Повышение точности и помехозащищенности элементов бортовых систем обеспечения безопасности полета летательных аппаратов

• Автор: Семенов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 281 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Проблема повышения безопасности полетов объектов авиационной техники

1.2. Современные принципы построения алгоритмического и программного обеспечения бортовых систем летательных аппаратов
1.2.1. Особенности и средства разработки алгоритмического обеспечения бортовых систем

1.2.2. Особенности стендовой отладки алгоритмов.

1.3. Системы обеспечения безопасности полета летательных аппаратов .

1.3.1. Основные этапы и тенденции развития систем обеспечения безопасности полета

1.3.2. Классификация систем обеспечения безопасности полета

1.4. Проблемные аспекты разработки систем обеспечения безопасности полета

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
2.1. Методы измерения вектора воздушной скорости вертолета на основе средств восприятия давлений размещенных в некотором опорном потоке.
2.2. Общие алгоритмы вычисления составляющих вектора воздушной скорости на основе показаний двухстепенного флюгера
2.3. Аэродинамические погрешности приемников воздушных давлений датчика вектора скорости. Математическое моделирование внешнего обтекания датчика ДВСВЗ
2.4. Методика проведения летных испытаний вертолета и формирования действительных значений высотноскоростных параметров .
2.5. Разработка алгоритмов вычисления высотноскоростных параметров на основе показаний датчика вектора скорости ДВСВЗ методами ререссионного анализа
2.6. Статистический анализ точности вычисления основных высотноскоростных параметров полета вертолета по разработанным алгоритмам.
2.7. Корректировка алгоритмов по результатам ЛИ.
2.8. Результаты и выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДИК ОЦЕНКИ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ КАНАЛОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДУПРЕЖДАЮЩЕЙ СИГНАЛИЗАЦИИ.
3.1. Разработка моделей и методики оценки помехозащищенности по каналам формирования сигнализации о достижении максимальнодопустимых значений приборной скорости и числа М в условиях турбулентности атмосферы.
3.1.1. Структура математической модели формирования и прохождения турбулентных возмущений по каналам приборной скорости и числа М
3.1.2. Математическое описание первичной аэрометрической информации.
3.1.3. Математическое описание турбулентных возмущений
3.1.4. Математическая модель формирования полного давления, искаженного турбулентными возмущениями
3.1.5. Математическая модель пневмограктов
3.1.6. Математическая модель формирования приборной скорости
и числа М в системе воздушных сигналов
3.1.7. Математическая модель формирования текущих Упр и М и упредительных УрЛУрур МАМур сигналов в системах типа СПКР ПО
3.2. Разработка имитационных моделей и апробация методики оценки помехозащищенности но каналу приборной скорости на примере системы воздушных сигналов СВСВ с функцией формирования сигнализации о достижении максимальнодопустимого значения приборной скорости.
3.2.1. Алгоритмы формирования текущих и упредительных сигналов приборной скорости при отработке предупредительной сигнализации системой СВСВ.
3.2.2. Разработка имитационной модели и проведение моделиро 2 вания
3.2.3. Результаты моделирования.
3.3. Разработка моделей и методики оценки помехозащищенности по каналу формирования сигнализации о достижении максимальнодопустимого значения угла атаки.
3.3.1. Математическая модель флюгерного датчика аэродинамических углов
3.3.2. Разработка имитационных моделей и апробация методики оценки помехозащищенности по каналу угла атаки на примере системы воздушных сигналов СВСВ1 с функцией формирования сигнализации о достижении максимальнодопустимого значения угла атаки
3.3.2.1. Алгоритмы формирования текущих и упредительных сигналов по углу атаки при отработке предупредительной сигнализации системой СВСВ1.
3.3.2.2. Разработка имитационных моделей и проведение моделирования
3.3.2.3. Результаты моделирования.
3.4. Результаты и выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ И ОПТИМИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛИЗАЦИИ О ПОПАДАНИИ В СДВИГ ВЕТРА.
4.1. Влияние сдвига ветра на взлет и посадку самолетов и методы
его предупреждения и обнаружения
4.2. Принципы построения бортовой системы обнаружения сдвига ветра.
4.3. Задачи и цели математического моделирования
4.4. Структура комплекса математических моделей для отработки алгоритмов формирования сигнализации о попадании в сдвиг ветра
4.5. Математическая модель возмущенного движения самолета в условиях ветрового воздействия
4.6. Математическое описание ветровых возмущений.
4.6.1. Расчетные профили горизонтальной и вертикальной составляющих скорости ветра.
4.6.2. Вертикальная турбулентная составляющая скорости ветра .
4.6.3. Горизонтальная турбулентная составляющая скорости ветра
4.7. Оценка параметров наезройки фильтров в алгоритмах обнаружения опасного сдвига ветра на базе разработанного комплекса математических моделей.
4.8. Анализ результатов летных испытаний системы КСЭИС0 с функцией обнаружения опасного сдвига ветра на базе разработанного комплекса математических моделей.
4.9. Результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При поканальном принципе построения индикации и сигнализации снижались массовогабаритные характеристики СОБП. Эргономически непригодной оказалась также индикация текущих и предельных значений ограничиваемых параметров на указателях, разнесенных на приборной доске. Появилась необходимость в разработке совмещенных индикаторов, например, типа КУС, УСИМ, У АП и др. Дальнейшим развитием СОБП являлась их целевая направленность на обеспечение безопасности полета ЛА на конкретных этапах полета, начиная со взлета и до посадки. В соответствии с функциональным назначением в составе приборного комплекса самолета выделены система контроля разбега СКР, система предупреждения о выходе на опасные значения угла атаки и нормальной перегрузки АУАСП, УДУ А, СОС, система предупреждения об опасной близости земли СГГБЗ, система предупреждения о попадании в опасный сдвиг ветра СГТПОС и ряд других систем 5, ,, , , , . Безопасность и эффективность выполнения всех этапов и режимов полета в значительной степени зависит от достоверности информации о параметрах пилотирования, режимов работы силовой установки, агрегатов и систем Л А. Для информационной поддержки экипажа и обеспечения эффективности работы систем автоматического управления полетом на ЛА используются информационноуправляющие системы и комплексы различного назначения пилотажнонавигационный комплекс, системы воздушных сигналов, системы контроля режимов работы двигателей и т. АРО, системой обеспечения устойчивости и управляемости СУУ, с вычислительной системой самолетовождения ВСС, управления полетом и тягой ВСУПТ, другими средствами САУ. Взаимодействие систем отображено на рис. Характерным в дальнейшем развитии СОБП является все более полное включение их в каналы автоматического управления полетом ЛА, при этом перспективы развития объектов авиационной техники ставят перед СОБП и новые функциональные требования. В частности, создание больших магистральных самолетов обуславливает необходимость включения в состав СОБП каналов прогнозирования, сигнализации и автоматического парирования сдвига ветра и других аномальных явлений атмосферы. Применение СОБП на высокоманевренных ЛА обуславливает необходимость перехода от использования информации о параметрах и режимах полета, состояния ЛА, забираемого вне пограничного слоя ЛА, к информации о параметрах пограничного слоя ЛА, обтекания его аэродинамических поверхностей для обнаружения и прогнозирования развития срывных явлений. Широкое использование вертолетов в народном хозяйстве и для целей обороны, необходимость расширения их эксплуатационных границ определяет потребность создания СОБП вертолетов. Особенностью таких систем является перераспределение информативной значимости аэродинамических параметров обтекания фюзеляжа. Измерение параметров вектора воздушной скорости вертолета затрудняется значительными искажениями его аэродинамического поля индуктивными потоками несущей системы, а также пространственным обтеканием приемников воздушных давлений, установленных вблизи фюзеляжа или на выносной штанге. Это ограничивает применение на вертолете традиционных для самолета средств измерения высотноскоростных параметров и обуславливает актуальность разработки систем всенаправленного измерения параметров вектора истинной воздушной скорости с расширенной нижней раницей рабочих скоростей полета, удовлетворяющих возрастающим требованиям по точности и надежности работы в реальных условиях эксплуатации 2, . РВ БИНС СВС СП МПС РСБН СПАДИ
Защита режимов автоматического управления от выхода параметров полета за границы эксплуатационного допуска а. V,, у. Огображение зкеплуатацнонньк ограничений по параметрам а, яу. Нс. Рис. Предлагаемая классификационная схема бортовых систем обеспечения безопасности полета Л А представлена на рис. По принципу формирования сигналов предупреждения
1. Рис. По типу объекта на схеме выделены системы космического ЛА, самолета, вертолета и других воздушнотранспортных средств ВТС. По расположению на объекте выделены наземная и бортовая системы.