Аналитико-имитационная модель динамики полета истребителя с ограничителем предельных режимов при выполнении маневра «Переворот»

В статье обоснована необходимость создания аналитико-имитационной модели динамики полета истребителя с ограничителем предельных режимов при выполнении маневра «Переворот». Представлена структура аналитико-имитационной модели истребителя, состоящая из совокупности пилотажного стенда, модели динамики полета истребителя, модели астатического ограничителя предельных режимов и модели управляющих действий летчика, основанной на теории нечетких множеств. Представлена структура модели динамики полета истребителя с ограничителем предельных режимов, в состав которой входят система дифференциальных и алгебраических уравнений; модель комплексной системы управления; блока геометрии, массы и центровки; блока расчета аэродинамических сил; блока силовой установки; банка аэродинамических характеристик; блока расчета обратных связей по усилиям с командных рычагов управления. Модель отличается от известных наличием блока имитации переворота, который предназначен для проведения имитационного моделирования переворота и многоитерационного моделирования переворотов с различными начальными условиями для определения основных параметров переворота, кинематических характеристик полета самолета и построения области выполнимости переворота. Блок имитации переворота состоит из функций заданных значений; модели управляющих действий летчика; блока обработки результатов имитационного моделирования; блока определения основных параметров переворота; базы данных эксплуатационных режимов. Функции заданных значений определяют заданные значения кинематических параметров движения самолета, по которым реализовано управление в различных фазовых координатах маневра. Модель позволяет получать достоверные значения кинематических параметров движения истребителя при полунатурном с участием летчика и имитационном с помощью модели управляющих действий летчика моделированиях маневра «Переворот».

1. Мышкин Л.В. Прогнозирование развития авиационной техники: теория и практика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 304 с.

2. Robinson T. Train virtual, fight easy [Электронный ресурс] // Royal aeronautical society. 2017. No. 6 (44). Pp. 16–19. URL: https://www.aerosociety.com/news/train-virtualfight-easy (дата обращения: 16.02.2023).

3. Ивашков С.С. Имитационная модель динамики полета истребителя-бомбардировщика для оценки эффективности ограничителя предельных режимов // Труды Военнокосмической академии имени А.Ф. Можайского. 2021. № 678. С. 240–249.

4. Костин П.С., Верещагин Ю.О., Волошин В.А. Программно-моделирующий комплекс для полунатурного моделирования динамики маневренного самолета [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2015. № 81. 30 с. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57735 (дата обращения: 16.02.2023).

5. Верещагин Ю.О., Снегирева И.В. Аппаратно-имитационная модель динамики полета палубного самолета на режимах ближнего воздушного боя и палубной посадки // Вестник воздушно-космической обороны. 2017. № 2 (14). С. 26–31.

6. Бейлин В.П., Нараленков М.К. Пространственная модель полета самолета при ручном автоматизированном управлении // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского. 2015. № 3. С. 85–89.

7. Ивашков С.С., Верещиков Д.В. Пилотажный стенд маневренного самолета с электромеханическим ограничителем предельных режимов. Патент № RU 2753025 C1, МПК G09B 9/08: опубл. 11.08.2021. 8 c.

8. Heinemann S., Müller H.A., Suleman A. Toward smarter autoflight control system infrastructure [Электронный ресурс] // Journal of Aerospace Information Systems. 2018. Vol. 15, no. 6. Pp. 353–365. DOI: 10.2514/1.I010565 (дата обращения: 16.02.2023).

9. Верещиков Д.В., Николаев С.В., Разуваев Д.В. Системы управления летательных аппаратов: учебник. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. 322 с.

10. Majka A. Remotely piloted aircraft system with optimum avoidance maneuvers [Электронный ресурс] // Proceeding of the institution of Mechanical Engineering, 2018. Vol. 232, iss. 7. Pp. 1247–1257. DOI: 10.1177/0954410017697997 (дата обращения: 16.02.2023).

11. Журавский К.А., Костин П.С. Определение основных характеристик пространственного маневра «Переворот самолета» с ограничителем предельных режимов // Научный Вестник МГТУ ГА. 2022. Т. 25, № 6. С. 77–90. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-6-77-90

12. Efremov A.V. Pilot behavior modeling and its application to manual control tasks / A.V. Efremov, M.S. Tjaglik, U.V. Tiumentzev, T. Wenqian [Электронный ресурс] // IFACPapersOnLine. 2016. Vol. 49, no. 32. Pp. 159–164. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.12.207 (дата обращения: 16.02.2023).

13. Ефремов А.В. Система самолет – летчик. Закономерности и математическое моделирование поведения летчика: монография. М.: Изд-во МАИ, 2017. 196 с.

14. Jirgl M., Jalovecky R., Bradac Z. Models of pilot behavior and their use evaluate the state of pilot training // Journal of Electrical Engineering. 2016. Vol. 67, no. 4. Pp. 267–272. DOI: 10.1515/jee-2016-0039

15. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. М.: Горячая линия – Телеком, 2007. 288 с.

16. Grigorie L. Fuzzy controllers, theory and applications. IntechOpen, 2011. 384 p. DOI: 10.5772/572

17. Nicholas D. Genetic fuzzy trees for intelligent control of unmanned combat aerial vehicles: Doctoral Thesis. College of Engineering and Applied Science University of Cincinnati, 2015. 152 p.

18. Верещиков Д.В. Применение нечеткой логики для создания имитационной модели управляющих действий летчика / Д.В. Верещиков, В.А. Волошин, Д.В. Васильев, С.С. Ивашков [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2018. № 99. 25 с. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=91926 (дата обращения: 12.01.2022).

19. Верещиков Д.В., Разуваев Д.В., Костин П.С. Прикладная информатика: Применение Matlab@Simulink для решения практических задач: учеб. пособие. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2016. 104 с.

20. Касьянов И.Ю. Автоматическое управление посадкой самолета Ил-96-300 по категории IIIA / И.Ю. Касьянов, А.Г. Кузнецов, В.Н. Мазур, Е.А. Мельникова // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами. 2010. Вып. 1. С. 56–67.