Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ АЭРОУПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РУЛЕЙ

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-4-73-83

Полный текст:

Аннотация

Проектирование современного летательного аппарата (ЛА) связано с необходимостью решения многих научнотехнических задач. В их число входит предотвращение опасных автоколебаний в полете с учетом упругости конструкции. Эти задачи относятся к динамической аэроупругости, науке, в которой исследуется взаимодействие упругой конструкции (при ее колебаниях) с потоком воздуха. Рассматриваются маневренные беспилотные летательные аппараты (БЛА), которые принципиально не допускают применения без системы автоматического управления (САУ), поэтому ее наличие необходимо учитывать при исследовании колебаний упругой конструкции в полете. Влияние упругости конструкции БЛА на работу САУ в полете проявляется в возможности возникновения автоколебаний в контуре «упругий ЛА – САУ». Автоколебания приводят к нарушению нормальной работы бортовой аппаратуры или выходу ее из строя. Сложность данной задачи требует ее рассмотрения практически на всех этапах разработки БЛА, включая создание опытного образца и начало летных испытаний. Представлены расчетно-экспериментальные исследования характеристик упругих колебаний в полете БЛА крестообразной схемы. Особенностями исследуемых БЛА (варианты модульной конструкции, нелинейности корпуса, рулей, САУ и другие) обусловлен значительный объем испытаний, являющихся основанием для расчетов. Электроприводы рулей имеют малое время непрерывной работы и низкий ресурс, в них входят редукторы с большим передаточным отношением и люфтами. С этим связана зависимость жесткости рулей на вращение от амплитуды и частоты, а также существенное увеличение суммарных моментов инерции. Приведена методика стендового эксперимента с получением данных для оценки границ флаттера и границ устойчивости контура «упругий ЛА – САУ». Рассмотрены вопросы доработки контура стабилизации БЛА, необходимой для его устойчивости на частотах упругих колебаний, а также дана оценка предельных циклов автоколебаний.

Об авторах

А. В. Быков
Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Вымпел» им. И.И. Торопова.
Россия

Быков Артем Владимирович, начальник отдела Государственного машиностроительного конструкторского бюро «Вымпел» им. И.И.Торопова.

Москва.



С. Г. Парафесь
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет).
Россия

Парафесь Сергей Гаврилович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Проектирование и прочность авиационно-ракетных и космических изделий» .

Москва.



В. И. Смыслов
Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского.
Россия

Смыслов Всеволод Игоревич, доктор технических наук, главный научный сотрудник. 

Москва.



Список литературы

1. Ишмуратов Ф.З., Карклэ П.Г., Поповский В.Н. Опыт и исследования ЦАГИ в области аэроупругости летательных аппаратов // Труды ЦАГИ. 1998. Вып. 2631. С. 103–113.

2. Парафесь С.Г., Смыслов В.И. Методы и средства обеспечения аэроупругой устойчивости беспилотных летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ, 2013. 176 с.

3. Алферов С.Ф. Опыт использования частотного метода в исследованиях аэросервоупругости / В.И. Довбищук, В.Н. Поповский, В.Н. Смирнов // Труды ЦАГИ. 2014. Вып. 2738. С. 225–244.

4. Danowsky B.P. A Complete Aeroservoelastic Model: Incorporation of OscillationReduction-Control into a High-Order CFD/FEM Fighter Aircraft Model / P.M. Thompson, C. Farhat, T. Lieu, C. Harris, J. Lechniak // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference 10–13 August 2009, Chicago, Illinois. AIAA 2009–5708. 14 p.

5. Gold P., Karpel M. Reduced-Size Aeroservoelastic Modeling and Limit-CycleOscillation Simulations with Structurally non-Linear Actuators // Journal of Aircraft. 2008. Vol. 45, No. 2. pp. 471–477.

6. Hammerand D.C., Gariffo J.M., Roughen K.M. Efficient Creation of Aeroservoelastic Models Using Interpolated Aerodynamics Models // 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. 4–7 April 2011, Denver, Colorado. AIAA 2011–1770. 25 p.

7. Karpel M. Procedures and Models for Aeroservoelastic Analysis and Design // Journal of Applied Mathematics and Mechanics (ZAMM). 2001. Vol. 81, No. 9. pp. 579–592.

8. Lind R., Brenner M. Robust Aeroservoelastic Stability Analysis Flight Test Applications. London: Springer, 1999, 210 p.

9. Livne E. Future of Airplane Aeroelasticity // Journal of Aircraft. Vol. 40, No. 6. 2003. pp. 1086–1092.

10. Livne E. Integrated Aeroservoelastic Optimization: Status and Direction // Journal of Aircraft. 1999. Vol. 36, No. 1. pp. 122–145.

11. Quackenbush T.R. Modeling Tools for Real Time Aeroservoelastic Simulation with Nonlinear Aerodynamics / J.D.,Jr. Keller, A.H. Boschitsch, G.R. Whitehouse, R.M.,Jr. McKillip // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference 10–13 August 2009, Chicago, Illinois. AIAA 2009–6142. 18 p.

12. Хейлен В., Ламменс С., Сас П. Модальный анализ: теория и испытания. М.: Новатест, 2010. 319 с. Перевод изд.: Heylen W., Lammens S., Sas P. Modal Analysis. Theory and Testing. KUL Press, Leuven, Belgium, 1997.

13. Ewins D.J. Modal testing: theory, practice and application. Baldock, England: Research Studies Press, 2000. 564 p.

14. Теодорчик К.Ф. Автоколебательные системы. М.: Гос. изд-во техникотеоретической лит-ры, 1952. 272 с.

15. Bykov A.V., Smyslov V.I. Investigation of maneuverable missile flutter considering principal planes of oscillations. 149 Report IF-149. Presented at the International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, Seattle, United States, June 21–25, 2009. 9 p.

16. Нарижный А.Г., Смыслов В.И., Сычев С.И. Исследование аэроупругой устойчивости летательного аппарата крестообразной схемы // Ученые записки ЦАГИ. 2013. Т. XLIV, № 6. С. 116–134.


Для цитирования:


Быков А.В., Парафесь С.Г., Смыслов В.И. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ АЭРОУПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РУЛЕЙ. Научный вестник МГТУ ГА. 2018;21(4):73-83. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-4-73-83

For citation:


Bykov A.V., Parafes S.G., Smyslov V.I. RESEARCH FEATURES OF AEROELASTIC OSCILLATIONS OF UNMANNED AERIAL VEHICLES WITH ELECTRIC ACTUATOR OF RUDDERS. Civil Aviation High TECHNOLOGIES. 2018;21(4):73-83. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-4-73-83

Просмотров: 166


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)