novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.24.598-607novtexmech-1454Research ArticleДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВDYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFTМетоды параметрической идентификации систематических погрешностей бортовых измерений аэродинамических углов в летных испытаниях самолетаMethods for Parametric Identifi cation of Systematic Errors of Onboard Measurements of Aerodynamic Angles in Aircraft Flight TestsПушковС. Г.PushkovS. G.

д-р техн. наук, гл. науч. сотр.

г. Жуковский

PhD, Principal Researcher

Moscow region, Zhukovsky, 140180

nio9@lii.ruЛовицкийЛ. Л.LovitskyL. L.

вед. инженер

г. Жуковский

Moscow region, Zhukovsky, 140180

nio9@lii.ruГоршковаО. Ю.GorshkovaO. Yu.

вед. инженер

г. Жуковский

Moscow region, Zhukovsky, 140180

nio9@lii.ruМалаховаИ. В.MalakhovaI. V.

вед. инженер

г. Жуковский

Moscow region, Zhukovsky, 140180

nio9@lii.ruАО "Летно-исследовательский институт им. М. М. Громова"РоссияFlight Research Institute n.a. M. M. GromovRussian Federation2023011120232411598607Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20232023Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/1454

Изложены методы определения действительных значений углов атаки и скольжения, параметрической идентификации математических моделей погрешностей бортовых измерений аэродинамических углов в технологии оценивания средств определения воздушных параметров с применением спутниковых навигационных систем при проведении летных испытаний воздушных судов.

Технология разработана и внедрена в практику летных испытаний в АО "ЛИИ им. М. М. Громова", показывает высокую эффективность при проведении испытаний авиационной техники с задачами оценки бортовых средств определения воздушных параметров, вертикального эшелонирования, летно-технических и взлетно—посадочных характеристик объектов, охватывает широкий круг вопросов аэрометрических измерений, многие из которых уже были освещены в печати. В данной работе внимание уделяется измерениям аэродинамических углов.

Обсуждаются особенности определения углов атаки и скольжения с использованием информационных потоков средств определения воздушных параметров, спутниковой и инерциальной навигационных систем. Представлены выражения для определения углов атаки и скольжения при проведении испытаний, факторы погрешностей измерений, структура математической модели аэродинамической погрешности бортовых измерений угла атаки в стационарном приближении.

Рассмотрены алгоритмы решения задач на установившихся и неустановившихся режимах полета, взлета и посадки. Отмечается полнота решения для вектора скорости ветра.

Выполнены оценки методических погрешностей определения аэродинамических углов с применением средств и методов технологии, показывающие их соответствие современным требованиям.

Эффективность применения технологии подтверждается материалами летных испытаний ближнемагистрального самолета. Показаны типовые примеры представления материалов испытаний, характерные особенности измерений в зависимости от вида испытательного режима, факторов аэродинамического влияния.

Methods of the actual values of the angles of attack and slip determination in the technology of air data systems estimation using satellite navigation systems during aircraft flight tests of are stated. Also methods of parametric identification of mathematical models of on-board aerodynamic angles measurements errors are presented. The technology has been developed and implemented in the practice of flight tests at Flight Research Institute. The technology shows high efficiency of solving tasks of air data on-board systems, vertical separation systems, flight performance and takeoff and landing characteristics estimation in flight tests. The technology covers a wide range of issues of aerometric measurements, many of which have already been published. Here, attention is paid to measurements of aerodynamic angles. The features of determining the angles of attack and slip using data from air data systems, satellite and inertial navigation systems are shown. Equations for determining the angles of attack and slip during testing, factors of measurement errors, the structure of the mathematical model of the aerodynamic errors of the angle of attack on-board measurements are presented in a stationary approximation. Algorithms for solving problems in steady and unsteady modes of flight, takeoff and landing are considered. The completeness of the solution for the wind speed vector is noted. Estimates of methodological errors in determining aerodynamic angles using the technology are made. Compliance with modern requirements is showing. The effectiveness of the technology is confirmed by the materials of flight tests of a short-range aircraft. Typical examples of test materials presentation, features of measurements depending on the type of test mode, aerodynamic influence factors are shown.

самолетугол атакиаэродинамические погрешностилетные испытанияaircraftangle of attackaerodynamic errorsflight testsReferencesПушков С. Г., Харин Е. Г., Кожурин В. Р., Ловицкий Л. Л. Эталонное измерение воздушных параметров с использованием спутниковых средств траекторных измерений в летных испытаниях воздушных судов // Авиакосмическое приборостроение. 2010. № 4. С. 5—9.Pushkov S. G., Kharin E. G., Kozhurin V. R., Lovitsky L. L. Reference measurement of air parameters in flight test using trajectory measurement satellite facilities, Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2010, no. 4, pp. 5—9 (in Russian).Харин Е. Г., Копылов И. А. Технологии летных испытаний бортового оборудования летательных аппаратов с применением комплекса бортовых траекторных измерений. М.: МАИ-ПРИНТ, 2012.Kharin E. G., Kopylov I. A. Technologies for flight testing of onboard equipment of aircraft using a complex of onboard trajectory measurements, Moscow, MAI-PRINT, 2012 (in Russian).AC-21-40(0), Measurement of airspeed in light aircraft — certification requirements, 2005.AC-21-40(0), Measurement of airspeed in light aircraft — certification requirements, 2005.Haering E. A. Airdata measurement and calibration, NASA Technical memorandum 104316. Edwards, California, Dryden flight research center, 1995.Haering E. A. Airdata measurement and calibration, NASA Technical memorandum 104316, Edwards, California, Dryden flight research center, 1995.Ведров В. С., Тайц М. А. Летные испытания самолетов. М.: Оборонгиз, 1951. С. 64—106.Vedrov V. S., Taits M. A. Aircraft flight tests, Moscow, Oborongiz, 1951, pp. 64-106 (in Russian).Руководство по Всемирной Геодезической Системе — 1984 (WGS-84), (doc 9674). Международная организация гражданской авиации, 2002.Doc 9674, World Geodetic System — 1984 (WGS-84) Manual, International Civil Aviation Organization, 2002.Корсун О. Н., Николаев С. В., Пушков С. Г. Алгоритм оценивания систематических погрешностей измерений воздушной скорости, углов атаки и скольжения в летных испытаниях // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2016. № 3. С. 130—141.Korsun O. N., Nikolaev S. V., Pushkov S. G. Algorithm for estimating systematic errors in measurements of airspeed, angles of attack and sideslip in flight tests, Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Teoriya i sistemy upravleniya, 2016, no. 3, pp. 130—141 (in Russian).Солдаткин В. М. Методы и средства измерения аэродинамических углов летательных аппаратов. Казань: Издательство КГТУ, 2001.Soldatkin V. M. Methods and means for measuring the aerodynamic angles of aircraft, Kazan, KSTU Publishing House, 2001 (in Russian).Ramprasadh C., Prem S., Sankaralingam L., Deshpande P., Dodamani R., Suraj C. S. A simple method for estimation of angle of attack // Internatonal Federation of Automatic Control PapersOnLine. 2018. N. 51-1. P. 353—358.Ramprasadh C., Prem S., Sankaralingam L., Deshpande P., Dodamani R., Suraj C. S. A simple method for estimation of angle of attack, Internatonal Federation of Automatic Control PapersOnLine, 2018, no. 51-1, pp. 353—358.Ivanković M., Vrdoljak M., Andrić M., Kozmar H. Angleofattack estimation for general aviation aircraft // Aerospace. 2023. N. 10(3).Ivanković M., Vrdoljak M., Andrić M., Kozmar H. Angleof- attack estimation for general aviation aircraft, Aerospace, 2023, no. 10(3).Jackson B., Hoffler K. D., Sizoo D. G., Ryan W. Experience with sensed and derived angle of attack estimation systems in a general aviation airplane // AIAA 2017-0065. 2017.Jackson B., Hoffler K. D., Sizoo D. G., Ryan W. Experience with sensed and derived angle of attack estimation systems in a general aviation airplane, AIAA 2017-0065, 2017.Zeis J. jr., Lambert H., Calico R., Gleason D. Angle of attack estimation using an inertial reference platform / AIAA-88-4351-CP, 1988.Zeis J. jr., Lambert H., Calico R., Gleason D. Angle of attack estimation using an inertial reference platform, AIAA-88- 4351-CP, 1988.Пушков С. Г., Малахова И. В., Горшкова О. Ю., Ловицкий Л. Л. Математическое моделирование аэродинамических погрешностей в технологии оценивания средств определения воздушных параметров с применением спутниковых навигационных систем при проведении летных испытаний самолета // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. Т. 22, № 5. С. 272—280.Pushkov S. G., Malakhova I. V., Gorshkova O. Yu., Lovitsky L. L. Mathematical modeling of an air data system aerodynamic errors in flight tests using satellite navigation systems, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2021, vol. 22, no. 5, pp. 272—280 (in Russian).Пушков С. Г., Горшкова О. Ю., Корсун О. Н. Математические модели погрешностей бортовых измерений скорости и угла атаки на режимах посадки самолета // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 8. С. 66—70.Pushkov S. G., Gorshkova O. Yu., Korsun O. N. Mathematical models of errors of airborne measurements of speed and angle of attack in aircraft landing modes, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2013, no. 8, pp. 66—70 (in Russian).Корсун О. Н., Пушков С. Г. Вопросы применения стационарных приближений при построении моделей аэродинамических погрешностей барометрической высоты и скорости на динамичных режимах полета самолета // Прикладная физика и математика. 2015. № 5. С. 35—43.Korsun O. N., Pushkov S. G. Issues of the application of stationary approximations in the construction of models of aerodynamic errors of barometric altitude and speed in dynamic modes of aircraft flight, Prikladnaya Fizika i Matematika, 2015, no. 5, pp. 35—43 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.