Обеспечение динамической точности системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником потока

Рассматривается функциональная  схема системы воздушных сигналов  самолета с неподвижным невыступающим приемником потока, построенным на основе оригинального ионно-меточного датчика аэродинамического угла и истинной воздушной скорости, на приемной плате которого установлено отверстие-приемник для восприятия статического давления набегающего воздушного потока. Отмечается, что недостатки традиционных систем воздушных сигналов (СВС) самолета, построенных на основе вынесенных за обшивку фюзеляжа и установленных в набегающем воздушном потоке приемников воздушных давлений, приемников температуры торможения, флюгерных датчиков аэродинамических углов атаки и скольжения, устраняются в оригинальной СВС с неподвижным невыступающим приемником потока.

Приводятся модели операторной чувствительности и динамических погрешностей измерительных каналов, обусловленных случайной стационарной атмосферной турбулентностью и случайными пульсациями потока в месте расположения ионно-меточного датчика на фюзеляже самолета.

Для снижения стационарных динамических погрешностей измерительных каналов СВС с неподвижным невыступающим приемником потока, обусловленных атмосферной турбулентностью, рекомендуется использовать оптимальный линейный фильтр Винера, методика синтеза которого раскрывается на примере канала измерения истинной воздушной скорости.

Для снижения стационарных случайных динамических погрешностей измерительных каналов СВС с неподвижным невыступающим приемником из-за пульсаций потока вблизи фюзеляжа в месте расположения ионно-меточного датчика рекомендовано использовать принцип комплексирования. В качестве дополнительного компонента комплексной системы воздушных сигналов предлагается использовать аэромеханическую измерительно-вычислительную систему, построенную на основе метода VIMI с наблюдателем Люэнбергера, которая моделирует движение самолета на данном режиме полета и по параметрам полета, измеряемым с высокой точностью с помощью невыступающих приемников, "восстанавливает" воздушные сигналы, входящие в уравнения движения самолета.

Приводится структура, методика и алгоритмы определения воздушных сигналов в каналах аэромеханической измерительно-вычислительный системы с наблюдателем Люэнбергера. На примере измерения истинной воздушной скорости проводится анализ и количественная оценка остаточной динамической погрешности комплексированного канала комплексной СВС самолета с неподвижным невыступающим приемником потока.

1. Макаров Н. Н. Системы обеспечения безопасности функционирования бортового эргатического комплекса: теория, проектирование, применение / Под ред. доктора техн. наук В. М. Солдаткина. М.: Машиностроение / Машиностроение — Полет, 2009. 760 с.

2. Филатов Г. А., Пуминова Г. С., Сильвестров П. В. Безопасность полетов в возмущенной атмосфере. М.: Транспорт, 1992. 272 с.

3. Алексеев Н. В., Вождаев Е. С., Кравцов В. Г. и др. Системыизмерениявоздушныхсигналовновогопоколения// Авиакосмическоеприборостроение. 2003. № 8. С. 31—36.

4. Клюев Г. И., Макаров Н. Н., Солдаткин В. М., Ефимов И. П. Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов / Под ред. В. А. Мишина. Ульяновск: УлГТУ, 2005. 509 с.

5. 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.

6. 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.

7. Солдаткин В. М., Солдаткин В. В. Исследование методических погрешностей системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником набегающего воздушного потока // Мехатроника, автоматизация, управление. 2019. Т. 20. № 8. С. 504—517.

8. Браславский Д. А. Точность измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1976. 312 с.

9. Иванов Ю. П., Синяков А. Н. Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов. Л.: Машиностроение, 1984. 208 с.

10. Солдаткин В. М. Методы и средства измерения аэродинамических углов летательных аппаратов. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2001. 448 с.

11. Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977. 560 с.

12. Санковский Е. А. Вопросы теории автоматического управления. Статистический анализ и синтез САУ. М.: Высшая школа, 1971. 231 с.

13. Матросов В. М., Анапольский А. Ю., Васильев С. Н. Принцип сравнения в математической теории систем. Новосибирск: Наука, 1979. 481 с.

14. Солдаткин В. В. Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2012. 284 с.

15. Солодов А. В. Методы теории систем в задачах непрерывной фильтрации. М.: Наука, 1976. 264 с.