Методы обеспечения продольной устойчивости самолета в режиме скоростей от 0,85м до 2,5м

Содержание

Слайд 2

1. Продольная устойчивость самолета
и его аэродинамический фокус.
2. Способы обеспечения
продольной устойчивости самолета.
2.1

1. Продольная устойчивость самолета и его аэродинамический фокус. 2. Способы обеспечения продольной
Балансировка самолета смещением центра
тяжести за счет перекачки топлива.
2.2 Балансировка удержанием фокуса самолета
за счет изменения стреловидности крыльев
и (или) ПГО.
2.3 Автоматическая система обеспечения продольной устойчивости самолета.
2.4 Изучение передовых систем продольной устойчивости самолета и их анализ.

Слайд 3

2.5 Компьютерное моделирование смещения центра тяжести самолета при полетах
на скоростях 0,85М –

2.5 Компьютерное моделирование смещения центра тяжести самолета при полетах на скоростях 0,85М
2,5М.
2.6 Компьютерное моделирование возможности удержания аэродинамического фокуса самолета путем изменения стреловидности крыла и (или) ПГО.
2.7 Испытание модели самолета в масштабе 1/16
во всех диапазонах скоростей и остатка топлива
в аэродинамической трубе.
3. Техническое задание на разработку цифроаналоговой системы управления продольной устойчивостью.
4. Заключение.

Слайд 4

ПРОДОЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ САМОЛЕТА
- это способность самолета сохранять и восстанавливать заданное продольное равновесие. Самолет

ПРОДОЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ САМОЛЕТА - это способность самолета сохранять и восстанавливать заданное продольное
считается устойчивым в продольном отношении, если в результате продольного нарушения равновесия (изменения угла атаки и (или) скорости возникают восстанавливающие моменты.

Слайд 5

Основной причиной потери продольной устойчивости самолета является смещение его аэродинамического фокуса относительно

Основной причиной потери продольной устойчивости самолета является смещение его аэродинамического фокуса относительно
центра тяжести самолета.
Аэродинамический
фокус самолета
это точка приложения вектора прироста подъемной силы, вызванного изменением угла атаки.

Слайд 6

ЦТ

АФ

mп

α

Если аэродинамический фокус самолета (АФ) располагаетсяа за центром тяжести по направлению потока, то

ЦТ АФ mп α Если аэродинамический фокус самолета (АФ) располагаетсяа за центром
на увеличение угла атаки а самолет реагирует созданием пикирующего момента mп, то есть стремится возвратиться к исходному режиму полета.
Такие самолеты являются устойчивыми.

Слайд 7

ЦТ

АФ


α

Если аэродинамический фокус самолета (АФ) располагается перед центром тяжести по направлению потока, то

ЦТ АФ mк α Если аэродинамический фокус самолета (АФ) располагается перед центром
на увеличение угла атаки а самолет реагирует созданием дополнительного кабрирующего момента mк.
Такие самолеты являются не устойчивыми.

Слайд 8

СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА

Для сохранения задонной степени устойчивости при переходе на сверхзвуковую

СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА Для сохранения задонной степени устойчивости при переходе
скорость
и обратно необходимо сместить центр тяжести по направлению потока на такое же расстояние,
на какое смещается фокус, тем самым сохраняя величину плеча продольного момента m п/к,
либо пытаться оставить на месте фокус самолета. Указанное возможно за счет изменения стреловидности крыла, переднего горизонтального оперения (ПГО) и (или) за счет перегонки топлива из одних топливных отсеков в другие.

Слайд 9

Основной бак

Крыльевые баки

Кормовой
бак

БАЛАНСИРОВКА САМОЛЕТА СМЕЩЕНИЕМ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ
ЗА СЧЕТ ПЕРЕКАЧКИ ТОПЛИВА

Данная схема балансировки

Основной бак Крыльевые баки Кормовой бак БАЛАНСИРОВКА САМОЛЕТА СМЕЩЕНИЕМ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ЗА
нашла применение
на СПС Ту-144, "Concorde" и сверхзвуковом бомбандировщике-ракетоносце Ту-160.

Слайд 10

БАЛАНСИРОВКА УДЕРЖАНИЕМ ФОКУСА САМОЛЕТА ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ СТРЕЛОВИДНОСТИ ГРЫЛЬЕВ И (ИЛИ) ПГО

Для

БАЛАНСИРОВКА УДЕРЖАНИЕМ ФОКУСА САМОЛЕТА ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ СТРЕЛОВИДНОСТИ ГРЫЛЬЕВ И (ИЛИ) ПГО
оставления фокуса самолета неизменным или его минимального сдвига необходим алгоритм смещения ПГО и (или) изменения стреловидности крыльев во всем скоростном диапазоне полета.

Слайд 11

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА

Создание полностью автоматической системы обеспечивающей продольную устойчивость

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА Создание полностью автоматической системы обеспечивающей продольную
самолета, алгоритм работы которой позволяет оставлять фокус самолета на месте или перемещать центр тяжести самолета на величину сдвига фокуса при переходе с дозвукового на сверхзвуковой режим полета и обратно, том числе с изменением скорости в сверхзвуковом диапазоне полета, неотъемлемая часть авионики СПС-2 и военных самолетов поколения 6++ / 7.

Слайд 12

ИЗУЧЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ СИСТЕМ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА И ИХ АНАЛИЗ
Анализ имеющихся разработок в

ИЗУЧЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ СИСТЕМ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОЛЕТА И ИХ АНАЛИЗ Анализ имеющихся разработок
области продольной устойчивости самолета, позволит выявить передовые перспективные системы,
их отрицательные и положительные стороны, выявленные в процессе эксплуатации в околозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Как адоптированные под сверхзвуковые полеты можно рассмотреть ЭДСУ(электродистанционная система управления) Су-30/35 и СУУ (система улучшения устойчивости и управляемости) АБСУ (автоматической бортовой системы управления) Ту-144.

Слайд 13

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СМЕЩЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ САМОЛЕТА
ПРИ ПОЛЕТАХ НА СКОРОСТЯХ 0,85М – 2,5М

Компьютерное

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СМЕЩЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ САМОЛЕТА ПРИ ПОЛЕТАХ НА СКОРОСТЯХ 0,85М –
моделирование возможности оперативного смещения центра тяжести самолета перекачкой топлива при 90%; 55% и 10% его остатке на скоростях 0,85М-2,5М. Переход самолета
на сверхзвук и обратно может быть совершен
при различном уровне остатке топлива, в основном
при 90-95% после взлета, 55% при полете
на сверхзвуке и 10% при переходе на дозвук, а также при любом сочетании этих факторов. Особенно интересны в этом плане режим скоростей от 2М-2,5М
и режим кратковременного форсажа с переходом
на сверхзвук при 10-15% остатке топлива.

Слайд 14

 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УДЕРЖАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ФОКУСА ПРИ НАИМЕНЬШЕМ СМЕЩЕНИИ ЦЕНТРА МАСС ПУТЕМ

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УДЕРЖАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ФОКУСА ПРИ НАИМЕНЬШЕМ СМЕЩЕНИИ ЦЕНТРА МАСС ПУТЕМ
ИЗМЕНЕНИЯ СТРЕЛОВИДНОСТИ КРЫЛА И (ИЛИ) ПГО
Изменение стреловидности крыла свойственно для военной авиации. При переходе с дозвукового режима на сверхзвуковой и обратно изменение стреловидности крыла наиболее интенсивно. Режим сверхзвукового полета на скоростях от 1М до 2,5М и выше изменение стреловидности крыла менее заметно, но вызывает интерес в связи с дополнительным резким изменением «волнового сопротивления», что в условиях сверхзвука сказывается на управляемости самолета.

Слайд 15

 

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛИ САМОЛЕТА В МАССШТАБЕ 1/16 ВО ВСЕХ ДИАППАЗОНАХ СКОРОСТЕЙ И

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛИ САМОЛЕТА В МАССШТАБЕ 1/16 ВО ВСЕХ ДИАППАЗОНАХ СКОРОСТЕЙ И
ОСТАТКА ТОПЛИВА В АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ
Полученные при компьютерном моделировании данные подлежат уточнению
и проверке путем обдувания модели самолета
в аэродинамической трубе. Результаты обдува позволят при необходимости скорректировать программы компьютерного моделирования. Кроме того натурное моделирование путем изменения аэродинамики самолета (изменение внешнего облика) позволит скорректировать решение задач по продольной устойчивости.

Слайд 16

 
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
НА РАЗРАБОТКУ ЦИФРОАНАЛОГОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ
На основе полученных данных моделирования
и

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА РАЗРАБОТКУ ЦИФРОАНАЛОГОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ На основе полученных
натурных испытаний модели, ТТХ и конструкции самолета необходимо составление технического задания на разработку цифроаналоговой системы управления продольной устойчивостью самолета
с трехкратным резервированием и вероятностью отказа с опасными последствиями - не более . Цифроаналоговая система представляет собой комплекс аналоговых и цифровых датчиков, исполнительных механизмов и компьютера обработки данных для выдачи команд
на исполнительные механизмы.

Слайд 17

 

Техническое задание представляет собой глубоко эшелонированный свод требований
к техническому объекту (системе) в

Техническое задание представляет собой глубоко эшелонированный свод требований к техническому объекту (системе)
котором заложен:

- алгоритм функционирования;
- климатическое исполнение;
- перегрузочная способность;
- требования по электропитанию;
- требования по гидропневматическому питанию;
- температурный режим функционирования;
- замеряемые величины (данные);
- пределы чувствительности (точности снятия
показаний и исполнения линейно-угловых величин);
- скорость реакции на изменение входных данных;
- вероятность отказа и степень резервируемости,
а также многие другие.

Слайд 18

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование методов обеспечения продольной устойчивости самолета, математическое (компьютерное) моделирование процессов происходящих
в

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенное исследование методов обеспечения продольной устойчивости самолета, математическое (компьютерное) моделирование процессов
диапазоне скоростей от 0,85М до 2,5М
с последующем натурным обдувом модели самолета в аэродинамической трубе позволяет сделать вывод,
что создание алгоритма и функции комплексного изменения параметров летального аппарата возможно.
Варианты конструкторских решений и выявление трудностей, которые могут возникнуть при эффективном маневрировании на сверхзвуковых скоростях предоставят дополнительные данные для разработки автоматической системы обеспечивающей продольную устойчивость самолета.