Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Учет требований аэроупругой устойчивости при проектировании системы «руль - привод» маневренного беспилотного летательного аппарата

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-4-54-66

Полный текст:

Аннотация

В статье предложена методика проектирования системы «руль - привод», направленная на обеспечение безопасности от флаттера органа управления - аэродинамического руля и устойчивости системы «руль - привод». Флаттер руля представляет собой динамическую форму потери аэроупругой устойчивости; потенциальная возможность возникновения колебаний в системе «руль - привод» связана с аэроупругим взаимодействием органа управления и привода в полете. Реализация данных требований в процессе разработки маневренного беспилотного летательного аппарата (БЛА) является необходимым условием создания аппарата, безопасного от аэроупругих явлений. Важным этапом проектирования аэроупругой системы «руль - привод» является согласованный выбор параметров подсистем: руля и привода, удовлетворяющих требованию устойчивости проектируемой системы. Для решения этой задачи предлагается итерационный метод, базирующийся на использовании линеаризованной или нелинейной моделей исследования устойчивости системы «руль - привод», разработанных авторами. Согласно данному методу решение задачи согласования параметров подсистем руля и привода предполагает несколько этапов. Сначала выполняется анализ устойчивости системы, и в случае ее неустойчивости (или отсутствия необходимых запасов устойчивости) разрабатываются эффективные меры, нацеленные на обеспечение устойчивости проектируемой системы. В зависимости от выбранных мер решаются новые задачи проектирования подсистем руля или привода, в которых дополнительно учитываются ограничения, налагаемые требованием устойчивости системы. Изложение основ методики проектирования аэроупругой системы «руль - привод» сопровождается примером согласования параметров аэродинамического руля и привода электромеханического типа, в котором устойчивость аэроупругой системы обеспечивается за счет коррекции характеристик конструкции руля.

Об авторах

В. Н. Акимов
Долгопрудненское научно-производственное предприятие
Россия

Акимов Владимир Николаевич - доктор технических наук, заместитель генерального директора по науке - главный конструктор



Д. Н. Иванов
Долгопрудненское научно-производственное предприятие; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Иванов Дмитрий Николаевич - начальник испытательного центра Долгопрудненского НПП, аспирант кафедры проектирования и прочности авиационно-ракетных и космических изделий, аспирант МАИ



А. Ю. Нагорнов
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Нагорнов Андрей Юрьевич - аспирант кафедры проектирования и прочности авиационно-ракетных и космических изделий МАИ



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

Парафесь Сергей Гаврилович - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры проектирования и прочности авиационно-ракетных и космических изделий МАИ



Список литературы

1. Gupta K.K., Bach C. Systems identification approach for a computational-fluid-dynamics-based aeroelastic analysis // AIAA Journal. 2007. Vol. 45, № 12. Pp. 2820-2827.

2. Balas G.J., Moreno C., Seiler P.J. Robust aeroservoelastic control utilizing physics-based aerodynamic sensing // AIAA Guidance, navigation, and control conference, 13-16 August 2012, Minneapolis, Minnesota. 2012. AIAA 2012-4897.

3. Haghighat S., Martins J.R.RA, Liu H.H.T. Aeroservoelastic design optimization of a flexible wing // Journal of Aircraft. 2012. Vol. 49, № 2. Pp. 432-443.

4. Luber W. Aeroservoelastic flight control design for a military combat aircraft weapon system // 28th International Congress of the Aeronautical Sciences (ICAS), 23-28 September, 2012, Brisbane, Australia.

5. Nalci M.O., Kayran A. Aeroservoelastic modeling and analysis of a missile control surface with a nonlinear electromechanical actuator // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, AIAA AVIATION Forum, 16-20 June 2014, Atlanta, Georgia. 2014. AIAA 2014-2055. DOI:10.2514/6.2014-2055

6. Stanford B. Aeroservoelastic optimization under stochastic gust constraints // Applied aerodynamics conference // AIAA AVIATION Forum, 25-29 June 2018, Hyatt Regency, Atlanta, Georgia. AIAA 2018-2837. 2018. DOI:10.2514/6.2018-2837

7. Парафесь С.Г. Методы структурно-параметрической оптимизации конструкции беспилотных летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. 316 с.

8. Парафесь С.Г., Смыслов В.И. Проектирование конструкции и САУ БПЛА с учетом аэроупругости: постановка и методы решения задачи. М.: Техносфера, 2018. 181 с.

9. Геращенко А.Н., Постников В.А., Самсонович С.Л. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов. М.: Изд-во МАИ, 2010. 548 с.

10. Полковников В.А. Предельные динамические возможности следящих приводов летательных аппаратов. Основные теории. Анализ и синтез: учебное пособие. М.: Изд-во МАИ, 2015. 318 с.


Для цитирования:


Акимов В.Н., Иванов Д.Н., Нагорнов А.Ю., Парафесь С.Г. Учет требований аэроупругой устойчивости при проектировании системы «руль - привод» маневренного беспилотного летательного аппарата. Научный вестник МГТУ ГА. 2019;22(4):54-66. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-4-54-66

For citation:


Akimov V.N., Ivanov D.N., Nagornov A.Y., Parafes S.G. Maneuverable unmanned aerial vehicle "rudder - drive” system design for aeroelastic stability. Civil Aviation High TECHNOLOGIES. 2019;22(4):54-66. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-4-54-66

Просмотров: 83


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


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