Система ограничения вектора угловой скорости летательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ГНСС «ГЛОНАСС» является метод повышения структурной скрытности навигационного сигнала, так как он позволяет обеспечить одновременно защиту навигационного сигнала от подавления имитирующими помехами и подмены.

Библиографические ссылки

1. Инновация: ГЛОНАСС. Стратегии развития / Ю. М. Урличич, В. А. Субботин, Г. Г. Ступак, В. З. Дворкин, А. А. Поваляев, С. Н. Карутин // Спутниковая навигация и КВНО. Обзор по материалам СМИ. № 2. ИАЦ ЦНИИмаш, 2011. С. 18-22.

2. Орёл Д. В. Введение в состав спутниковых навигационных радиосигналов нового сигнала с повышенной структурной скрытностью // Труды СевероКавказского филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. Ростов н/Д : ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2010. С. 246-249.

3. Жук А. П., Орёл Д. В. Оценка корреляционных свойств кодов Голда средствами Matlab и Simulink // Труды Северо-Кавказского филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. Ростов н/Д : ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2009. C. 107-108.

4. Scott Logan. Spoofs, Proofs and Jamming // Inside GNSS. 2012. № 5. P. 42-53.

5. Дятлов А. П., Кульбикаян Б. Х. Радиомониторинг излучений спутниковых радионавигационных систем. М. : Радио и связь, 2006. 270 с.

6. Основы теории скрытности : учеб. пособие / З. М. Каневский, В. П. Литвиненко, Г. В. Макаров,

Д. А. Максимов ; под ред. З. М. Каневского. Воронеж : Изд-во ВГУ, 2006. 197 с.

References

1. Innovation: GLONASS. Development strategy / U. M. Urlichich, V. A. Subbotin, G. G. Stupak, V. Z. Dvorkin, A. A. Povalyaev, S. N. Karutin. // Satellite navigation and CTNP. Publications review, № 2. IAC TSNImash, 2011. Pp. 18-22.

2. Orel D. V. The introduction of new satellite radio navigation signal with increased structural secrecy. // Proceedings of the North-Caucasian branch of the Moscow Technical University of Communications and Informatics. Rostov-on-Don: PC «University» NCB MTUCI, 2010. Pp. 246-249.

3. Zhuk A. P., Orel D. V. Evaluation of the Gold codes correlation properties by Matlab and Simulink // Proceedings of the North-Caucasian branch of the Moscow Technical University of Communications and Informatics. Rostov-on-Don: PC «University» NCB MTUCI, 2009. Pp. 107-108.

4. Scott Logan. Spoofs, Proofs and Jamming // Inside GNSS, № 5, 2012. Pp. 42-53.

5. Dyatlov A. P., Kulbikayan B. H. Radio monitoring of satellite radio navigation signals. M. : Radio and Communications, 2006. 270 p.

6. Basic theory of secrecy: Textbook for students / Z. M. Kanevsii, V. P. Litvinenko, G. V. Makarov, D. A. Mak-simov. Ed.: Z. M. Kanevsii. Voronezh : VSU, 2006. 197 p.

© Орёл Д. В., Ашихина А. В., 2015

УДК 681.51

СИСТЕМА ОГРАНИЧЕНИЯ ВЕКТОРА УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

В. И. Петунин

Уфимский государственный авиационный технический университет Российская Федерация, 450000, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 12. E-mail: [email protected]

Рассматривается задача ограничения вектора угловой скорости летательного аппарата. Показано, что эффективным средством решения данной задачи является включение автоматов ограничений в три канала системы управления.

Ключевые слова: система автоматического управления, автомат ограничения, алгебраический селектор, летательный аппарат.

SYSTEM OF RESTRICTION OF THE VECTOR OF AIRCRAFT ANGULAR SPEED

V. I. Petunin

Ufa State Aviation Technical University 12, Karla Marksa Str., Ufa, 450000, Russian Federation. E-mail: [email protected]

The problem of restriction of aircraft angular speed vector is studied. It is shown that to solve this task effectively it is necessary to include automatic restrictions into three channels of a control system.

Keywords: automatic control system, automatic restriction, algebraic selector, aircraft.

При проектировании системы автоматического управления (САУ) летательного аппарата (ЛА) необходимо учитывать допустимые пределы изменения параметров движения ЛА [1].

Для построения САУ с автоматами ограничений параметров ЛА можно использовать логические устройства, реализующие алгоритмы алгебраического селектирования каналов [2; 3].

Системы управления, космическая навигация и связь

Обычно применяется принцип селектирования, согласно которому регулируется параметр многомерного объекта управления, наиболее приблизившийся к величине, определяемой программой управления. Такое селектирование реализуется с помощью алгебраических селекторов (АС).

Возможные решения различных задач ограничения параметров движения ЛА приведены в работах [4-6].

Структурная схема САУ углом крена ЛА с автоматом ограничения угловой скорости крена приведена на рис. 1, где ВАУК - вычислитель автопилота угла крена; ВОУС - вычислитель ограничителя угловой скорости; ДУК - датчик угла крена; ДУС - датчик угловой скорости; СПЭ - сервопривод элеронов; АС -алгебраический селектор минимального сигнала.

Синтез данной САУ ЛА рассмотрен в работе [2]. Закон управления астатического автопилота угла крена со скоростной обратной связью:

Р8э = к; (У - Узад ) + ку РУ + ку Р 2 У >

где ку; к^; ку - передаточные числа автопилота.

Закон управления астатического автомата ограничения угловой скорости крена:

Р8э = кш (®* - тах ) + кш Р®* , где к®; к® - передаточные числа автомата ограничения.

Рис. 1. Структурная схема САУ с ограничением угловой скорости крена ЛА

Рис. 2. Структурная схема САУ с ограничением вектора угловой скорости ЛА

Результаты моделирования рассмотренной САУ угловым движением самолета с использованием пакета Simulink системы Matlab [2] показали необходимую точность ограничения угловой скорости и плавные переходные процессы при переключении каналов.

Если распространить принцип построения САУ углом крена и ограничения угловой скорости крена на канал управления углом курса (рыскания) и канал управления углом тангажа, то можно реализовать САУ угловым движением с ограничением вектора угловой скорости ЛА (рис. 2):

ю = ю х + ю y + ю z.

Таким образом, алгебраический селектор каналов управления является эффективным средством построения САУ с автоматами ограничений предельных параметров ЛА.

Включение автоматов ограничения в три канала САУ ЛА с помощью алгебраических селекторов позволяет обеспечить необходимую точность и плавные переходные процессы при ограничении вектора угловой скорости летательного аппарата.

Библиографические ссылки

1. Аэромеханика самолета. Динамика полета : учебник для авиационных вузов / под ред. А. Ф. Боч-карева и В. В. Андриевского. М. : Машиностроение, 1985. 360 с.

2. Петунин В. И. Синтез систем автоматического управления летательными аппаратами с автоматами ограничений предельных параметров // Изв. вузов. Приборостроение. 2010. Т. 53, № 10. С. 18-24.

3. Петунин В. И., Неугодникова Л. М. Применение логических алгоритмов для ограничения параметров движения летательного аппарата // Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013, г. Красноярск): в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. Ч. 2. С. 158-159.

4. Пат. 2430858. Российская Федерация, МПК 8 B64C 13/18, G05D 1/08. Система автоматического управления углом крена и ограничения угловой скорости крена летательного аппарата / Петунин В. И., Абдуллина Э. Ю., Ефанов В. Н. № 2010107596/11; заявл. 02.03.2010; опубл. 10.10.2011. Бюл. № 28. 8 с.

5. Пат. 2434785. Российская Федерация, МПК 8 B64C 13/18. Система автоматического управления углом тангажа и ограничения угла атаки летательного аппарата / Петунин В. И., Абдуллина Э. Ю., Ефанов В. Н. 2010107693/11 ; заявл. 02.03.2010 ; опубл. 27.11.2011. Бюл. № 33. 8 с.

6. Пат. № 2503585. Российская Федерация, МПК 8 B64C 13/18. Система автоматического управления углом курса и ограничения нормальной перегрузки летательного аппарата / Петунин В. И., Неугодникова Л. М. № 2012120843/11; заявл. 21.05.2012. опубл. 10.01.2014. Бюл. № 1. 10 с.

References

1. Bochkarev A. F., Andrievskij V. V. Ajeromehanika samoleta. Dinamika poleta [Aircraft aeromechanics.

Flight dynamics]. Moskow, Mashinostroenie, 1985, 360 p. (In Russ.)

2. Petunin V. I. [Synthesis of automatic control systems for aircrafts on the base of automatic restrictions of limiting parameters]. Izv. vuzov. Priborostroenie [Trans. Instrumentation]. 2010, vol. 53, № 10, p. 18-24. (In Russ.)

3. Petunin V. I., Neugodnikova L. M. [Application of logical algorithms for restriction of movement parameters of aircraft]. Мaterialy XVII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVII Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2013, p. 158-159. (In Russ.)

4. Petunin V. I. Abdullina E. Yu., Efanov V. N. Sistema avtomaticheskogo upravlenija uglom krena i ogranichenija uglovoj skorosti krena letatel'nogo appa-

rata [Automatic control system of bank angle and bank angular speed restriction of the aircraft]. Patent RF, no. 2430858, 2011.

5. Petunin V. I., Abdullina E. Yu., Efanov V. N. Sistema avtomaticheskogo upravlenija uglom tangazha i ogranichenija ugla ataki letatel'nogo apparata [Automatic control system of a corner of pitch and an angle of attack restriction of the aircraft]. Patent RF, no. 2434785, 2011.

6. Petunin V. I., Neugodnikova L. M. Sistema avtomaticheskogo upravlenija uglom kursa i ogranichenija normal'noj peregruzki letatel'nogo apparata [Automatic control system of a course corner and a normal overload restriction of the aircraft]. Patent RF, no. 2503585, 2014.

© neTyHHH В. H., 2015

УДК 004.942

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОЗВУКОВОГО ТЕЧЕНИЯ В ПНЕВМАТИЧЕСКОМ КЛАПАНЕ

К. А. Романов*, Г. М. Макарьянц

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (Национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34

E-mail: [email protected]

При расчете течений газа в пневматическом клапане всегда существует вероятность получения искаженных результатов. В данной работе с целью оценки величины погрешности в зависимости от давления в клапане было использовано численное моделирование дозвукового течения в пакете программ Ansys Fluent. В результате было установлено, что наибольшая погрешность измерений наблюдается при наименьшем давлении в клапане, но при этом она не оказывает значительного влияния на весь расчет.

Ключевые слова: численное моделирование, пневматический клапан, дозвуковое течение, погрешность.

NUMERICAL MODELLING SUBSONIC CURRENT IN THE PNEUMATIC VALVE

K. A. Romanov*, G. M. Makaryants

Samara State Aerospace University 34, Moskovskoye shosse, Samara, 443086, Russian Federation. E-mail: [email protected]

There is always a probability of receiving the distorted results at calculation of gas currents in the pneumatic valve. In this work numerical modeling of a subsonic current in the Ansys Fluent software package is used for the purpose of an error size assessment which depends on pressure in the valve. As a result the greatest error measurements are observed with the smallest pressure in the valve, but therefore, it has no considerable impact on all calculation.

Keywords: numerical modeling, pneumatic valve, subsonic current, error.

Численное моделирование течений газа в сверхзвуковых и дозвуковых режимах является актуальной задачей вычислительной гидродинамики. При этом важной, но редко рассматриваемой задачей, возникающей во время численного расчета, является оценка его погрешности.

В работах [1-5] не проводится проверка модели на устойчивость и оценка погрешности результатов, что может привести к искажению результатов расчета.

К существенным факторам, влияющим на погрешность, относятся заданные граничные и начальные условия расчета, качество сетки конечных элементов, правильная оценка размеров пристеночного слоя, а также устойчивость самой сеточной модели, от которой зависит точность результатов самого расчета.

В работе была рассмотрена двумерная модель течения идеального газа в пневматическом клапане в пакете программного обеспечения Ansys Fluent. Приведены