Форма входа
0/0
Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин
- Дата:04.11.2024
- Категория: Научные и научно-популярные книги / Математика
- Название: Системы аэромеханического контроля критических состояний
- Автор: Владимир Живетин
- Просмотров:0
- Комментариев:0
Уважаемые читатели!
Тут можно читать бесплатно Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин. Жанр: Математика. Так же Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн книги без регистрации и SMS на сайте Knigi-online.info (книги онлайн) или прочесть краткое содержание, описание, предисловие (аннотацию) от автора и ознакомиться с отзывами (комментариями) о произведении.
Описание онлайн-книги Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин:
Целью управляющих воздействий в таких аэродинамических системах, как самолет, является достижение потребных значений поля сил аэродинамического давления, определяющих его состояние во времени. В монографии представлены результаты теоретико-экспериментального метода аэромеханического контроля, включающего математические методы обработки первичной информации (перепада давления) и средств их практической реализации. Рассмотрены проблемы обеспечения безопасного полета, анализа, прогнозирования и предотвращения одной из самых опасных ситуаций полета – сваливания.Монография предназначена для специалистов в области контроля и управления самолетом.
Читем онлайн Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
Несмотря на эти ограничения, рассмотренный подход может быть использован в качестве метода или методики в случае, если критерий уточнен, расширен в зависимости от целей и задач проектируемого ЛА, когда необходимо решать многокритериальные задачи.
1.2. Поле сил аэродинамического давления как источник опасных и безопасных состояний самолета
1.2.1. Аэродинамические системы. Структурно-функциональные свойства аэромеханического контроля
Динамические системы, создающие аэродинамические силы и моменты для достижения заданной цели, будем называть аэродинамическими системами. Сюда относятся: самолеты, вертолеты, крылатые ракеты. Аэродинамические системы – это объекты, наделенные аэродинамическими характеристиками, определяющими принцип их функционирования, в том числе возможность, безопасность и экономичность их реализации. Таким образом, мы выделяем особый тип объектов, обладающих заложенным в него при его создании особым способом реализации цели – путем создания поля сил аэродинамического давления (ПСАД), которое контролируется и управляется так, чтобы отклонение от цели в каждый момент времени его параметров траектории было минимальным.
Из всех динамических систем, созданных и эксплуатируемых человеком, наиболее сложной является самолет. Проблема риска и безопасности для этого класса динамических систем была и остается наиболее актуальной. Аэродинамические системы, включающие: крыло, горизонтальное и вертикальное оперения, руль высоты, руль направления, элероны, закрылки, предкрылки, обладают определенной для этого класса динамических систем структурой, приведенной на рис. 1.5. На рис. 1.5 приведены следующие обозначения:
Lp, mp – расчетные дальность полета и масса самолета;
Lф, mф – фактические дальность полета и масса самолета соответственно;
Lизм, mизм – измеренные дальность полета и масса самолета;
ρ – плотность воздуха;
Wx, Wy, Wz – проекции вектора скорости ветра на оси, связанной с самолетной системой координат.
На рис. 1.5 представлена структура аэродинамической системы на макроуровне. Каждая из четырех подсистем (1–4), включенных в структуру, включает системы на микроуровне, функциональные свойства которых необходимо контролировать и поддерживать на заданном уровне. В противном случае происходит потеря функциональных свойств, и в итоге динамическая система не способна выполнять поставленную цель.
Особая роль принадлежит подсистеме 2 реализации цели, включающей конструкции несущих поверхностей. Конструкция несущих поверхностей выполняет одну из основных компонент реализации цели – создает поле сил аэродинамического давления, обеспечивая целевое перемещение самолета в пространстве. При этом конструкция, двигатель и бортовое оборудование обладают необходимыми свойствами.
Рис. 1.5
Создав ПСАД, конструкция самолета воспринимает необходимые для реализации целевого перемещения самолета силы и моменты. Особенности конструкции несущих поверхностей отвечают особенностям целевого назначения данного самолета. В свою очередь особенности конструкции порождают особенности структуры поля сил аэродинамического давления, переменного во времени и в пространстве. Взаимодействие конструктивных характеристик и создание ими в полете характеристик ПСАД обусловливают необходимость управлять и ограничивать аэродинамические силы и моменты, следовательно управлять ПСАД.
Рассмотрим роль и место ПСАД на качественном структурно-функциональном уровне в системе аэромеханического контроля и управления векторами аэродинамических сил R = (X, Y, Z) и моментом M = (Mx, My, Mz), где X, Y, Z – проекции вектора аэродинамической силы на связанные с самолетом оси координат; Mx, My, Mz – проекции вектора аэродинамического момента на связанные с самолетом оси координат.
На рис. 1.6 представлена структура физической модели процессов образования, контроля и управления полем сил аэродинамического давления с целью реализации заданной траектории движения. Отметим, что для управления полетом (движением) самолета необходимо знать результирующие аэродинамические силы и моменты, которые реализуются в процессе силового взаимодействия воздушной среды и самолета при разных скоростях и направлениях его движения.
В полете для управления, т. е. формирования потребных величин R и М и соответствующих им фактических параметров траектории движения xф = (x1,…,xn)ф, производится контроль фактических значений Rф и Мф и сравнение их с теоретическими (потребными) значениями RТ и МТ. При этом нам необходима информация о процессах хф, посредством которой формируются потребные углы отклонения органов управления с целью компенсации отклонения Rф, Мф от RТ, МТ. С помощью современных средств возможно измерение x*(t) = xизм = хф + δx*, где δх* – погрешности измерения х*. При этом достоверный контроль x(t) с помощью современных средств возможен только в горизонтальном установившемся полете, когда x ≈ x*.
Рис. 1.6
Чем дальше мы уходим от установившегося горизонтального полета, тем больше возникает отличие х* от х, тем больше имеют место погрешности в оценке аэродинамических сил R и моментов М.
На рис. 1.6 имеют место следующие соотношения:
1) измеренные значения аэродинамических сил:
R(1)изм = Rф + δRм + δRи; R(2)изм = Rф + δRи,
где δRм, δRи – погрешности измерения R методические и инструментальные соответственно;
2) фактические значения аэродинамических сил и моментов:
Rи = Rт + δR*м; Мф = Мт + δМ*м,
где δRм, δМ*м – методические погрешности, обусловленные несоответствием методов и средств идентификации R и М в полете;
3) x = (α,β,Vв,…) = (x1,x2,x3,…);
4) y(t) = (Hg,Xg,Yg,Zg,ωх,ωy,ωz,…) = (у1, у2, у3,…),
где Hg, Χg, Yg, Ζg – высота полета и проекции положения координаты центра тяжести самолета на земные оси координат OXд, OYд, OZд соответственно; ωx, ωy, ωz – угловые скорости вращения самолета относительно осей OX, OY, OZ связанной системы координат;
5) ,
где Δx(·) – отклонение параметров возмущенного потока х* от параметров невозмущенного потока х; h – расстояние от несущих поверхностей самолета, измеренное, например, по нормали; S – точка на несущей поверхности самолета;
6) Ωдоп(x) = Ωдоп(x*) + δΩдоп,
так, например, для угла атаки получим αдоп(x) = αдоп(x*) + δα;
7) Ωкр(x) = Ωкр(x*) + δΩкр.
При этом, начиная с некоторого расстояния h от несущих поверхностей, параметры потока получают возмущение, и при приближении к несущим поверхностям они увеличиваются, максимальная величина их достигается на поверхности, например, крыла. Таким образом, в системе аэромеханического контроля решается обратная задача – аэродинамическая. Здесь задано поле аэродинамического давления P(S,h,t), его величина в ограниченном числе точек на поверхности S; требуется определить параметры х невозмущенного набегающего потока. Отметим, что прямая задача связана с определением поля аэродинамического давления (сил и моментов), если известны параметры невозмущенного потока, в которое погружены несущие аэродинамические поверхности.
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин бесплатно.
Похожие на Системы аэромеханического контроля критических состояний - Владимир Живетин книги
- Формирование технологии разработки и принятия предпринимательских решений - Д. Кенина - Управление, подбор персонала
- Биосферные риски - Владимир Живетин - Математика
- Комментарий к Федеральному закону от 26 декабря 2008 г. № 294-ФЗ «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля» (постатейный) - Александр Борисов - Юриспруденция
- Теорика правительств и парламентарное правление - Гаэтано Моска - Бизнес
- Чисто научное убийство - Песах Амнуэль - Классический детектив
