Алгоритм определения моментов от вращающихся масс воздушного судна Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Cuстемы управления, космическая навигация и связь

P. V. Semkin, A. V. Kuzovnikov, V. G. Somov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

INVESTIGATION OF ORGANIZATION POSSIBILITY OF LINK BASED ON WAVELET-MODULATED SIGNAL

The authors consider possibility of construction of a communication line based on the wavelet-modulated signals is investigated. The principle of formation of such signals is considered, and it is offered two schemes of reception of investigated signals is considered as well.

© Семкин П. В., Кузовников А. В., Дерябин А. Л., Сомов В. Г., 2011

УДК 629.735.015

Н. У. Ушаков

Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт), Россия, Ульяновск

АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ОТ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАСС ВОЗДУШНОГО СУДНА

Предложен подробный алгоритм оценки влияния момента от вращающихся масс воздушного судна (гироскопического момента и момента, вызванного изменением угловой скорости подвижных частей) на динамику движения. Рассмотрен общий случай ориентации вращающихся масс по отношению к связанной системе координат.

В математических моделях (ММ) динамики полета воздушного судна (ВС) моменты (гироскопические моменты и моменты от изменения угловой скорости подвижных частей), вызванные вращением с большой угловой скоростью подвижных частей двигателей, учитываются для поршневых однодвигательных ВС. Имеется полная ММ, описывающая вращательное движение системы «самолет + винт» [1]. В то же время в ММ многодвигательных ВС, в том числе магистральных ВС типа Ту-204, Ил-96-300 и др., упомянутые моменты, как правило, не учитываются [2; 3]. Общий подход к определению гироскопических моментов от вращающихся масс ВС рассмотрен в работах [4-6]. Настоящие результаты являются дальнейшим развитием авторских исследований [7].

Ставится задача теоретического обоснования математической модели динамики полета ВС, в которой будет учтен момент от вращающихся масс работающих двигателей. Затем на основании применения уточненной математической модели предстоит количественная оценка влияния момента от вращающихся масс на динамику движения ВС относительно центра масс и, в случае его существенного влияния, выработка рекомендаций по управлению движением воздушного судна.

При решении задачи считаем, что угловая скорость вращения подвижной части двигателя О в общем случае величина переменная: О = О (/).

Получено выражение для вектора момента (MврS), вызванного вращением подвижных частей двигателя ВС [7]:

MbdE = - (JD • JD .Q + Q. JD -ю+Q- Jp-Q ),(1)

dt

где J - тензор инерции подвижной части двигателя

(ротора) относительно начала связанной с ВС системы координат;

П = П{ , (2)

где 1 - орт, направленный по продольной оси ВС. Учитывая выражение (2), имеем

d Q - л-= Q ю • i + Q1 .

dt

(3)

Подставляя формулы (2) и (3) в (1), получим выражение для гироскопического момента (Mг Е):

Mг Е = -О (Jр - + ю • Jр •11 + /1 • Jр -ю ). (4)

Показано, что в уравнении (1) выражение О-Jр-О= 0.

Момент (Mn), вызванный изменением угловой скорости подвижных частей, равен

мn = -Jр • т;О . (5)

Суммарный момент от вращающихся масс равен

MврS = Mгs + . (6)

В работе приведен алгоритм вычисления компонентов суммарного момента от вращающихся масс и методика учета этого момента в общих уравнениях динамики движения ВС. Эта задача решена также для

Решетневскце чтения

общего случая движущегося объекта (летательного аппарата (ЛА), вертолета, космического ЛА), имеющего вращающиеся массы с векторами оси вращения, направленными не только по его продольной оси, но и по направлениям поперечных осей с ортами i2, i3.

Рассмотрена также возможность ориентации вращающихся масс по отношению к связанной системе координат, которая задается ортами ^ .

Результаты исследований могут быть использованы при разработке алгоритмов расчета на ЭВМ параметров движения летательных аппаратов, имеющих вращающиеся части, совершенствовании математических моделей ЛА и в задачах математического моделирования функционирования систем управления, авиационных тренажеров, робототехнических комплексов и других устройств ЛА.

Библиографические ссылки

1. Оптимизация алгоритмов управления воздушным винтом спортивного самолета с поршневым двигателем с целью повышения его маневренности. Исследование влияния характеристик системы регулирования воздушного винта самолета Як-18Т на его маневренные свойства : отчет о НИР (промежуточ.) / Головной ин-т повышения квалификации и переподготовки руководящих кадров и специалистов граждан. авиации ; рук. Кейн В. М. ; исполн. Юша Н. Ф. Л., 1991.

2. Разработка обучающего компьютерного комплекса для подготовки летного состава к эксплуатации самолета Ту-204 : отчет о НИР (заключит.) / УВАУ ГА ; рук. Ржевский В. М. Ульяновск, 1999.

3. Совершенствование программ и методики проведения профессиональной подготовки летного состава гражданской авиации на основе применения новых информационно-образовательных технологий : отчет о НИР (заключит.) / УВАУ ГА ; рук. Косачев-ский С. Г., исполн. Ушаков Н. У. № ГР 0120.0 501429. Инв. № 0220.0501073. Ульяновск, 2004.

4. Динамика полета транспортных летательных аппаратов : учеб. для вузов / А. Я. Жуков [и др.] ; под ред. А. Я. Жукова. М. : Транспорт, 1996.

5. Ушаков Н. У. О гироскопическом моменте от двигателей воздушного судна // Чкаловские чтения : сб. материалов. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. (7-9 июня 2007, г. Егорьевск). Егорьевск, 2007. С. 129-132.

6. Ушаков Н. У. О гироскопическом моменте от вращающихся масс воздушного судна // Динамика систем, механизмов и машин : материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. Кн. 2. С. 166-170.

7. Ушаков Н. У. О моменте от вращающихся масс воздушного судна // Решетневские чтения : материалы XIII Междунар. науч. конф. (10-12 нояб. 2009, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. Ч. 1. С. 171-173.

N. U. Ushakov

Ulyanovsk Higher Civil Aviation School, Russia, Ulyanovsk

ALGORYTHM OF AN AIRCRAFT ROTATING MASS MOMENT DETERMINATION

The paper studies detailed estimator of the influence of an aircraft rotating mass moment (gyroscopic moment and angular rate-induced moment) on aircraft movement, considers general case of rotation mass orientation towards a fixed coordinate system.

© Ушаков Н. У., 2011

УДК 621.371.32

А. А. Ходенков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИО- И СВЧ-ДИАПАЗОНОВ КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Проведен анализ естественных и техногенных источников радио- и СВЧ-излучения. Показано, что электромагнитный фон в крупных городах может представлять собой возобновляемый источник энергии, который можно использовать для получения электрической энергии.

На сегодняшний день поиск и использование альтернативных источников энергии является актуальным направлением в науке и технике Российской Федерации. Естественный электромагнитный фон радио-и СВЧ-диапазона на поверхности Земли не способен

предоставить столько энергии, чтобы сегодня было целесообразно ее извлекать. Необходимо наличие достаточно большой плотности электромагнитных волн в окружающем пространстве. И такие источники электромагнитных волн существуют. Это крупные