Повышение точности ракетного барометрического высотомера с учетом аэродинамики и итогов радиолокационных наблюдений в летных экспериментах

• Автор: Василюк, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Список используемых сокращений

1. Анализ существующих методов измерения статических параметров атмосферы и повышения точности датчиков этих параметров

1.1. Предмет исследования

1.2. Использование информации о параметрах атмосферы в контуре управления ЛА

1.2.1. Обеспечение расчетных величин управляющих сил и моментов

1.2.2. Обеспечение расчётного режима работы ПВРД

1.2.3. Барометрическая коррекция высоты ИНС

1.2.4. Влияние параметров атмосферы на точность радиолокационного визирования цели

1.3. Методы экспериментальной калибровки датчика статического давления

1.3.1. Калибровка датчика давления по буксируемому конусу

1.3.2. Калибровка при сопровождении испытуемого ЛА другим ЛА, с калиброванной системой измерения статического давления
1.3.3. Радиолокационные методы калибровки датчика давления
1.3.4. Калибровка датчика давления по показаниям инерциального
датчика высоты и датчика температуры торможения
1.4. Цель и задачи исследования
1.5. Выводы
2. Разработка и исследование методов обработки результатов лётного эксперимента, для получения оценок высотно-скоростных параметров движения летательного аппарата
2.1. Введение
2.2. Обработка результатов лётного эксперимента
2.2.1. Метод наименьших квадратов
2.2.2. Метод максимального правдоподобия
2.2.3. Комплексирование скалярных измерительных каналов
2.3. Измерение высотно-скоростных параметров траектории Л А
бортовыми средствами
2.3.1. Модель движения ЛА
2.3.2. Измерение давления
2.3.3. Измерение линейных ускорений
2.3.4. Измерение угловых скоростей
2.3.5. Вычисление высотно-скоросгных параметров траектории ЛА
2.4. Радиолокационное измерение высотно-скоростных
параметров траектории ЛА
2.4.1. Определение координат ЛА
2.4.2. Восстановление траектории ЛА
2.4.3. Определение размера окна приближения N и степени полинома К
2.4.4. Вычисление географических координат ЛА
2.5. Измерение высотно-скоростных параметров средствами БИНС
2.5.1. Восстановление компонент кажущегося ускорения и угловой
скорости вращения ЛА
2.5.2. Построение модели ошибок БИНС
2.5.3. Модель ошибок телеметрических данных
2.5.4. Определение начального значения ковариационной матрицы
расширенного вектора ошибок БИНС
2.5.5. Определение точности телеметрических данных
2.6. Комплексирование высотно-скоростных параметров
2.6.1. Интерполяция радиолокационных измерений
2.6.2. Комплексирование относительной скорости, углов
атаки и скольжения
2.6.3. Комплексирование высоты полёта
2.7. Заключение
Разработка методики вычисления статического давления по показаниям электронного барометрического высотомера
3.1. Введение
3.2. Построение модели показаний датчика давления
3.2.1. Модель коэффициента статического давления на образующей ЛА
3.2.2. Модель показаний датчика с центрально-симметричной схемой
отбора давления
3.2.3. Модель показаний датчика с несимметричной схемой
отбора давления
3.2.4. Полиномиальное приближение коэффициента давления
3.3. Экспериментальное уточнение коэффициентов модели показаний датчика давления
3.3.1. Построение модели атмосферы по данным метеозонда
3.3.2. Экстраполяция параметров атмосферы по атмосферному стандарту
3.3.3. Экстраполяция параметров атмосферы по набору метеорологических измерений
3.3.4. Расчет точности экспериментальных данных
3.3.5. Учёт отсутствия результатов измерений для угла скольжения
3.3.6. Построение уточняющего выражения
3.4. Алгоритм вычисления поправки к показаниям датчика давления
3.5. Заключение
Построение алгоритма вычисления статического давления на основе комплексирования бортовых измерительных каналов
4.1. Введение
4.2. Построение алгоритма комплексирования измерительных каналов
4.2.1. Описание алгоритма комплексирования
4.2.2. Предсказание вертикальной скорости и приращения высоты
4.2.3. Предсказание давления и температуры
4.2.4. Измерение приращения вертикальной скорости
4.2.5. Уточнение вектора состояния по результатам измерений
4.2.6. Начальная установка и обнаружение расходимости алгоритма
4.2.7. Адаптивная коррекция градиента температуры воздуха
4.3. Моделирование алгоритма вычисления статического давления
4.4. Заключение
Реализация алгоритма вычисления поправки к показаниям датчика давления
5.1. Постановка задачи
5.2. Целочисленное вычисление коэффициента давления
5.2.1. Определение точности представления коэффициента давления
5.2.2. Вычисление тригонометрической функции arccos2 (у)
5.2.3. Вычисление тригонометрический функции y( 5.2.4. Вычисление полиномов 4i(M) и ^г(М)
5.3. Алгоритм вычисления коэффициента давления

Ориентация JIA относительно сопровождающей географической СК определяется тремя углами - тангажа 0, крена у и курса у [5,18]. Углом тангажа 0 называют угол между продольной осью ЛА Му, и плоскостью местного горизонта хМу, измеренный в вертикальной плоскости y{Mz. Положительное направление отсчёта углов 0 видится против часовой стрелки, с положительного конца вектора, дополняющего систему yxMz до правой. Углом курса у называют угол между проекцией продольной оси ЛА Мух на плоскость местного горизонта хМу и местным направлением на север Му, отсчитанный по часовой стрелке вокруг положительного направления оси z . Углом крена у называют угол между вертикальной осью ЛА Mz, и вертикальной плоскостью у, /V/г, отсчитываемый против часовой стрелки вокруг положительного направления вектора, дополняющего систему yxMz ло правой. Отдельные ЛА имеют стабилизацию по крену, т.е. у = const па всей траектории, чаще всего у = 0 [5]. Ориентация вектора скорости ЛА относительно связанной СК измеряется двумя углами - углом атаки а и углом скольжения р . Угол атаки a - угол между проекцией вектора скорости —>
V на плоскость zxMyx и продольной осью ЛА Мух. Угол скольжения р

между вектором скорости V и плоскостью
Нели г - геоцентрический радиус-вектор ЦМ ЛА, то можно выписать уравнение динамики ЦМ ЛА:
где: т - масса ЛА; Р - равнодействующая всех сил негравитационной
природы, приложенных к ЛА; С - сила гравитационного притяжения Земли в текущем расположении ЛА.
Уравнение динамики ЛА можно представить в кинематический форме:
= F+G

d2 г ~
W= =n+g'(r) Л**-

(2.3.2.)