Эксплуатационная оценка свойств боковой управляемости самолета с помощью статистического анализа и математического моделивования
В дальнейшем для расширения рассматриваемых методов были привлечены методы качественной теории дифференциальных уравнений. Необходимо, однако, отметить, что методы качественной теории дифференциальных уравнений используются главным образом для анализа уравнений второго порядка. В работе делается попытка использовать некоторые из имеющихся в этом направлении результатов, главным образом, с целью… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
Глава 1. Анализ существующих методов оценки устойчивости, 24 балансировки и управляемости самолета
1.1. Основные понятия и определения
1.1.1. Продольное равновесие и продольная балансировка
1.1.2. Продольная устойчивость
1.1.3. Продольная управляемость
1.1.4. Боковое равновесие
1.1.5. Боковая устойчивость
1.1.6. Боковая управляемость
1.2. Характеристики статической устойчивости и 34 управляемости и методы их определения
1.2.1. Характеристики продольной статической устойчивости и 34 управляемости и методы их определения
1.2.2. Определение характеристик статической продольной 41 устойчивости и управляемости в летных испытаниях
1.2.2.1. Определение балансировочных кривых по перегрузке
1.2.2.1.1. Метод установившихся дач руля высоты
1.2.2.1.2. Метод нулевых угловых ускорений
1.2.2.2. Определение балансировочных кривых по скорости
1.2.2.2.1. Метод «зубцов»
1.2.2.2.2. «Метод разгона»
1.2.3. Характеристики статической боковой устойчивости и 49 управляемости
1.2.4. Определение статических характеристик (критериев) 53 боковой устойчивости и управляемости в летных испытаниях 1.2.4.1. Определение балансировочных кривых в прямолинейном установившемся полете с креном
1.2.4.2. Определение балансировочных кривых посредством 55 установившихся прямолинейных скольжений с различными углами крена
1.2.4.3. Определение балансировочных кривых в поперечном 56 управлении по угловой скорости крена
1.2.4.4. Определение балансировочных кривых по угловой 59 скорости крена при отклонении РН
1.3. Параметры динамической устойчивости и управляемости и 61 методы их определения
1.3.1. Параметры продольной динамической устойчивости и 62 управляемости
1.3.2. Параметры боковой динамической устойчивости и 65 управляемости
1.3.3. Аналитический метод оценки параметров боковой 67 динамической устойчивости и управляемости
1.3.4. Способность самолета «ходить за ручкой»
1.3.5. Связь способности самолета «ходить за ручкой» с 73 устойчивостью
1.3.6. Чувствительность управления
1.3.7. Методы определения характеристик динамической 79 устойчивости и управляемости в летных испытаниях
1.3.8. Оценка взаимосвязи продольного и бокового движений
1.3.9. Заключительные замечания 87 1.4. Выводы по главе
Глава 2. Выбор методов исследования поперечной 92 управляемости самолета
2.1. Классификация методов исследования динамических свойств 92 воздушных судов
2.2. Система математического моделирования динамики полета 95 летательных аппаратов — инструмент исследования последствий нарушения балансировки и ухудшения управляемости воздушных судов
2.2.1. Структура математических моделей в Системе 102 математического моделирования динамики полета летательных аппаратов
2.2.2. Оценка адекватности математических моделей полета 107 самолетов в Системе математического моделирования динамики полета летательных аппаратов
2.2.2.1. Методика обобщенной проверки адекватности 109 математических моделей экспериментальным данным
2.2.2.2. Методика эвристической проверки адекватности 112 математических моделей экспериментальным данным
2.2.3. Результаты оценки адекватности математических моделей
2.2.3.1. Статистическая оценка адекватности математической 117 модели посадки самолета Ту-154Б2 результатам летных испытаний
2.2.3.2. Эвристическая оценка адекватности математической 120 модели посадки самолета Ту-154Б2 результатам летных испытаний
2.2.3.3. Статистическая оценка адекватности математической 130 модели посадки самолета Ту-204 результатам летных испытаний
2.2.3.4. Эвристическая оценка адекватности математической 134 модели посадки самолета Ил-96−300 результатам летных испытаний
2.3. Статистические методы исследования
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Исследование факторов, нарушающих устойчивость, 150 балансировку и управляемость ВС
3.1. Вводные замечания
3.2. Анализ нормативной документации и факторов, влияющих на поперечную и нормальную балансировку, устойчивость и управляемость самолета
3.3. Оценка смещения центра масс в поперечном и 156 вертикальном направлениях и его влияние на условия пилотирования
3.3.1. Оценка смещения центра масс самолета Ил-96
3.3.2. Оценка смещения центра масс самолета Ту-154М
3.3.3. Аналитическая оценка мероприятий по балансировке 159 несимметричного самолета
3.3.4. Вычислительные эксперименты по выявлению влияния 162 смещения центра масс
3.3.4.1. Вычислительный эксперимент для самолета Ил-96
3.3.4.2. Вычислительный экспермиент для самолета Ту-154М
3.3.5. Рекомендации и предложения по летной эксплуатации 166 в случае смещения центра масс
3.4. Влияние сдвига ветра
3.4.1. Анализ влияния сдвига ветра на безопасность полетов 168 воздушных судов
3.4.2. Метеорологические условия возникновения сдвига ветра
3.4.3. Классификация сдвига ветра
3.4.4. Разработка аналитической модели, учитывающей 183 приращение моментов от сдвига ветра
3.4.5. Вычислительный эксперимент для самолета Ил-96−300 186 в условиях поперечно-вертикального сдвига ветра
3.4.6. Рекомендации и предложения по летной эксплуатации при попадании в поперечно-вертикальный сдвиг ветра
3.5. Разнотяговость двигателей
3.5.1. Статистическая оценка разнотяговости
3.5.2. Аналитическая оценка прироста лобового сопротивления
3.5.3. Анализ особенности пилотирования самолета с 194 несимметричной тягой двигателей
3.5.4. Меры улучшения балансировки самолета с 201 несимметричной тягой двигателей
3.5.5. Вычислительные эксперименты по полету с 202 разнотяговостыо двигателей
3.5.5.1. Вычислительный эксперимент по полету самолета Ил- 202 96−300 с разнотяговостью двигателей
3.5.5.2. Вычислительный эксперимент по полету самолета Ту- 203 154М с разнотяговостыо двигателей
3.5.6. Рекомендации и предложения по летной эксплуатации 203 самолетов в случае разнотяговости двигателей
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Разработка методов оценки управляемости воздушного 207 судна в процессе эксплуатации
4.1. Практика диагностики аэродинамического состояния 208 воздушного судна в летной эксплуатации
4.2. Разработка нового комплексного эксплуатационного 213 показателя управляемости — «коэффициент управляемости»
4.3. Разработка методов численной оценки управляемости ВС в 222 процессе эксплуатации
4.3.1. Оценка реакции самолета по крену
4.3.2. Определение способности «хождения за ручкой» 225 в процессе эксплуатации
4.3.3. Определение балансировочного положения рулей
4.3.4. Нахождение периодов собственных колебаний
4.3.5. Определение границ колебательной и спиральной 246 неустойчивости
4.3.6. Определение устойчивости по критическим скоростям 253 крена
4.3.7. Оценка перекрестных связей 261 4.4. Выводы по главе
Глава 5. Разработка альбома характеристик влияния 266 эксплуатационных факторов на коэффициент управляемости ВС в боковом канале
5.1. Поперечное управление
5.1.1. Влияние скорости
5.1.2. Влияние высоты полета
5.1.3. Влияние конфигурации самолета
5.1.4. Влияние массы самолета (момента инерции 1х)
5.1.5. Влияние продольной центровки самолета
5.1.6. Влияние вертикальной центровки
5.1.7. Влияние поперечной центровки
5.1.8. Влияние разнотяговости двигателей
5.1.9. Влияние «кривизны» самолета
5.1.9.1 Влияние добавка к коэффициенту момента крена
5.1.9.2 Влияние добавка к коэффициенту момента рыскания
5.1.9.3 Влияние добавка к коэффициенту момента тангажа
5.1.9.4 Влияние добавка к коэффициенту с*
5.1.9.5 Влияние добавка к коэффициенту су
5.1.9.6 Влияние добавка к коэффициенту cz
5.2. Путевое управление
5.2.1. Влияние скорости
5.2.2. Влияние массы самолета (момента инерции 1у)
5.2.3. Влияние конфигурации самолета
5.2.4. Влияние смещения центра тяжести самолета вдоль оси OY
5.2.5. Влияние продольной центровки
5.2.6. Влияние «кривого самолета»
5.2.6.1. Влияние добавка к коэффициенту момента рыскания
5.2.6.2. Влияние добавка к коэффициенту су
5.2.6.3. Влияние добавка к коэффициенту сх
Список литературы
- Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. — Межгосударственный авиационный комитет, ЛИИ им. Громова, 1994.
- Аварийность самолетов с СТД стран-членов ИКАО при всех видах полетов за период эксплуатации с 1982 г. по 1992 г. Обзор №−642/ПЯ8−759, руководитель Полтавец В. А. — №-ГРХ74 579. — М., 1987. — 74 е.: ил. — Ответственный исполнитель Пляцек А.В.
- Акт № 5124−96/91 по результатам заводских наземных и летных испытаний дальнего магистрального самолета Ил-96−300 с четырьмя турбовентиляторными двигателями ПС-90А по определению летно-технических характеристик.
- Аэродинамика и динамика полета магистральных самолетов (под ред. Бюшгенса Г. С.). — Москва—Пекин: Изд-во ЦАГИ и АВИА, 1995. — 772 с.
- Бадягин А. А, Овруцкий Е. А. Проектирование пассажирских самолетов с учетом экономики эксплуатации — М.: Машиностроение, 1964.-451 с.
- Баранов A.M., Солонин С. В. Авиационная метеорология: -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. -391 с.
- Бехтир В.П., Ржевский В. М., Ципенко В. Г. Практическая аэродинамика самолета Ту — 154 М. М.: Воздушный транспорт, 1997. — 286 с.
- Богославский Л.Е., Шифрин М. Н., Практическая аэродинамика самолета Як-40. — М.: Машиностроение, 1977. — 96с.
- Бюшгенс Г. С., Студнев Р. В. Динамика самолета. Пространственное движение. — М.: Машиностроение, 1983. — 320 с.
- Володко A.M., Свириденко А. Н. Влияние транспортируемого груза на эффективность управления вертолетом // Научный Вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. 2008. № 124. С. 191 196.
- Громов М.С., Шапкин B.C. Поддержание летной годности в условиях безремонтной эксплуатации. // Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ). Проблемы безопасности полетов. 2006. № 10.
- Дыхненко Л.М. и др. Основы моделирования сложных систем: Учебное пособие для втузов. Киев: Вища школа, 1981. — 359 с.
- Егер. С.М. Проектирование пассажирских реактивных самолетов. — М.: Машиностроение, 1964. —451 с.
- Под ред. Жукова А. Я. Динамика транспортных летательных аппаратов. — М: Транспорт, 1998. 326 с.
- Ибрагимов И.А. и др. Моделирование систем: Учебное пособие. -Баку: Азинефтехим, 1989. 83 с.
- Исследование динамики полета самолетов на этапах взлета и посадки: Отчет о НИР/ Гос. научно-иссл. ин-т гражд. авиации (ГосНИИ ГА) — Руководитель Кофман В. Д. № темы 1.3.3, № задания 1.03. — М., 1977.- 103 с.
- Конвенция о международной гражданской авиации (Чикагская конвенция 1944 г). Подписано в Чикаго 7 декабря 1944 г. — Документ ICAO, 1963. -25с.
- Копылов Н. Н. Автореферат «Методика расчёта аэродинамических характеристик и параметров движения самолёта на взлётно-посадочных режимах в условиях вихревой опасности»
- Котик М.Г., Павлов А. В., Пашковский И. М., Щитаев Н. Г. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1968. — 423 с.
- Кофман В.Д., Полтавец В. А. Уроки авиационных происшествий. // Материалы семинара «Предотвращение авиационных происшествий: учимся друг у друга» 9—10 июня 2004 года. М., 2004.
- Круглякова О.В. Возможности расширения эксплуатационных ограничений самолета на основе математического моделирования динамики полета на больших углах атаки: Дисс. на соискание уч. степ, кандит. техн. наук-М., 1992.
- Кубланов М.С. Математическое моделирование: Учебное пособие. М.: МГТУ ГА, 1996. — 96 с.
- Кубланов М.С. Устойчивый алгоритм моделирования работы шасси// Сб. научных трудов Обеспечение безопасности полетов при эксплуатации гражданских воздушных судов. — М.: МИИГА, 1991. С. 54— 59.
- Кубланов М.С. Основные принципы математического моделирования динамики полета летательных аппаратов // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность (М.). 2001. — № 37. — С. 11 — 15.
- Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть I. Третье издание. — М.: МГТУ ГА, 2004.-108 с.
- Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть II. Третье издание. М.: МГТУ ГА, 2004.- 125 с.
- Кубланов М.С., Баннов Н. А., Деев В. П. Посадка тяжелого транспортного самолета при отказах руля направления // Вопросы исследования летной эксплуатации ВС в особых ситуациях: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГТУ ГА, 1997. — С. 25 — 27.
- Кубланов М.С., Баннов Н. А., Деев В. П. Влияние отказа руля высоты на посадку тяжелого транспортного самолета // Вопросы исследования летной эксплуатации ВС в особых ситуациях: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГТУ ГА, 1997. — С. 27 — 30.
- Кубланов М.С., Архипов Н. С. Полномасштабное интерактивное анимационное моделирование динамики полета летательных аппаратов в реальном масштабе времени // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность (М.). 1999. -№ 15. — С. 13−21.
- Кубланов М.С. Идентификация математической модели посадки самолета Ту-154Б по данным летных испытаний // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность (М.). 1999. — № 15. — С. 27 — 36.
- Кубланов М.С. Математическое моделирование аварии Ил-76 в Иркутске 26.07.99 // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность (М.). 2000. — № 23. — С. 21 — 27.
- Кубланов М.С. Идентификация математических моделей по данным летных испытаний самолета Ил-96−300// Сб. научных трудов
- Решение прикладных задач летной эксплуатации ВС методами математического моделирования. М.: МГТУ ГА, 1993. — С. 3−10.
- Кубланов М.С. Идентификация математической модели посадки самолета Ту-154Б по данным летных испытаний// Научный вестник МГТУ ГА № 15. Сер. Аэромеханика и прочность. М.: МГТУ ГА, 1999. — С. 2736.
- Кубланов М.С., Баннов Н. А., Деев В. П. Посадка тяжелого транспортного самолета при отказах руля направления // Вопросы исследования летной эксплуатации ВС в особых ситуациях: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГТУ ГА, 1997. — С. 25 — 27.
- Кубланов М.С., Баннов Н. А., Деев В. П. Влияние отказа руля высоты на посадку тяжелого транспортного самолета // Вопросы исследования летной эксплуатации ВС в особых ситуациях: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГТУ ГА, 1997. — С. 27 — 30.
- Кубланов М.С., Архипов Н. С. Полномасштабное интерактивное анимационное моделирование динамики полета летательных аппаратов в реальном масштабе времени // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность (М.). 1999.-№ 15.-С. 13−21.
- Кубланов М.С., Ципенко В. Г., Барилов Д. Д. Архитектура системы математического моделирования динамики полета летательных аппаратов // Математическое моделирование в задачах летной эксплуатации воздушных судов. М.: МИИГА, 1993. — С. 3 — 11.
- Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях. М.: Радио и связь, 1989. — 224 с.
- Лесовский А.С. Исследование влияния асимметрии тяги на боковую балансировку самолета // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2006. — № 97. — С. 146−150.
- Лесовский А.С. Исследование влияния на условия пилотирования, факторов нарушающих поперечную балансировку самолета. (Ил-96−300, Ту-154М). Магистерская диссертация. М. МГТУГА. 2006.- 195 с.
- Лесовский А.С. Применение корреляционного анализа для оценки управляемости самолета // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. 2008. № 125. С. 173 178.
- Лесовский А.С. Оценка управляемости самолета в поперечном канале методами корреляционного анализа // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. 2008. № 127. С. 120 124.
- Лесовский А.С. Применение коэффициента управляемости для оценки перекрестных связей // Научный вестник МГТУГА. 2009. № 138. С. 225−230.
- Лесовский А.С. Применение коэффициента управляемости для определения границ колебательной и спиральной неустойчивости // Научный вестник МГТУ ГА. 2009. № 141. С. 143 149.
- Лесовский А.С., Кубланов М. С. Методика определения управляемости самолета // Научный вестник УВАУГА. 2008. № 1. С. 82 -87.
- Лесовский А.С. Анализ факторов, влияющих на изменение перегрузки при полете самолета в турбулентной атмосфере // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Студенческая наука. 2006. № 1 ю. С. 20 26.
- Лигум Т.И., Скрипниченко С. Ю. Аэродинамика самолета Ту-154Б. -М.: Транспорт, 1985. -263 с.
- Лысенко Н.М. Динамика полета. Устойчивость и управляемость летательных аппаратов. М. Издание ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского. 1967.-639 с.
- Масленникова Г. Е. Применение математического моделирования и теоретических методов при анализе особых случаев взлета и посадки воздушных судов: Дисс. на соискание уч. степ. докт. техн. наук — М., 1987. -438 с.
- Оказание государствам помощи в устранении недостатков с целью повышения безопасности полетов и поддержания летной годности в СНГ. Информационный документ ICAO. — A35-WP/124, ЕХ/49, 9/09/04. -с. 3
- Под ред. Г. В. Новожилова. Проектирование гражданских самолетов. Теория и методы. М.: Машиностроение, 1991. — 672 с.
- Нормы летной годности гражданских самолетов СССР (НЛГС-3). — М.: Межведомственная комиссия по нормам летной годности гражданских самолетов и вертолетов СССР, 1984. 464 с.
- Обрубов А.Г., Грязин В. Е. Динамика полета в условиях сдвига ветра. — М.: Труды ЦАГИ, вып.2163, 1983. — 24 с.
- Остославский И.В. Аэродинамика самолета. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1957. — 560 с.
- Остославский И.В., Стражева И. В. Динамика полета. Устойчивость и управляемость летательным аппаратом. М: Машиностроение, 1965. — 467 с.
- Остославский И.В., Калачев Г. С. Продольная устойчивость и управляемость самолета. М.: Оборонгиз, 1951. — 367 с.
- Прокофьев А.И. Надежность и безопасность полетов. — М: Машиностроение, 1985.- 184 с.
- Пышнов B.C. Динамические свойства самолета. — М: Оборонгиз, 1951.- 175 с.
- Руководство по технической эксплуатации самолета Ил-96.
- Руководство по летной эксплуатации самолета Ил-96.
- Руководство по технической эксплуатации самолета Ту-154М.
- Руководство по летной эксплуатации самолета Ту-154М.
- Скрипниченко В.Г. Применение математического моделирования и теоретических методов при анализе особых случаев взлета и посадки воздушных судов: Дисс. на соискание уч. степ. докт. техн. наук М, 2005. -438 с.
- Снешко Ю.И. Исследования в полете устойчивости и управляемости самолета. — М.: Машиностроение, 1971. — 328 с.
- Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических наблюдений: Справочник. — М.: Машиностроение, 1985. — 232 с.
- Стрелец И.В. Моделирование захода на посадку и посадки воздушных судов в условиях предельных профилей сдвига ветра.: Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук — М., 2000. — 246 с.
- Ударцев Е.П. Ди намика пространственного сбалансированного движения самолета. Киев: КИИ ГА, 1989. — 116 с.
- Центровочная ведомость самолета Ил-96−300.
- Ципенко В.Г., Бехтир В. П., Косачевский С. Г. Аэродинамическое обоснование выполнения полета на самолете Ту-154Б при отказавшем двигателе. М.: МГТУ ГА, 1999. — 36 с.
- Ципенко В.Г. Применение математического моделирования и теоретических методов при анализе особых случаев взлета и посадки воздушных судов: Дисс. на соискание уч. степ. докт. техн. наук М., 1987. -438 с.
- Ципенко В.Г. Практическая аэродинамика самолета Ил-76. М.: Машиностроение, 1977. — 96 с.