ГЕНЕРАТОР КОМПОНОВОК МАЛОРАЗМЕРНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

При создании быстрого метода аэродинамического проектирования малоразмерного летательного аппарата, основанного на аппроксимации данных с помощью технологии искусственных нейронных сетей, требуется иметь расширенный набор данных, который используется для построения, обучения и тестирования алгоритмов. Данный набор существенно превосходит количество существующих аппаратов данного класса, что обуславливает необходимость создания генератора компоновок малоразмерного летательного аппарата. Первоначальное расширение базы данных выполнено варьированием параметров математической модели в заданном диапазоне значений. Генератор компоновок представляет собой искусственную нейронную сеть, обученную на расширенном множестве реальных объектов в рамках упрощенной математической модели компоновки. Важным элементом создания экземпляра компоновки данного класса является алгоритм выбраковки данных, полученных на выходе искусственной нейронной сети.Исходное множество реальных компоновок состояло из 25 объектов. Упрощенная математическая модель описывает поверхность компоновки летательного аппарата 50 параметрами. Генератор компоновок формирует входной файл для прямого аэродинамического расчета размерности порядка нескольких тысяч. В качестве прямых методов использованы компьютерные коды BLWF и VISTRAN, которые ставят в соответствие каждой компоновке значение коэффициентов сопротивления, подъемной силы и продольного момента. Выбраковка компоновок выполнялась на двух уровнях: на уровне генерации компоновок по геометрическим критериям и после проведения прямых расчетов по выбросу аэродинамических параметров. Полученный в результате набор данных использован для создания искусственных нейронных сетей, число которых соответствует числу рассчитанных аэродинамических коэффициентов. Полученные математические модели реализованы в программном комплексе MATLAB и имеют удобный интерфейс, позволяющий в режиме реального времени увидеть результаты модификации компоновок.

компоновка летательного аппарата, малоразмерный летательный аппарат, искусственная нейронная сеть, численные методы аэродинамического расчета, искусственный интеллект

1. Dorofeev E.A., Romanov V.V., Sviridenko Yu.N. Application of Neural Networks Technology to Aerodynamic Problems. International Symposium on Aeronautical Sciences near Aviation Technologies of the XXI century, Flight Safety as a Pledge of Success. Zhukovsky, Russia, 17-22 August 1999

2. Кулешов А.П. Технология быстрого вычисления характеристик сложных технических объектов // Информационные технологии, 2006. № 3. С. 17-22

3. Дорофеев Е.А., Свириденко Ю.Н. Применение искусственных нейронных сетей в задачах аэродинамического проектирования и определения характеристик летательных аппаратов // Труды ЦАГИ. 2002. Вып. № 2655. С. 156-159

4. Vyshinsky V.V., Dorofeev Ye.А., Sviridenko Yu.N. Fast aerodynamic design technologies. ICAS 2010 CD-ROM proceedings. ISBN 978-0-9565333-0-2. ICAS 2010-2.7.1. ID19. Pp. 1-9. 27th Congress of the international council of the aeronautical sciences 19-24 September 2010. Nice. France

5. Вышинский В.В., Кисловский А.О., Колчев С.А. Упрощенная математическая модель компоновки малоразмерного летательного аппарата // Научный Вестник МГТУ ГА. 2016. Т. 20, № 1. С. 84-92

6. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Применение численных методов в задачах аэродинамического проектирования. М.: ЦАГИ, 2007. 142 с

7. Kovalev V.E., Karas O.V. Computation of a transonic airfoil flow considering viscous effects and thin separated regions. La Recherche. Aérospatiale, 1991, No. 1

8. Kovalev V.E., Karas O.V. Calcul de l’écoulement transsonique autour d’une configuration aile-plus-fuselage compte tenu des effects visqueux et d’une région décollée mince. La Recherche. Aérospatiale. 1994. No. 1. Pp. 23-38

9. Волков А.В., Ляпунов С.В. Метод расчета вязкого отрывного обтекания систем крыловых профилей // Ученые записки ЦАГИ. 1998. Том XXIX, № 3-4. С. 49-63

10. Вышинский В.В. Влияние степени турбулентности набегающего потока и шероховатости поверхности на положение и протяженность области перехода пограничного слоя на крыле и фюзеляже // Труды ЦАГИ. 1994. Вып. 2560. С. 1-28

11. Вышинский В.В., Свириденко Ю.Н. Применение технологии быстрого вычисления характеристик сложных технических объектов для расчета аэродинамических характеристик самолета // Приложение к журналу «Информационные технологии». 2006. № 3. С. 12-17. (ISSN 1684-6400)