Система управления двигательной установкой самолета при взлете с пониженной тягой

Рассматривается нелинейная система управления двигательной установкой летательного аппарата самолетной схемы при взлете с пониженной тягой на этапе разбега по взлетно-посадочной полосе (ВПП). Анализируется математическая модель взлета объекта с учетом различных возмущающих воздействий, таких как стартовая масса, состояние поверхности ВПП, ветровое возмущение, реальное значение тяги двигательной установки. Определяется расчетная траектория разбега на основе априори заданных параметров модели объекта и окружающей среды. Для решения задачи управления тягой при отклонении параметров модели объекта и окружающей среды от расчетных значений строится нелинейный закон управления тягой.

Предлагается схема синтеза системы управления тягой, которая реализуется на основе метода линеаризации нелинейной модели объекта обратной связью по выходу. Данный метод сводится к построению нелинейного дифференцируемого преобразования исходных координат. С использованием ряда допущений построен робастный нелинейный закон управления, обеспечивающий формирование сигнала управления тягой для компенсации отклонений между расчетной и реальной траекториями разбега при отсутствии полной априорной информации о параметрах взлета.

Исследованы условия соблюдения технической устойчивости разбега самолета с учетом ограничений по максимальной тяге двигательной установки и максимальной длине разбега по ВПП, а также предложен критерий экстренного прекращения взлета летательного аппарата самолетного типа, когда ресурсы двигательной установки не позволяют компенсировать рассогласование между расчетной и реальной траекториями разбега. Полученный критерий позволяет формировать сигнал для остановки взлета и перехода к режиму экстренного прекращения разбега по ВПП.

1. Getting to Grips with Aircraft Performance. Airbus, 2002. 214 p.

2. Flex / Derate, Engine Bump and Derated Clumb. Airbus, 2004. 32 p.

3. Ting D. Reduced and Derated Thrust. Performance Engineer. Operations Course. Boeing, 2009. 98 p.

4. Борисенко Ю. Г., Кузнецов А. Г. Основные принципы автоматизации управления тягой современных самолетов. // Труды МИЭА. 2010. Вып. 2. С. 10—16.

5. Pinder S. Aircraft Take-Off Performance Monitoring in Far-Northern Regions // Thesis of Doctor Philosophy’s Degree. University of Saskatchewan, 2003. 69 p.

6. Глубокая М. Г. Пути решения проблемы безопасности на этапе взлета // Труды МИЭА. 2010. Вып. 2. С. 74—87.

7. Шевченко А. М., Начинкина Г. Н., Солонников Ю. И. Моделирование средств информационной поддержки пилота на этапе взлета самолета // Труды МИЭА. 2012. Вып. 5. С. 54—64.

8. Балакин В. П., Лазарев Ю. Н. Динамика полета самолета. Расчет траекторий и летных характеристик. Самара: Изд. Самарского государственного аэрокосмического университета, 2011. 56 с.

9. Петров Б. Н., Александров А. Д., Андреев В. П. и др. Многорежимные и нестационарные системы автоматического управления. М.: Машиностроение, 1978. 240 с.

10. Zhou K., Doyle J. Essentials of Robust Control. Prentice Hall, 1998. 411 p.

11. Каменков Г. В. Об устойчивости движения на конечном интервале времени // Избранные труды. Т. 1. Устойчивость движения. Колебания. Аэродинамика. М.: Наука. 1971. С. 118—128.

12. Moir I., Seabridge A. Aircraft Systems. Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration. Wiley & Sons, Ltd., 2008. 536 p.

13. Astolfi A., Karagiannis D., Ortega R. Nonlinear and Adaptive Control with Applications. Springer, 2008. 302 p.