<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-67</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>УПРАВЛЕНИЕ В АВИАКОСМИЧЕСКИХ И МОРСКИХ СИСТЕМАХ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CONTROL IN AEROSPACE SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Идентификация моделей гистерезиса аэродинамических коэффициентов на закритических углах атаки</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Identification of Hysteresis Models for Aerodynamic Coefficients at Overcritical Angles of Attack</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Корсун</surname><given-names>О. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korsun</surname><given-names>O. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">marmotto@rambler.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Стуловский</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Stulovsky</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Канышев</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kanyshev</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">astra_kanysheva@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Государственный НИИ авиационных систем<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">State Research Institute of aviation systems<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">Государственный летно-испытательный центр им В. П. Чкалова<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">State Flight Test Center named after V. P. Chkalov<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>23</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>19</volume><issue>3</issue><fpage>201</fpage><lpage>208</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/67">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/67</self-uri><abstract><p>Рассмотрена проблема идентификации математической модели движения самолетов на закритических углах атаки по данным летного эксперимента. Характерной особенностью динамики самолета в этом диапазоне углов атаки является возникновение гистерезиса аэродинамических коэффициентов. Предложены алгоритмы получения оценок коэффициентов подъемной силы, силы сопротивления, коэффициента момента тангажа по данным летного эксперимента. Рассмотрена математическая модель гистерезиса коэффициента подъемной силы, выполнена идентификация параметров этой модели по полетным данным. Для описания гистерезисов коэффициентов силы сопротивления и момента тангажа предложены модели, выражающие эти параметры через гистерезис коэффициента подъемной силы. Приводятся примеры обработки полетных данных современного маневренного самолета, подтверждающие работоспособность рассмотренных моделей и алгоритмов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>At present, maneuverable thrust vectored aircraft are capable of performing a controlled flight beyond normal flight envelope, namely, for attack angles significantly exceeding the critical value. It is well known that in this case the aerodynamic processes fundamentally change in comparison with flight at small and average angles of attack. It is also known that the errors in the methods of computational aerodynamics and the wind-tunnel data for overcritical range increase significantly due to the essentially nonlinear and unsteady nature of the flow. Therefore, the problem of validation and estimation of aerodynamic coefficients based on the results of flight tests by methods of system identification is vital. It is obvious that agreement of aircraft dynamics models with the flight data is necessary for the development, modernization, testing, creation of simulators, investigation of flight incidents, i.e. for all the main stages of the aircraft life cycle. One of the most important poststall effects is the emergence of hysteresis in the dependences of the aerodynamic coefficients on the angle of attack. This phenomenon is due to the fact that the flow separation with increasing angle of attack and flow restoration with the subsequent decrease of the angle of attack occur asymmetrically. This effect takes place even for very small values of the derivative of the angle of attack with respect to time, and as a result it is called stationary hysteresis. This article deals with the problems concerning identification of the mathematical model for aircraft motion at the overcritical angles of attack by processing flight test data. Algorithms for obtaining estimates for coefficients of the lift force, the drag force and the pitching moment from the flight test data are proposed. The mathematical model of the hysteresis of the lift coefficient is considered, and its parameters are identified. Furthermore, article presents expressions allowing the calculation of the hysteresis of the drag coefficient and the pitch moment through the hysteresis of the lifting force and the coefficients analogous to the lift-drag ratio and static stability coefficients known from aerodynamics and flight dynamics.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>летные испытания</kwd><kwd>идентификация аэродинамических коэффициентов</kwd><kwd>аэродинамический гистерезис</kwd><kwd>отклоняемый вектор тяги</kwd><kwd>закритические углы атаки</kwd><kwd>сверхманевренност</kwd><kwd>flight tests</kwd><kwd>identification of aerodynamic coefficients</kwd><kwd>aerodynamic hysteresis</kwd><kwd>thrust vectoring</kwd><kwd>overcritical angles of attack</kwd><kwd>supermaneuverability</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Васильченко К. К., Леонов В. А., Пашковский И. М., Поплавский Б. К. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1996. 745 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Васильченко К. К., Леонов В. А., Пашковский И. М., Поплавский Б. К. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1996. 745 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов / Под ред. Г. С. Бюшгенса. М.: Наука. Физмалит, 1998. 816 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов / Под ред. Г. С. Бюшгенса. М.: Наука. Физмалит, 1998. 816 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белоцерковский С. М., Качанов Б. О., Кулифеев Ю. Б., Морозов В. И. Создание и применение математических моделей самолетов. М.: Наука, 1984. 143 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Белоцерковский С. М., Качанов Б. О., Кулифеев Ю. Б., Морозов В. И. Создание и применение математических моделей самолетов. М.: Наука, 1984. 143 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Klein V., Morelli E. A. Aircraft system identification: Theory and Practice. USA, Reston: AIAA, 2006. 499 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klein V., Morelli E. A. Aircraft system identification: Theory and Practice. USA, Reston: AIAA, 2006. 499 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Korsun O. N., Poplavsky B. K. Approaches for flight tests aircraft parameter identification // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014. St. Petersburg. Russian Federation. 2014. Paper № 2014-0210.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korsun O. N., Poplavsky B. K. Approaches for flight tests aircraft parameter identification // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014. St. Petersburg. Russian Federation. 2014. Paper № 2014-0210.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корсун О. Н., Николаев С. В. Идентификация аэродинамических коэффициентов самолетов в эксплуатационном диапазоне углов атаки // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 9. С. 3-10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корсун О. Н., Николаев С. В. Идентификация аэродинамических коэффициентов самолетов в эксплуатационном диапазоне углов атаки // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 9. С. 3-10.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lawrence E. Hale, Mayuresh Patil, and Christopher J. Roy. Aerodynamic Parameter Identification and Uncertainty Quantification for Small Unmanned Aircraft // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2017. Vol. 40, No. 3. P. 680-691.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lawrence E. Hale, Mayuresh Patil, and Christopher J. Roy. Aerodynamic Parameter Identification and Uncertainty Quantification for Small Unmanned Aircraft // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2017. Vol. 40, No. 3. P. 680-691.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Игнатьев Д. И., Храбров А. Н. Использование искусственных нейронных сетей для моделирования динамических эффектов аэродинамических коэффициентов трансзвукового самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2011. Т. XLII, № 6. С. 84-91.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Игнатьев Д. И., Храбров А. Н. Использование искусственных нейронных сетей для моделирования динамических эффектов аэродинамических коэффициентов трансзвукового самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2011. Т. XLII, № 6. С. 84-91.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дорофеев Е. А., Игнатьев Д. И., Храбров А. Н. Применение искусственных нейронных сетей для моделирования нестационарных аэродинамических характеристик // Труды МФТИ. 2011. Т. 3, № 2. С. 15-25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дорофеев Е. А., Игнатьев Д. И., Храбров А. Н. Применение искусственных нейронных сетей для моделирования нестационарных аэродинамических характеристик // Труды МФТИ. 2011. Т. 3, № 2. С. 15-25.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Grishin I. I., Ignatyev D. I., Khrabrov A. N., Kolinko K. A., Vinogradov Yu. A., Zhuk A. N. Experimental investigations and mathematical simulation of unsteady aerodynamic coefficients of Transonic Cruiser at small velocities in the wide range of attack angles // International Online Journal Visualization of Mechanical Processes. 2011. Vol. 1, Iss. 2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grishin I. I., Ignatyev D. I., Khrabrov A. N., Kolinko K. A., Vinogradov Yu. A., Zhuk A. N. Experimental investigations and mathematical simulation of unsteady aerodynamic coefficients of Transonic Cruiser at small velocities in the wide range of attack angles // International Online Journal Visualization of Mechanical Processes. 2011. Vol. 1, Iss. 2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yongkyu Song, Byungheum Song, Seanor B. et la On-line aircraft parameter identification using Fourier transform regression with an application to F/A-18 HARV flight data // KSME International Journal. 2002. Vol. 16, N. 3. P. 327-337.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yongkyu Song, Byungheum Song, Seanor B. et la On-line aircraft parameter identification using Fourier transform regression with an application to F/A-18 HARV flight data // KSME International Journal. 2002. Vol. 16, N. 3. P. 327-337.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ericsson L. E. Critical issues in high-alpha vehicle dynamics. AIAA: Report No. AIAA-91-3221. 1991.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ericsson L. E. Critical issues in high-alpha vehicle dynamics. AIAA: Report No. AIAA-91-3221. 1991.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Luchtenburg D. M., Rowley C. M., Lohry M. W., Martinelli L., Stengel R. F. Unsteady high-angle-of-attack aerodynamic models of a generic jet transport // Journal of Aircraft. 2015. Vol. 52, N. 3. P. 890-895.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Luchtenburg D. M., Rowley C. M., Lohry M. W., Martinelli L., Stengel R. F. Unsteady high-angle-of-attack aerodynamic models of a generic jet transport // Journal of Aircraft. 2015. Vol. 52, N. 3. P. 890-895.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корсун О. Н., Николаев С. В., Поплавский Б. К. Алгоритмы проверки правильности полетных данных и оценивания нелинейностей при идентификации аэродинамических коэффициентов самолетов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 4. C. 270-278.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корсун О. Н., Николаев С. В., Поплавский Б. К. Алгоритмы проверки правильности полетных данных и оценивания нелинейностей при идентификации аэродинамических коэффициентов самолетов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 4. C. 270-278.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корсун О. Н., Стуловский А. В., Канышев А. В. Анализ движения самолетов на закритических углах атаки: коррекция погрешностей бортовых измерений и моделирование отклоняемого вектора тяги // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 10. С. 705-711.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корсун О. Н., Стуловский А. В., Канышев А. В. Анализ движения самолетов на закритических углах атаки: коррекция погрешностей бортовых измерений и моделирование отклоняемого вектора тяги // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 10. С. 705-711.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goman M. G., Khrabrov A. N. State-Space Representation of Aerodynamic Characteristics of an Aircraft at High Angles of Attack, Journal of Aircraft. 1994. Vol. 31, N. 5. P. 1109-1115.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goman M. G., Khrabrov A. N. State-Space Representation of Aerodynamic Characteristics of an Aircraft at High Angles of Attack, Journal of Aircraft. 1994. Vol. 31, N. 5. P. 1109-1115.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jategaonkar R. V. Flight vehicle system identification: A time domain methodology. Reston, USA: AIAA, 2006. 410 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jategaonkar R. V. Flight vehicle system identification: A time domain methodology. Reston, USA: AIAA, 2006. 410 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Овчаренко В. Н. Идентификация аэродинамических характеристик воздушных судов по полетным данным. М.: Изд-во МАИ, 2017. 182 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Овчаренко В. Н. Идентификация аэродинамических характеристик воздушных судов по полетным данным. М.: Изд-во МАИ, 2017. 182 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Завьялов Ю. С., Квасов Б. И., Мирошниченко В. Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Завьялов Ю. С., Квасов Б. И., Мирошниченко В. Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. 352 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
