д-р техн. наук, проф., нач. лаб.
г. Москва
Korsun Oleg N., Dr. Sc., Professor, Head of Laboratories
Moscow, 125319Moscow, 125993
д-р техн. наук, доц., зам. зав. каф.
г. Москва
Moscow, 125993
канд. техн. наук, нач. лаб.
г. Мытищи
Mytishi, 141006
канд. техн. наук, докторант
г. Москва
Moscow, 125993
Предложен метод оценки аэродинамических углов при отсутствии соответствующих датчиков, использующий измерения трех проекций скорости полета, осуществляемые навигационной системой, и значения углов ориентации. Актуальность решаемой задачи определяется тем, что на беспилотных летательных аппаратах (БЛА) датчики аэродинамических углов, т. е. углов атаки и скольжения, часто не устанавливаются в силу ограничений по габаритным размерам и массе. Предлагаемый метод основан на совместном использовании математических моделей движения летательного аппарата, известных из динамики полета, и теории параметрической идентификации динамических систем. Ключевым фактором, обеспечивающим точность предлагаемого метода, является использование весьма точных измерений трех проекций скорости БЛА, выполняемых спутниковой навигационной системой или инерциальной навигационной системой со спутниковой коррекцией. Для учета влияния ветра предусмотрена параметрическая идентификация трех проекций скорости ветра. Другая особенность метода состоит в том, что вместо отсутствующих датчиков аэродинамических углов предлагается использовать информацию об аэродинамических коэффициентах подъемной и боковой сил БЛА. Если эти коэффициенты известны с погрешностями, их значения также уточняются методами идентификации. Размерность задачи идентификации получается невысокой в диапазоне малых и средних углов атаки, когда аэродинамические зависимости линейны.
Представлены результаты проверки предложенного метода по данным моделирования на пилотажном стенде современного учебно-тренировочного самолета для девяти различных режимов полета в условиях моделирования случайных погрешностей бортовых измерений, соответствующих летному эксперименту.
A method for estimating aerodynamic angles in the absence of appropriate sensors is proposed, using measurements of three projections of flight speed carried out by the navigation system and the values of the orientation angles. The relevance of the problem being solved is determined by the fact that on unmanned aerial vehicles (UAVs) sensors of aerodynamic angles, that is, angles of attack and slip, are often not installed due to restrictions on dimensions and mass. The proposed method is based on the joint use of mathematical models of aircraft motion, known from flight dynamics, and the theory of parametric identification of dynamic systems. The key factor ensuring the accuracy of the proposed method is the use of very accurate measurements of three UAV velocity projections performed by a satellite navigation system or an inertial navigation system with satellite correction. To account for the influence of wind, parametric identification of three projections of wind speed is provided. Another feature of the method is that instead of the missing aerodynamic angle sensors, it is proposed to use information about the aerodynamic coefficients of the lifting and lateral forces of the UAV. If these coefficients are known with errors, their values are also specified by identification methods. The dimension of the identification problem turns out to be low in the range of small and medium angles of attack when the aerodynamic dependencies are linear. The results of testing the proposed method based on simulation data on the flight test bench of a modern training aircraft for nine different flight modes under conditions of simulating random errors of onboard measurements corresponding to the flight experiment are presented.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.