Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Исследование способов склонения при формировании облика беспилотного летательного аппарата с вертикальным стартом

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-3-57-70

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена задача выбора рациональной системы склонения из числа альтернативных вариантов на этапе формирования облика беспилотного летательного аппарата (БЛА) с вертикальным стартом. В настоящее время вертикальный старт находит все более широкое применение для беспилотных летательных аппаратов класса «поверхность – воздух», рассматриваемых в настоящей работе. Характерным начальным участком траектории таких беспилотных летательных аппаратов является склонение до требуемого углового положения за короткий промежуток времени. Для осуществления процесса склонения БЛА требуется создание относительно больших управляющих моментов. Склонение БЛА класса «поверхность – воздух» реализуется посредством моментного газодинамического управления двумя основными способами – в применении системы управления вектором тяги основного реактивного двигателя БЛА или использовании специальных дополнительных газодинамических устройств. Альтернативными вариантами систем склонения при решении рассматриваемой задачи являются: система управления вектором тяги с газовыми рулями, размещаемыми в сопле двигателя БЛА или сразу за его срезом на специальных пилонах; импульсная двигательная установка, создающая момент склонения БЛА посредством реактивных струй микродвигателей, включаемых по специальному алгоритму. При сравнительном анализе систем склонения критерием правильности выбора способа склонения являлась реализуемая ближняя граница зоны поражения. В качестве критерия выбора рационального варианта системы склонения принят минимум массы проектируемого БЛА. Приведены основные соотношения для расчета главных проектных параметров рассматриваемых систем склонения. Выполнен расчет параметров облика гипотетического БЛА класса «поверхность – воздух» средней дальности с альтернативными системами склонения. Проведен сравнительный анализ полученных результатов.

Об авторе

А. В. Виндекер
Долгопрудненское научно-производственное предприятие; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Виндекер Александр Викторович, инженер Долгопрудненского научно-производственного предприятия, аспирант Московского авиационного института (национального исследовательского университета)

г. Долгопрудный
г. Москва



Список литературы

1. Афанасьев П.П. Беспилотные летательные аппараты. Основы устройства и функционирования / П.П. Афанасьев, И.С. Голубев, С.Б. Левочкин, В.Н. Новиков, С.Г. Парафесь, М.Д. Пестов, И.К. Туркин; под ред. И.С. Голубева, И.К. Туркина. М.: Изд-во МАИ, 2010. 654 с.

2. Архангельский И.И. Проектирование зенитных управляемых ракет / И.И. Архангельский, П.П. Афанасьев, Е.Г. Болотов, И.С. Голубев, С.Б. Левочкин, А.М. Матвеенко, В.Я. Мизрохи, В.Н. Новиков, С.Н. Остапенко, В.Г. Светлов; под ред. И.С. Голубева, В.Г. Светлова. М.: Экслибрис-Пресс, 2013. 764 с.

3. Светлов В.Г., Архангельский И.И., Мизрохи В.Я. и др. Современные способы газодинамического управления определяют облик ЗУР нового поколения // Техника воздушного флота. 1998. № 1. С. 49–56.

4. Петраш В.Я., Коваленко А.И. Расчет параметров и характеристик летательных аппаратов с устройствами газодинамического управления: учеб. пособие. М.: Изд-во МАИ, 2003. 93 с.

5. Мизрохи В.Я. Проектирование управления зенитных ракет. М.: Экслибрис-Пресс, 2010. 252 c.

6. Панкратов О.Н., Чабанов В.А. Методы и технические устройства наведения современных ракет класса «воздух – воздух» // Авиационные системы. 2018. № 5. С. 35–39.

7. Tekin R. Design, modeling, guidance and control of a vertical launch surface to air missile. Master’s thesis, Middle East Technical University, September 2010. 153 p.

8. Zhandildinova K.M., Moldabekov A.K. Ummanned aerial vehicle control with a wing circulation system // Вестник Академии гражданской авиации. 2020. № 1 (16). С. 33–37.

9. Дунаев В.А., Никитин В.А., Столбовской В.Н. Исследование влияния формы газового руля на величину потерь тяги в процессе работы РДТТ методом математического моделирования // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. № 2. С. 68–74.

10. Столбовской В.Н. Исследование влияния конструктивных параметров газового руля РДТТ и угла его поворота на потери тяги и управляющие усилия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. № 2. С. 75–81.

11. Шестаков И.А., Федотов А.Ю., Шушков А.А. Математическое моделирование системы управления атмосферного летательного аппарата // Математическое моделирование в естественных науках. 2014. Т. 1. С. 307–309.

12. Тимаров А.Г., Ефремов А.Н., Бульбович Р.В. Численное моделирование влияния уноса газовых рулей на управляющие усилия // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2016. № 3. С. 47–51.

13. Тимаров А.Г., Ефремов А.Н., Бульбович Р.В. Некоторые вопросы расчетного определения управляющих усилий от газовых рулей ракетного двигателя // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2017. № 48. С. 35–42. DOI: 10.15593/2224-9982/2017.48.04

14. Виндекер А.В., Парафесь С.Г. Выбор конструкционного материала и внешней геометрии газового руля системы склонения беспилотного летательного аппарата // Научный Вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21, № 1. С. 67–76. DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-1-67-76

15. Яковлев Г.А., Масальцева Е.К. Моделирование траектории полета ракеты с вертикальным пуском // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. 2018. № 17. С. 393–402.

16. Chen Q. Comparison of different k-ε models for indoor air flow computations // Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals. 1995. Vol. 28, iss. 3. Pp. 353–369. DOI: 10.1080/10407799508928838

17. Lin C.L., Lin Y.P., Wang T.L. A fuzzy guidance law for vertical launch interceptors // Control Engineering Practice. 2009. Vol. 17, no. 8. Pp. 914–923. DOI: 10.1016/j.conengprac.2009.02.008

18. Tekin R., Atesoglu O., Leblebicioglu K. Modeling and vertical launch analysis of an aeroand thrust vector controlled surface to air missile // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, 2010. DOI: 10.2514/6.2010-7639

19. Murty C., Rao M.S., Chakraborty D. Numerical simulation of nozzle flow field with jetvane based thrust vector control // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G Journal of Aerospace Engineering. 2010. Vol. 224, iss. 5. Pp. 541–548. DOI: 10.1243/09544100JAERO677

20. Tekin R., Atesoglu O., Leblebicioglu K. Flight control algorithms for a vertical launch air defense missile // Advances in Aerospace Guidance, Navigation and Control, 2013. Pp. 73–84. DOI: 10.1007/978-3-642-38253-6_6

21. Murty C., Chakraborty D. Numerical characterisation of jet-vane based thrust vector control systems // Defence Science Journal. 2015. Vol. 65, no. 4. Pp. 261–264. DOI: 10.14429/dsj.65.7960

22. Du W., Zhou H., Chen W. Trajectory optimization for agile-turn of vertically launched missile // 2016 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2016. Pp. 2110–2115. DOI: 10.1109/ICMA.2016.7558892

23. Yogesh M., Hari Rao A.N. Solid particle erosion response of fiber and particulate filled polymer based hybrid composites: a review // Journal of Engineering Research and Applications. 2016. Vol. 6, iss. 1 (part – 4). Pp. 25–39.

24. Петраш В.Я. Методы и модели автоматизированного проектирования летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ, 2007. 92 с.

25. Петраш В.Я. Особенности автоматизированного проектирования беспилотных летательных аппаратов с аэрогазодинамическим управлением. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. 95 с.

26. Петраш В.Я. Баллистическое и массово-геометрическое проектирование беспилотных ЛА в учебной САПР. М.: Изд-во МАИ, 2020. 100 с.


Для цитирования:


Виндекер А.В. Исследование способов склонения при формировании облика беспилотного летательного аппарата с вертикальным стартом. Научный вестник МГТУ ГА. 2021;24(3):57-70. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-3-57-70

For citation:


Vindeker A.V. Study of declination methods while forming the appearance of the surface-to-air unmanned aerial vehicle with a vertical start. Civil Aviation High Technologies. 2021;24(3):57-70. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-3-57-70

Просмотров: 186


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


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