Автоматизация продольного управления самолетов короткого взлета и посадки с энергетическими системами увеличения подъемной силы

• Автор: Стрелков, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Жуковский
• Количество страниц: 198 с.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОДОЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОВ КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ С ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА
1. Особенности режимов захода на посадку и посадки на
укороченную ВПП самолетов с энергетическими системами увеличения подъемной силы
1.1 Выбор схемы посадки и параметров режимов снижения по глиссаде
и выравнивания из условия минимизации посадочной дистанции самолета
1.2 Балансировка и собственные характеристики устойчивости и
управляемости самолета на посадочной глиссаде
Выводы к главе
ГЛАВА
2 Управление нормальной перегрузкой и скоростью самолета КВП
на режимах применения энергетических систем при поканальной автоматизации управления
2.1 Обеспечение устойчивости полного продольного движения на
взлетно-посадочных режимах полета
2.2 Управление нормальной перегрузкой. Выбор рациональной
структуры автоматизации штурвального управления в канале руля высоты
2.3 Алгоритмическое ограничение угла атаки в интегральной системе
управления
2.4 Управление скоростью полета. Алгоритмы автоматизации
управления тягой двигателей
2.4.1 Влияние перебалансировки самолета КВП по углу атаки на
управляемость по скорости при изменении режима работы двигателей
2.4.2 Автоматизация контура управления скоростью
Выводы к главе

ГЛАВА 3.
3 Интеграция управления рулем высоты, двигателем и механизацией
крыла
3.1 Особенности управления механизацией крыла на режиме захода на посадку на короткую ВПП
3.2 Независимое управление скоростью и углом наклона траектории
при снижении по крутой глиссаде
3.2.1 Синтез алгоритмов управления самолетом, основанный на
принципе разделения движений по скорости и углу наклона траектории
3.2.2 Независимое управление скоростью полета
3.2.3 Независимое управление углом наклона траектории
3.2.4 Оценка на пилотажном стенде независимого управления скоростью
и углом наклона траектории
Выводы к главе
ГЛАВА
4 Повышение точностных характеристик посадки самолета на
короткую взлетно-посадочную полосу
4.1 Разработка информационного обеспечения посадки на короткие
взлетно-посадочные полосы
4.1.1 Использование индикатора на лобовом стекле для обеспечения
точной посадки самолета на необорудованную взлетно-посадочную полосу
4.1.2 Наземная лазерная система индикации предельных отклонений
4.2 Исследование на пилотажных стендах точностных характеристик
посадки самолета КВП
4.3 Математическое моделирование режимов снижения по крутой
глиссаде самолета КВП, оборудованного системой индикации на лобовом стекле
4.3.1 Разработка модели управляющих воздействий летчика в канале
руля высоты на этапе снижения самолета по глиссаде
4.3.2 Результаты математического моделирования
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Основной парк современных пассажирских и военно-транспортных самолетов рассчитан на эксплуатацию с аэродромов первого, второго и третьего классов с длиной бетонной ВПП соответственно 2500, 1800, 1200 метров, оснащенных наземными радиотехническими и другими системами посадки. Однако, анализ существующих в Европе аэродромов показывает, что на сегодняшний день наибольшую по численности группу составляют аэродромы с длиной ВПП 600-5-800 метров. Учитывая стремление приблизить аэродромы к большим городам, необходимость освоения густонаселенных регионов и районов со сложным рельефом местности, а также относительно невысокие, по сравнению с "классными" аэродромами, затраты на строительство, можно предположить, что и в дальнейшем количество аэродромов с "короткими" ВПП будет увеличиваться более быстрыми темпами, чем число "классных" аэродромов, особенно, если этот процесс будет сопровождаться появлением пассажирских и транспортных самолетов, пригодных для эксплуатации с укороченных ВПП.
В настоящее время на аэродромах с "короткими" ВПП базируются самолеты авиации вспомогательного назначения, легкие административные самолеты, самолеты сельскохозяйственной авиации и другие, а также вертолеты. Особым случаем является эксплуатация авиации с взлетно-посадочной палубы авианесущего корабля (длина палубы ~ 200мд которая возможна только при использовании специальных систем (катапульты, аэрофинишеры, трамплины и т.д.). Перспективы применения палубной авиации связаны прежде всего с решением военных и специальных задач (ледовая разведка, поисковоспасательные операции и др.).
Создание самолетов различных классов, в том числе средних и тяжелых транспортных, с характеристиками на основных режимах полета, незначительно уступающими современному уровню, способных эксплуатироваться с укороченных ВПП, представляет значительный интерес как для гражданских, так и для военных целей. Увеличение количества аэродромов, пригодных для базирования военной авиации, территориально расширяет регион ее использования, повышает возможности взаимодействия с другими родами войск и, следовательно, эффективность ее боевого применения. Чрезвычайно важной в условиях военных действий является способность авиации использоваться с

изменения угла наклона траектории пользуются сектором газа, а для изменения скорости - штурвалом (ручкой).
Таким образом для обеспечения хороших пилотажных характеристик самолета КВП на режиме захода на посадку необходимо средствами автоматизации системы штурвального управления компенсировать перечисленные выше неблагоприятные особенности самолета.
Выводы к главе
1. Показано, что одним из эффективных путей сокращения длины посадочной дистанции самолета при достигнутом уровне подъемной силы и соответствующей скорости захода на посадку является увеличение угла наклона посадочной глиссады. При скорости захода на посадку Уз п «160 км/ч и допустимой вертикальной скорости касания ВПП Уукас»~ 1,5-г--2м/с
оптимальный угол наклона глиссады оценивается величиной 0глор( = -8° -г--12°.
Теоретический выигрыш в длине воздушного участка посадочной дистанции составляет около 50%, по сравнению со случаем захода на посадку по стандартной глиссаде.
Для самолета КВП традиционной компоновки максимальный угол наклона посадочной глиссады ограничен условиями силовой балансировки
самолета и оценивается величиной 0ГЛшах = ~5° *-7° При этом выигрыш в длине воздушного участка посадочной дистанции незначительно уступает теоретически возможному при оптимальном угле наклона глиссады.
2. Показано, что собственные характеристики устойчивости и управляемости самолета КВП имеют существенные неблагоприятные особенности. Для реализации традиционной манеры пилотирования и успешной посадки на короткую ВПП необходима автоматизация управления, направленная на:
- обеспечение устойчивости полного продольного движения;
- значительное ослабление перекрестных влияний контуров управления рулем высоты и тягой двигателей;
- ограничение выхода самолета на предельные режимы полета;
- обеспечение точной посадки на необорудованные короткие ВПП.