей среды стала одной из самых острых и актуальных проблем. Еще более усложнилась обстановка в этой области за последние десять лет, когда значительный рост выпуска изделий электронной промышленности повлек за собой совершенствование технологии изготовления на базе новых достижений физико-технических процессов. Это привело к резкому увеличению количества различных токсичных и химических веществ и вредных выбросов, загрязняющих среду рабочих мест, воздушное пространство и территории предприятий.

Практическая реализация конкретных мер по охране окружающей среды определяется инженерно-техническими мероприятиями и решениями, которые принимаются на основе использования достижений науки, возможностей технологии.

Основными направлениями по решению проблем защиты окружающей среды являются:

§ совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

§ замена токсичных отходов на нетоксичные;

§ замена не утилизируемых отходов на утилизируемые;

§ применение пассивных методов защиты окружающей среды.

К пассивным методам защиты относятся мероприятия, направленные на ограничение выбросов промышленного производства с последующей утилизацией или захоронением отходов.

Важная роль в защите окружающей среды принадлежит мероприятиям по рациональному размещению источников загрязнения:

§ устройство санитарно-защитных зон;

§ вынесение промышленных предприятий из крупных городов.

Большое значение имеет контроль качества окружающей среды.

Все промышленные отходы по агрегатному состоянию делятся на газообразные, жидкие и твердые. В зависимости от физико-химических свойств отходов и от их количества применяют различные методы обезвреживания и переработки: механические, биологические, химические, сорбционные, термические, а также комбинированные.

Отходы, которые остались после производственного процесса, собираются в специальные контейнеры и отправляются в утилизацию.

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации поистине огромно. Все самолеты используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NОx, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя. Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям.



5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

5.1 Обоснование актуальности и необходимости разработки

Реактивные двигатели имеют различное назначение и область их применения постоянно расширяется. Наиболее широко реактивные двигатели используются на самолетах различных типов. Турбореактивными двигателями и двухконтурными турбореактивными двигателями оснащено большинство военных и гражданских самолётов во всём мире, их применяют на вертолётах. Эти реактивные двигатели пригодны для полётов как с дозвуковыми, так и со сверхзвуковыми скоростями; их устанавливают также на самолётах-снарядах, сверхзвуковые турбореактивные двигатели могут использоваться на первых ступенях воздушно-космических самолётов. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели устанавливают на зенитных управляемых ракетах, крылатых ракетах, сверхзвуковых истребителях-перехватчиках. Дозвуковые прямоточные двигатели применяются на вертолётах (устанавливаются на концах лопастей несущего винта). Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели имеют небольшую тягу и предназначаются лишь для самолетов с дозвуковой скоростью.

Для того, чтобы получить более высокую точность в системе управления двигательным средством ЛА, можно использовать метод так называемой теории инвариантности. Тем самым мы получаем экономически более выгодную систему.

Задача получения более высокой точности в системе управления двигательным средством ЛА является все более актуальной в связи с быстрым развитием авиатехники. Важно отметить, что в настоящее время требования к системе управления реактивного двигателя все более ужесточаются. Данная разработка с успехом удовлетворяет требованиям более высокоточного управления реактивным двигателем. Основными потребителями разработанной системы будут являться крупные авиастроительные компании.

Разработанная в данном дипломной проекте система управления может быть внедрена в производство как в России, так и за рубежом. Но за рубежом существуют аналоги подобных систем управления, поэтому целесообразней ограничиться отечественным рынком сбыта. На Российском рынке уже существуют системы управления реактивным двигателем, но они, в большинстве случаев, реализуются на устаревшей базе и не могут обеспечить оптимальной точности управления. Импортные аналоги разработаны для импортного оборудования, поэтому их применение в России затруднительно.

На данный момент существует множество систем управления реактивными двигателями, но они не обеспечивают достаточно высокой точности в соответствии с требованиями нынешних темпов развития авиации.

5.2 Обоснование выбора аналога для сравнения

При разработке проекта необходимо оценить технико-экономические показатели. Эта задача достигается путем сравнения разрабатываемого устройства с уже имеющимся аналогом. В качестве аналога в данной работе была выбрана система управления двигателем Д-36. Данная система близка по функциональным возможностям, имеет устойчивую рыночную цену и известными технико-экономическими характеристиками.

Система служит для защиты двигателя от возникновения режимов работы с превышением максимально допустимых значений частот вращения роторов и температуры газов. Защита обеспечивается путем автоматического изменение расхода топлива в двигатель с целью ограничения:

· частоты вращения ротора вентилятора;

· частоты вращения ротора высокого давления;

· температуры газов.

Отображение режимов работы системы управления двигателем Д-36 служит сигнальное табло, расположенное в кабине пилотов.

5.3 Обоснование выбора критериев для сравнения разработки с аналогом

При сопоставлении аналога и разработки важным является выбор критериев для их сравнения, которые, с одной стороны, должны быть информативными, то есть характеризовать предметы сопоставления, с другой стороны, должны иметь количественную оценку, и, с третьей - должны быть независимые [10].

При выборе критериев было отдано предпочтение количественным параметрам аналога и разработки, так как в подавляющем большинстве именно они характеризуют товар и определяют набор его потребительских свойств.

Исходя из назначения разрабатываемой системы, наиболее важными являются такие параметры, как:

· быстродействие;

· частотный диапазон;

· диапазон измерения давления;

· диапазон измерения температуры;

· диапазон измерения оборотов;

· номинальное напряжение.

Результаты сопоставления разрабатываемой системы и аналога представлены в таблице 7.



Таблица 7.

№	Критерии	Весовой коэффи-циент	Новая разработка	Система управления двигателем Д-36
			Пара-метр	Пока-затель	Зна-чение	Пара-метр	Пока-затель	Зна-чение
1	Быстро- действие, с	0,3	2,25	1,33	0,4	3	1	0,3
2	Частотный диапазон, Гц	0,1	От 10 до 5000	2,49	0,25	от 10 до 2000	1	0,1
3	Диапазон измерения давления, кПа	0,15	от 29,43 до 2747,8 кПа	1,41	0,21	от 30,8 до 1934,5	1	0,15
4	Диапазон измерения температур, ?С	0,1	от -60 до +100?С	1,45	0,15	от -60 до +50	1	0,1
5	Диапазон измерения оборотов, об/мин	0,15	от 1400 до 14200	1,37	0,21	от 1400 до 10000	1	0,15
6	Номиналь-ное напря-жение, В	0,2	27	1	0,2	27	1	0,2
Iт	1,42	1

Для новой разработки интегральный технический показатель равен I_т = 1,42, а для аналога I_т = 1. Отсюда следует, что новая разработка обладает лучшими техническими характеристиками, чем ее аналог.

5.4 Стоимостная оценка разработки

Экономическое обоснование проекта системы сводится к определению таких параметров как: рыночная цена системы; единовременные капитальные затраты; эксплуатационные затраты; цена потребителя; ожидаемый экономический эффект.

При расчете себестоимости процесс калькуляции расходов принято разбивать на два этапа. Первый связан с суммированием всех затрат на этапе проектирования, а второй - с суммированием всех затрат на этапе производства.

Расчет предпроизводственных затрат на техническую подготовку производства

Заработная плата сотрудников, занятых в проектировании системы управления двигательной установкой определяется по таблице тарифных ставок. Выбиралась средняя заработная плата рабочего данной категории по Ростовской области.

Результаты расчета заработной платы сотрудников, занятых в разработке системы управления, представлены в таблице 8.

Таблица 8.

Наименование работ	Исполнитель	Часы работ, ч.	Стоимость одного часа, руб.	Сумма затрат, руб.
1. Разработка ТЗ - составление требований к разрабатываемой системе.	Ведущий инженер	32	160,00	5120,00
2. Составление технических предложений - рассмотрение различных вариантов структуры разрабатываемой системы.	Конструктор 2 категории	24	120,00	2880,00
3. Составление алгоритма.	Конструктор	32	135,00	4320,00
4. Разработка математической модели, ее синтез.	Технолог	40	120,00	4800,00
5. Моделирование просинтезорованной системы.	Чертежник	32	110,00	3520,00
6. Изготовление чертежей и разработка схем.	Инженер	24	140,00	3360,00
7. Разработка конструкторской документации.	Программист	24	140,00	3360,00
8. Разработка программного обеспечения для ЭСУ	Старший технолог	40	150,00	6000,00
9. Разработка технической документации	Старший технолог	32	120,00	3840,00
10. Корректировка и составление отчета	Конструктор 2 категории	24	120,00	2880,00
Суммарная основная заработная плата:	39810,00
Дополнительная заработная плата (15% от основной):	5971,50
Фонд оплаты труда:	45781,50
Социальные отчисления (30% от фонда оплаты труда)	13734,45

Накладные расходы составляют 100% от основной заработной платы:

Н_р=39810,00 (руб.)

Затраты в целом на ТПП составляют:

З_ТПП=З_ОС+З_ДОП +З_С+Н_Р = 99325,95 рублей.

На рис. 22 изображены этапы изготовления опытного образца и количество дней, отводимых на данный этап (см. табл. 8).

Рисунок 22. - Этапы изготовления опытного образца

Все этапы проектирования после первого начинаются по окончании предыдущего.

Расчет полной себестоимости системы

Для расчета себестоимости разрабатываемой системы необходимо произвести подсчет затрат на сырьё и материалы, затрат на покупные изделия, расчёт основной заработной платы производственных рабочих.

Расчет стоимости на сырьё и материалы для разрабатываемой системы приведен в таблице 9.

Таблица 9.

Материал	Единица измерения	Расход на изделие	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Текстолит	кг	0,2	100,00	20,00
припой СТЕМЕТ 1301	кг	0,3	840,00	252,00
Флюс ФКСп	кг	0,15	25,00	3,75
Кабель витая пара N 100	м	5	24,00	120,00
Спирт	л	0,5	92,21	46,10
Болты и гайки	уп	1	320	320,00
Транспортно-заготовительные расходы (5%)	38,09
Итого	799,94

Расчет стоимости покупных изделий для разрабатываемой системы управления приведен в таблице 10.

Таблица 10.

Наименование	Количество, шт.	Цена единицы, руб.	Стоимость, руб.
Электронная система управления ЭСУ-2-3	1	6 585 816,00	6 585 816,00
Датчик ДОТ-2,5М	1	606,60	606,60
Двухканальный модуль питания СПН27-25-Д	1	20000,00	20000,00
Стружкосигнализатор СС-36	1	88000,00	88000,00
Термостружкосигнализатор СС-36	1	94000,00	94000,00
Сигнализатор помпажа СПТ-88-2,2Л	1	12000,000	12000,00
Счетчик Мерадат-М24СН1	1	7150,00	7150,00
Датчик ИМД-2	1	2470,00	2470,00
Приемник температуры П-109	1	1000,00	1000,00
Приемник температуры П-98А	1	1000,00	1000,00
Транспортно-заготовительные расходы (5%)	340602,13
Итого	7152644,73

Расчет основной заработной платы производственных рабочих для разрабатываемой системы приведен в таблице 9. Выбиралась средняя заработная плата рабочего данной категории по Ростовской области.

Таблица 11.

Вид работ	Трудоёмкость, чел/час	Средняя часовая тарифная ставка, руб.	Сумма, руб.
Механическая обработка	24	85,00	2040,00
Пайка	24	90,00	2160,00
Монтажные работы	30	100,00	3000,00
Сборочные работы	48	100,00	4800,00
Контрольные операции	16	90,00	1440,00
Итого:	13440,00

При расчете полной себестоимости разрабатываемого устройства сгруппируем затраты по способу их отнесения на себестоимость единицы продукции: прямые материальные затраты, прямые трудовые затраты, накладные расходы и внепроизводственные расходы. Расчет полной себестоимости системы приведен в таблице 12.

Таблица 12.

Наименование статьи калькуляции	Сумма, руб.
Основная заработная плата	39810,00
Дополнительная заработная плата (15%)	5971,50
Социальные отчисления (30%)	13734,45
Накладные расходы (100%)	39810,00
Итого, затраты на этапе проектирования	99325,95
В том числе на единицу продукции	9932,595
Сырье и материалы	799,94
Покупные комплектующие изделия	7152644,73
Итого, прямые материальные затраты:	7153444,67
Основная заработная плата	13440,00
Дополнительная заработная плата (15%)	2016,00
Социальные отчисления (30%)	4636,80
Итого, прямые трудовые затраты:	20092,80
Накладные расходы (100%)	13440,00
Итого, затраты на этапе производства	35532,80
Внепроизводственные расходы (5%)	1676,64
Полная себестоимость	7200586,71

Дополнительная заработная плата составляет 15%, отчисления на социальные нужды составляют 30% от основной заработной платы рабочих. Накладные расходы составляют: 100% от основной заработной платы производственных рабочих, внепроизводственные расходы -- 5% от производственной себестоимости (см. таблицу 10).

Определение цены продукции

Определим величину закладываемой прибыли в размере 30% от полной себестоимости изделия (выбрана стратегия «Лидер по качеству»). Размер налога НДС составляет 18% от продажной цены. Расчет цены продукции приведен в таблице 13.

Таблица 13.

Наименование статьи калькуляции	Сумма, руб.
Полная себестоимость	7200586,71
Закладываемая прибыль (30%)	2160176,01
Итого, продажная цена без НДС	9360762,72
НДС, за вычетом уплаченного НДС по приобретенным материалам и комплектующим таблицы 10 и 11 (18%)	1684937,29
Итого, продажная цена с НДС	11045700,01



5.5 Определение затрат потребителя

Капитальные затраты потребителя

К_з - капитальные затраты потребителя складываются из прямых затрат (К_пр) и сопутствующих капитальных затрат (К_с).

К_з = К_пр + К_с

Для разрабатываемой системы цена составляет 11045700,01 рублей.

Для системы аналога 10253200,00 рублей.

Сопутствующие капитальные затраты вычисляются по формуле:

К_с = К_дем + К_тр + К_м + К_пл + К_зип + К_э + К_инфр

Для разрабатываемой системы:

К_дем - затраты на демонтаж системы - отсутствуют;

К_тр - стоимость перевозки компонентов системы к месту эксплуатации равна 5000,00 рублей;

К_м - монтаж, настройка системы равна 10000,00 рублей;

К_пл - стоимость оплаты производственных площадей, занимаемых новым изделием - отсутствует;

К_зип - затраты на заменяемые детали отсутствуют;

К_э - затраты на предотвращение отрицательных экологических последствий -- отсутствуют;

К_инфр - затраты на развитие инфраструктуры - отсутствуют.

Таким образом, сопутствующие капитальные затраты на разрабатываемую систему:

К_с = К_дем + К_тр + К_м + К_пл + К_зип + К_э + К_инфр =

= 5000,00 +10000,00 = 15000,00 рублей,

а капитальные затраты потребителя на разрабатываемую систему:

К_зс = 11045700,01 + 15000,00 = 11060700,01 рублей.

Проведем расчет соответствующих параметров для системы аналога:

К_дем - затраты на демонтаж системы - отсутствуют;

К_тр - стоимость перевозки компонентов системы к месту эксплуатации равна 7000,00 рублей;

К_м - монтаж, настройка системы равна 15000,00 рублей;

К_пл - стоимость оплаты производственных площадей, занимаемых новым изделием - отсутствует;

К_зип - затраты на заменяемые детали отсутствуют;

К_э - затраты на предотвращение отрицательных экологических последствий - отсутствуют;

К_инфр - затраты на развитие инфраструктуры - отсутствуют.

Таким образом, сопутствующие капитальные затраты на систему-аналог:

К_с = К_дем + К_тр + К_м + К_пл + К_зип + К_э + К_инфр =

= 7000,00+15000,00 = 22000,00 рублей,

а капитальные затраты потребителя на систему-аналог:

К_за = 10253200,00 + 22000,00 = 10275200,00 рублей.

Эксплуатационные расходы, связанные с использованием новой системы

Эксплуатационные расходы вычисляются по следующей формуле:

З_э = З_з + З_эл + З_ам + З_р + З_вм + З_у,

где

З_з - затраты на основную и дополнительную заработную плату обслуживающего персонала с отчислениями; З_эл - затраты на потребление электроэнергии в течение года; З_ам - амортизационные отчисления за год;

З_р - затраты, связанные с текущим (плановым) ремонтом; З_вм - затраты на вспомогательные материалы, необходимые для эксплуатации; З_у - ущерб от простоя оборудования, вызванного отказом системы в работе (если система используется в процессе производства продукции).

Затраты на основную и дополнительную заработную плату, а также на потребление электроэнергии и ущерб от простоя отсутствуют. Это связано с тем, что система управления предназначена для частного использования и питается от аккумулятора или двигателя.

Амортизационные отчисления учитывают износ объекта эксплуатации:

З_ам = П_С · Н_А / 100%

П_С -- первоначальная стоимость объекта эксплуатации

Н_А -- норма амортизации (примерно 10% при 10 годах эксплуатации)

Для разрабатываемой системы:

З_амс = 11045700,01· 0,1 = 1104570,00 рублей,

для аналога:

З_ама = 10253200,00 · 0,14 = 1435448,00 рублей.

Затраты на плановый ремонт обеих систем отсутствуют, системы должны быть работоспособными до истечения указанного срока эксплуатации.

З_вм - затраты на вспомогательные материалы, связанные с эксплуатацией для обеих систем составляют 700 рублей.

З_у - ущерб от простоя оборудования, вызванного от отказа системы отсутствует для обеих систем, так как система не используется в производстве продукции.

Итого, эксплуатационные затраты, связанные с использованием новой системы:

З_эс=1104570,00 + 700=1105270,00 рублей.

Эксплуатационные затраты на все годы работы изделия (10 лет):

З_э10с= З_э·10=11052700,00 рублей.

Итого, эксплуатационные затраты, связанные с использованием аналога:

З_эа=1435448,00 +700= 1436148,00 рублей.

Эксплуатационные затраты при сроке работы аналога равного сроку работы разработки (10 лет):

З_э10а= З_э·10=14361480,00 рублей.

5.6 Определение цены потребления разработки

Экономическая оценка принимаемых инженерных решений в ходе разработки в большинстве своем представляет собой определение цены потребления. В общем случае цена потребления (интегральный стоимостный показатель) зависит от единовременных капитальных затрат и затрат на эксплуатацию [11].

Расчет интегрального стоимостного показателя приведен в табл. 14

Таблица 14.

Наименование статьи калькуляции	Аналог Сумма, руб.	Разработка Сумма, руб.
Единовременные капитальные затраты з	10275200,00	11060700,01
Затраты на эксплуатацию за все время работы изделия	1436148,00	1105270,00
Итого, интегральный стоимостный показатель (цена потребления)	11711348,00	12165970,01

При этом интегральный стоимостный показатель аналога и разрабатываемой системы должен быть представлен в относительных единицах. То есть интегральный стоимостный показатель аналога принимается равным единице, а интегральный стоимостный показатель разработки - соответствующее численное удорожание в разах либо соответствующее численное удешевление в разах. Отсюда получаем, что для аналога = 1, а для разрабатываемой системы = 1,04.

5.7 Сводные показатели технико-экономического обоснования

Сводные показатели технико-экономического обоснования представлены в комплексной таблице 15.

Таблица 15.

Наименование статьи калькуляции	Аналог	Разработка
Полная себестоимость, рублей	--	7200586,71
Цена, рублей	10253200,00	11045700,01
Капитальные затраты потребителя, рублей	10275200,00	11060700,01
Эксплуатационные затраты (1 год) , рублей	1436148,00	1105270,00
Цена потребления, рублей	11711348,00	12165970,01
Интегральный стоимостный показатель	1	1,04
Интегральный технический показатель	1	1,42
Сравнительный показатель технико-экономической эффективности	1	1,37

По итогам проведенного технико-экономического обоснования можно сделать вывод об актуальности и своевременности данной разработки, что подтверждается значением показателя сравнительной технико-экономической эффективности (1,37). Результатами выполнения технико-экономического обоснования проекта является составление графика работ, расчет полной себестоимости системы управления двигательной установкой и отпускной цены изделия с учетом НДС для разрабатываемой системы, а также для аналогичной системы-конкурента, расчет технико-экономической эффективности разработки, который доказал превосходство некоторых характеристик проектируемой системы над системой-конкурентом. Несмотря на более высокую цену, разработка имеет явное преимущество относительно технических показателей качества. Благодаря этому, несмотря на первоначальную цену, потребитель имеет явную экономию средств. Полученные результаты подтверждают экономическую целесообразность проектирования системы управления двигательной установкой, разрабатываемая система будет востребована на рынке.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной выпускной квалификационной работы проведено исследование математической модели двигателя самолета. Установлена возможность обеспечения абсолютной инвариантности второго канала к задающему воздействию и «другому» управлению. Проведен синтез управления суммарной степенью расширения газа и управления оборотами вала двигателя.

Проведен выбор элементов микроконтроллерной системы управления, которая включает контроллер, электронное усилительное устройство исполнительного механизма, датчик положения рычага управления двигателем, стружкосигнализатор, сигнализатор помпажа, счетчик наработки ресурса, датчики давления топлива и масла, а также блок питания.

В результате рассмотрения вопросов экологичности и безопасности подтверждена безопасность эксплуатации системы управления двигателем самолета для окружающей среды и людей. В ходе проведения экономического обоснования проекта рассчитаны основные экономические показатели системы. В результате подтверждена целесообразность производства данной системы и ее эксплуатация.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ

1. Гайдук А.Р. Абсолютно инвариантное управление силовой установкой ЛА // Мехатроника, автоматизация, управление. №11. 2010. - С. 65-68.

2. Петров Б.Н. Теория автоматического управления. Избранные труды. Том. 1. М: Наука, 1983.

3. Киселев Ю.В., Тиц С.Н. Конструкция и техническая эксплуатация двигателя Д-36: Учебное пособие / Самарский государственный аэрокосмический университет Самара, 2006. - 90с.

4. Основы теории многосвязных систем автоматического управления летательными аппаратами: Учебное пособие / С.Ф. Бабак, В.И. Васильев, Б.Г. Ильясов и др. / Под ред. М.Н. Красильщикова. М.: Изд-во МАИ, 1995.

5. Гайдук А.Р. Теория автоматического управления. М.: Высшая школа, 2009.

6. Гайдук А.Р., Беляев В.Е., Пьявченко Т.А. Сборник задач с решениями на ЭВМ по теории автоматического управления: Учебное пособие / Под ред. д.т.н., проф. А.Р. Гайдука. - Таганрог: Изд-во Технологического института ЮФУ, 2007. - 466 с.

7. Г.В. Щипанов и теория инвариантности (Труды и документы): Составители З.М. Лезина, В.И. Лезин. М.: Физматлит, 2004.

8. Гайдук А.Р. Условия достижимости инвариантности систем управления энергетическими объектами // Автоматика и телемеханика. 2006. № 5. С. 93-101.

9. Синельников Т.Т. Методические рекомендации по выполнению технико-экономического обоснования квалификационных работ. - Таганрог: ТРТУ, 2009. - С. 29.

10. Тычинский А. В. Методические указания по выполнению технико-экономического обоснования разработок квалификационных работ. Маркетинговый подход. - Таганрог: ТРТУ, 2005. - С. 36.

11. Новосельцева О.Н. Оценка и меры по снижению тяжести и напряженности трудового процесса: Учебно-методическое пособие / Под ред. Белова Л.Ф. Таганрог: Изд-во Таганрогского государственного радиотехнического университета, 2003.

12. Бакаева Т. Н., Непомнящий А. В., Ткачев И. И. В помощь дипломнику: Методическая разработка к разделу «Безопасность и экологичность» в дипломном проекте (работе) для студентов всех специальностей. - Таганрог: ТРТУ, 2001. - С.:43.

13. Материалы сайта http://www.priborist.net

14. Материала сайта http://zapadpribor.com

15. Материала сайта http://s4etchik.ru

Размещено на Allbest.ru

...