О моменте от вращающихся масс воздушного судна Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»



>

У ъ w

Рис. 5. Наложение характеристик детекторов при смещении стыка вправо

Рис. 6. Наложение характеристик детекторов при смещении стыка влево

Библиографический список

1. Мурыгин, А. В. Система слежения за стыком на рабочем токе при электронно-лучевой сварке / А. В. Мурыгин, Д. В. Тихоненко // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : тез. Всерос. науч.-практ. конф. студ., аспирантов и молодых специалистов (4-9 апр. 2005, г. Красно-

ярск) / под общ. ред. С. И. Сенашова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005.

2. Мурыгин, А. В. Рентгеновский датчик стыка для наведения электронного луча в процессе электронно-лучевой сварки / А. В. Мурыгин, В. Д. Лаптенок, Д. В. Тихоненко // Сварочное производство. 2006. № 6. С. 7-13.

D. V. Tichonenko

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DIFFERENTIAL X-RAY JOINT TRANSMITTER

Mathematical model of differential transmitter to detect weld detail joint and joint monitoring method with X-ray emission from detail surface are observed.

© Тихоненко Д. В., 2009

УДК 629.735.015

Н. У. Ушаков

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

О МОМЕНТЕ ОТ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАСС ВОЗДУШНОГО СУДНА

Предложен алгоритм оценки влияния момента от вращающихся масс воздушного судна (гироскопического момента и момента, вызванного изменением угловой скорости подвижных частей) на динамику движения.

В математических моделях (ММ) динамики полета воздушного судна (ВС) моменты (гироскопические моменты и моменты, вызванного изменением угловой скорости подвижных час-

тей), вызванные вращением с большой угловой скоростью подвижных частей двигателей, учитываются для поршневых однодвигательных ВС. Имеется полная ММ, описывающая враща-

Решетневские чтения

тельное 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 гироскопические моменты, как правило, не учитываются [2; 3]. Общий подход к определению гироскопических моментов от вращающихся масс ВС рассмотрен в работах [4-6].

В данной работе 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 = 0(?).

Основное уравнение динамики движения объекта (твердого тела) относительно центра масс в общем случае имеет вид

. & о _ -

Л--+ ох Л •о=М,

&

(1)

где Л - тензор инерции тела; о - вектор абсолютной угловой скорости вращения тела относи-

тельно инерциального пространства;

& о &

про-

изводная по времени вектора абсолютной угловой скорости; М - вектор суммарного момента внешних сил, действующих на тело.

Применяя формулу (1) к воздушному судну, имеющему вращающиеся части, получим выражение для вектора момента (МврЕ):

МврЕ = -(Лр ■ + ' 0 +

+ 0хЛ • О + ОхЛ -О),

(2)

где Лр - тензор инерции ротора относительно начала связанной с ВС системы координат;

О = П/1,

(3)

где т - орт, направленный по продольной оси ВС.

Учитывая равенство (3), имеем следующее выражение:

& О ^ _ — ...

-=0ох +0 . (4)

&

Подставляя равенство (3) и (4) в выражение (2), получим

МГЕ = -О (Лр -Ох Т1 + Ох Лр • Т1 + +Т1 х Зр • О + 0Т1 х Лр • Т1).

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

Мп=-Лр • т о.

Суммарный момент от вращающихся масс ра-

вен

МврЕ = МгЕ + Мп.

В работе приведен алгоритм вычисления компонентов суммарного момента от вращающихся масс и методика учета этого момента в общих уравнениях динамики движения ВС. Задача решена также для 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 Т2, Т3.

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.

Библиографический список

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.) / Голов. 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 (за-ключ.) / Ульянов. высш. авиац. уч-ще граждан. авиации ; рук. В. М. Ржевский. Ульяновск, 1999.

3. Совершенствование программ и методики проведения профессиональной подготовки летного состава гражданской авиации на основе при-

менения новых информационно-образовательных технологий : отчет о НИР (заключ.) / Ульянов. высш. авиац. уч-ще граждан. авиации ; рук. С. Г. Ко-сачевский, исп. Н. У. Ушаков. Государственный контракт № 020-10.008 - 04ГА от 28.10.2004 г. между ФГОУ ВПО УВАУ ГА (И) и Министерством транспорта Российской Федерации (заключительный). Ульяновск, 2004. № ГР 0120.0 501429. Инв. № 0220.0 501073.

4. Динамика полета транспортных летательных аппаратов : учеб. для вузов / А. Я. Жуков, В. И. Егоров, А. Л. Ермаков и др. ; под ред. А. Я. Жукова. М. : Транспорт, 1996.

5. Ушаков, Н. У. О гироскопическом моменте от двигателей воздушного судна / Н. У. Ушаков // Чкаловские чтения, посвящ. 70-летию перелета экипажа В. П.Чкалова и 60-летию ЕАТК ГА им. В. П.Чкалова : сб. материалов (7-9 июня 2007, г. Егорьевск). Егорьевск : ЕАТК ГА, 2007. С.129-132.

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

N. U. Ushakov

Ulyanovsk Higher School of Civil Aireraft, Russia, Ulyanovsk

TO ROTATING MASS MOMENT OF AN AIRCRAFT

The evaluation algorithm of an aircraft rotating mass moment (gyroscopic moment and angular rate-induced moment) influence on aircraft movement is proposed.

© Ушаков Н. У., 2009