novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.20.504-512novtexmech-679Research ArticleДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВDYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFTИсследование методических погрешностей системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником набегающего воздушного потокаResearch of Methodological Errors of the Air Data System of Aircraft with Stationary Included Receiver of Incoming Air FlowСолдаткинВ. М.SoldatkinV. M.

Доктор технических наук, зав. кафедрой

Soldatkin Vladimir M., D.Sc., Professor, Head of Chair 

Kazan, 420111

 

w-soldatkin@mail.ruСолдаткинВ. В.SoldatkinV. V.

Доктор технических наук, доцент

Казанский национальный исследовательский технический университет им А. Н. Туполева—КАИРоссияKazan National Research Technical University named after A. N. Tupolev-KAIRussian Federation201908082019208504512Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20192019Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/679

Отмечается важность информации о воздушных сигналах самолета для пилотирования и обеспечения безопасности полета. Рассматриваются недостатки традиционных систем воздушных сигналов, связанных с использованием нескольких распределенных по фюзеляжу и вынесенных в набегающий воздушный поток приемников информации о параметрах набегающего воздушного потока. Раскрываются конкурентные преимущества и функциональная схема системы воздушных сигналов самолета с одним интегрированным неподвижным невыступающим приемником набегающего воздушного потока, построенной на основе ионно-меточного датчика аэродинамического угла и истинной воздушной скорости, на обтекаемой поверхности которого расположено отверстие-приемник статического давления. Анализируются причины, приводятся математические модели и расчетные значения методических аэродинамических погрешностей измерительных каналов рассматриваемой системы, обусловленных искажениями воспринимаемого статического давления и истинной воздушной скорости, регистрируемой ионно-меточным датчиком, которые необходимо учитывать при тарировке системы.

It is shown that the known limitations on the measurement of air parameters on board the helicopter due to significant aerodynamic disturbances introduced by inductive flows of vortex column of main rotor. This determines the need to create the means of measurement, taking into account the aerodynamics and dynamics of the helicopter flight. The known direction of overcoming these limitations is the use for measuring the information of aerodynamic field of vortex column of main rotor and its perception by means of the stationary multi-functional aerometric receiver. However, the need to protect a large number of full-pressure tubes installed in the flow channel of the multifunctional aerometric receiver, strict requirements for the identity and stability of the characteristics of the large number aerometric channels, complicate the design, reduce reliability, increase cost, inhibit the use of the air parameters measurement system on helicopters of various classes and purposes. Principles of construction, functional scheme, features of perception of primary information of measuring system of air parameters of the helicopter with the stationary receiver of a stream, ion-label and aerometric measuring channels are showed. Algorithms for processing primary information at various stages and flight modes, including: in the parking lot before the launch of the power plant and when rotating the rotor, when taxiing and maneuvering on the earth’s surface, on takeoff and landing modes and when flying at low speeds, at flight speeds, when the stationary receiver of primary information leaves the zone of the vortex column of the rotor using ion-label and aerometric measuring channels, are presented. It is shown that the proposed approaches to the construction, models and algorithms for processing the primary information of the measuring system air parameters of helicopter with ion-label and aerometric measurement channels allow to determine the speed and direction of the wind vector, altitude-velocity parameters of motion relative to the environment and atmospheric parameters in a wide range of helicopter operation, which determines its competitive advantages in solving problems of piloting and provide the flight safety of helicopters of different classes and purposes.

самолетвоздушные сигналыизмерениесистеманеподвижный невыступающий приемникметодические аэродинамические погрешностимоделирасчетhelicopterair parametersmeasurementsystemstationary receiverion-label and aerometric measurement channelsfunctional diagramdesign featuresalgorithms of information processingРабота выполнена по гранту РФФИ № 18-08-00264.Work performed under grant of the Russian Foundation for Basic Research № 18-08-00264.ReferencesПрактическая аэродинамика маневренных самолетов / Под ред. Н. М. Лысенко. М.: Воениздат, 1977. 439 с.Lysenko N. M. ed. Practical aerodynamics maneuverable aircraft, Moscow, Voenizdat, 1977, 439 p. (in Russian).Филатов Г. А., Пуминова Г. С., Сильвестров П. В. Безопасность полетов в возмущенной атмосфере. М.: Транспорт, 1992. 272 с.Filatov G. A., Puminova G. S., Silvestrov P. V. Flight safety in a disturbed atmosphere, Moscow, Transport, 1992, 272 p. (in Russian).Котик М. Г., Филиппов В. В. Полет на предельных режимах. М.: Воениздат, 1977. 239 с.Kotik M. G., Filippov V. V. Flying on the limit modes, Moscow, Voenizdat, 1977, 239 p. (in Russian).Алексеев Н. В., Вождаев Е. С., Кравцов В. Г. и др. Системы измерения воздушных сигналов нового поколения // Авиакосмическое приборостроение. 2003. № 8. С. 31—36.Alekseev N. V., Vozhdaev E. S., Kravcov V. G. i dr. Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2003, no. 8, pp. 31—36 (in Russian).Солдаткин В. М. Методы и средства измерения аэродинамических углов летательного аппарата. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2001. 448 с.Soldatkin V. M. Methods and means of measuring the aerodynamic angles of the aircraft, Kazan’, Publishing house of Kazan. gos. tehn. un-t, 2001, 448 p. (in Russian).Патент РФ на изобретение № 2580208 С1, МПК G01Р 5/00, G01С 1/12. Меточный датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости / Солдаткин В. М., Ганеев Ф. А., Солдаткина Е. С., Макаров Н. Н., Деревянкин В. П., Крылов Д. Л. Заявл. 10.12.2014. Заявка № 2014150131/28. Опубл. 10.04.2016. Бюл. № 10.Patent RF na izobretenie № 2580208 S1, MPK G01R 5/00, G01S 1/12. Accuracy sensor of aerodynamic angle and true airspeed, Soldatkin V. M., Ganeev F. A., Soldatkina E. S., Makarov N. N., Derevjankin V. P., Krylov D. L. Zajavl. 10.12.2014. Zajavka № 2014150131/28. Opubl. 10.04.2016. Bjul. № 10 (in Russian).Солдаткин В. М., Солдаткин В. В., Крылов Д. Л. Теоретические основы построения системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником потока // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 7. С. 495—502.Soldatkin V. M., Soldatkin V. V., Krylov D. L. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2017, vol. 18, no. 7, pp. 495—502 (in Russian).Ганеев Ф. А., Солдаткин В. М. Ионно-меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости с логометрическими информативными сигналами и интерполяционной схемой обработки // Известия вузов. Авиационная техника. 2010. № 3. С. 46—50.Ganeev F. A., Soldatkin V. M. Izvestija Vuzov. Aviacionnaja Tehnika, 2010, no. 3, pp. 46—50 (in Russian).Клюев Г. И., Макаров Н. Н., Солдаткин В. М., Ефимов И. П. Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов: Учебное пособие. Ульяновск: Изд-во Ульяновск. гос. техн. ун-та, 2005. 590 с.Kljuev G. I., Makarov N. N., Soldatkin V. M., Efimov I. P. Measuring aerodynamic parameters of aircraft, Ul’janovsk, Publishing house of Ul’janovsk. gos. tehn. un-t, 2005, 590 p. (in Russian).Харин Е. Г., Копылов И. А. Технология летных испытаний бортового оборудования летательных аппаратов с применением комплекса бортовых траекторных измерений. М.: МАИ-ПРИНТ, 2012. 360 с.Harin E. G., Kopylov I. A. Technology of flight tests of onboard equipment of aircraft using a complex of onboard trajectory measurements, Moscow, MAI-PRINT, 2012, 360 p. (in Russian).Кравцов В. Г., Алексеев Н. В. Аэрометрия высотноскоростных параметров летательных аппаратов // Приборы и системы: Управление, контроль, диагностика. 2000. № 8. С. 47—50.Kravcov V. G., Alekseev N. V. Pribory i Sistemy: Upravlenie, Kontrol’, Diagnostika, 2000, no. 8, pp. 47—50 (in Russian).Ледяев В. В., Соболев В. И. Математические аспекты теории аэрометрии ВСП // Приборы и системы: Управление, контроль, диагностика. 2000. № 8. С. 50—54.Ledjaev V. V., Sobolev V. I. Pribory i Sistemy: Upravlenie, Kontrol’, Diagnostika, 2000, no. 8, pp. 50—54 (in Russian).

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