Идентификация моделей гистерезиса аэродинамических коэффициентов на закритических углах атаки

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.

летные испытания, идентификация аэродинамических коэффициентов, аэродинамический гистерезис, отклоняемый вектор тяги, закритические углы атаки, сверхманевренност, flight tests, identification of aerodynamic coefficients, aerodynamic hysteresis, thrust vectoring, overcritical angles of attack, supermaneuverability

1. Васильченко К. К., Леонов В. А., Пашковский И. М., Поплавский Б. К. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1996. 745 с.

2. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов / Под ред. Г. С. Бюшгенса. М.: Наука. Физмалит, 1998. 816 с.

3. Белоцерковский С. М., Качанов Б. О., Кулифеев Ю. Б., Морозов В. И. Создание и применение математических моделей самолетов. М.: Наука, 1984. 143 с.

4. Klein V., Morelli E. A. Aircraft system identification: Theory and Practice. USA, Reston: AIAA, 2006. 499 p.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Ericsson L. E. Critical issues in high-alpha vehicle dynamics. AIAA: Report No. AIAA-91-3221. 1991.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. Jategaonkar R. V. Flight vehicle system identification: A time domain methodology. Reston, USA: AIAA, 2006. 410 p.

18. Овчаренко В. Н. Идентификация аэродинамических характеристик воздушных судов по полетным данным. М.: Изд-во МАИ, 2017. 182 с.

19. Завьялов Ю. С., Квасов Б. И., Мирошниченко В. Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. 352 с.