1.5. Измерители истинных аэродинамических углов

По характеру используемой первичной информации бортовые средства определения истинных углов атаки можно разделить на группы:

• средства, определяющие положение вектора скорости относительно оси ЛА на основе анализа перегрузок, действующих на ЛА;

• средства, определяющие углы атаки и скольжения путем моделирования ЛА относительно центра масс;

• средства, использующие в своих алгоритмах уравнения

• кинематических и геометрических связей, параметров движения ЛА в различных системах координат;

• комплексные средства, использующие комплексную обработку

• параметров, определяющих кинематику и динамику движения ЛА.

В информационных системах первой группы моделируются уравнения сил и моментов сил, действующих на ЛА, движение которого рассматривается как движение твердого тела переменной массы:

(1.5)

где m - масса летательного аппарата;

W - вектор, абсолютного ускорения;

F - суммарный вектор сил, действующих на ЛА;

MF - момент внешних сил;

К - момент количества движения;

- абсолютная угловая скорость.

Точность определения угла атаки в такой системе определяется погрешностями априорного задания значений аэродинамических коэффициентов и их производных, а также погрешностями измерения в процессе полета массы ЛА, скоростного напора и ускорений.

В информационной самонастраивающейся системе второй группы исходной информацией являются величины текущей скорости полета v, перегрузок n_x, n_y, n_z, угловых скоростей w_x, w_у, углов тангажа 0 и крена Y. В основу работы ее положен автоматический анализ характера изменения в процессе полета ряда членов уравнений бокового движения ЛА.

Средства определения истинного угла атаки третьей группы решают управнения кинематических и геометрических связей между параметрами ЛA, измеренными в различных системах координат - горизонтальной, земной, связанной и скоростной [3].

2. Разработка функциональной схемы флюгерно-пневматического измерителя аэродинамических углов

Функциональная схема электронного усилительно-преобразовательного блока флюгерно-пневматического измерителя аэродинамических углов представлена на рис.3.1.

Рис.3.1. Усилительно-преобразовательный блок флюгерно-пневматического измерителя аэродинамических углов.

Схема состоит из следующих блоков:

ВУ - выходное устройство измерителя;

П - потенциометр;

УС - усилитель;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

УУ - устройство управления;

БП - блок памяти;

ОУ - оконечное устройство.

Первичный измерительный сигнал, получаемый от измерителя аэродинамических углов, передается на потенциометр в измерительный блок. Можно говорить о сигналах: первичных - непосредственно характеризующих контролируемый процесс; воспринимаемых чувствительным элементом прибора; подаваемых в измерительную схему, и т.д. При передаче информации от контролируемого объекта к указателю прибора сигналы претерпевают ряд изменений по уровню и спектру и преобразуются из одного вида энергии в другой. Необходимость такого преобразования вызывается тем, что первичные сигналы не всегда удобны для передачи, переработки, дальнейшего преобразования и воспроизведения. Например, при измерении аэродинамических углов атаки и углов скольжения разрабатываемым прибором, чувствительный элемент которого помещается в контролируемую среду, воспринимаемый поток воздуха трудно передать, а тем более воспроизвести на указателе прибора. Этой особенностью обладают почти все сигналы первичной информации. Поэтому воспринимаемые чувствительными элементами сигналы почти всегда преобразуются в электрические сигналы, являющиеся универсальными. От потенциометра сигнал поступает на усилительный блок, собранный на микросхеме К1401УД2. Усиленный сигнал поступает на входы аналого-цифрового преобразователя АЦП (микросхема К572ПВ4). Выбранная микросхема удовлетворяет нашим требованиям к точности и времени преобразования с малым потреблением тока. Организация работы устройства управления (УУ) отвечает за формирование сигналов разрешения считывания информации из блока памяти. Эти сигналы поступают на оконечное устройство, представляющее собой печатную плату (покупное изделие) ОУ-400 для мультиплексного канала.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и крылатых ракет». В.Г. Микеладзе, В.М. Титов. Изд. «Машиностроение». 1974г.

2. «Детали и узлы авиационных приборов и их расчет». Б. А. Асс, Н.М. Жуков, К.Ф.,Антипов. Изд. «Машиностроение». 1966г.

3. «Методы и средства измерения аэродинамических углов летательных аппаратов». В.М. Солдаткин. Изд. «Казань». 2001 г.

4. «Авиационные приборы». В. А. Боднер. Изд. «Машиностроение». 1969г.

5. «Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов». Научный редактор и составитель академик РАН Г. С. Бюшгенс. Изд. «ФИЗМАТЛИТ». 1998г.

6. «Учебное пособие к лабораторно-практическим занятиям» по курсу "Аэродинамика летательных аппаратов". Л.Г. Артамонова, Г.А. Колесников, P.M. Сахарова. Москва 1983г.

7. «Разработка устройств сопряжения». Ю.В. Новиков, О.А. Калашников, С.Э. Гуляев. Издательство «Эконом», 2000г.

8. «Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов». Ю.П. Иванов, А.Н. Синяков, И.В. Филатов. Изд. «Машиностроение», 1984г.

9. «Конструирование радиоэлектронных устройств». А.П. Ненашев. Изд. «Высшая школа», 1990г.

10. «Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM РС». Под редакцией У. Томпкинса и Дж. Уэбстера. Изд. «МИР», 1992г.