Системи керування маловисотним польотом повітряних суден з електроємнісними перетворювачами

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

 

АНАТОЛІЙ ПАВЛОВИЧ КОЗЛОВ

 

УДК 629. 735 05 (045) ; 621. 39; 681. 5.

 

 

Спеціальність 05. 13. 03 -“Системи та процеси керування”

 

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук

 

Київ 2002

 

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Синєглазов Віктор Михайлович, Національний авіаційний університет, завідувач кафедрою комп'ютерно-інтегрованих комплексів.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Асланян Альберт Едуардович, Академія збройних сил України, кандидат технічних наук Морозов Сергій Вікторович, провідний конструктор АНТК “Антонов”.

Провідна установа: НТУУ “Київський політехнічний інститут”, факультет інформатики та обчислювальної техніки, кафедра технічної кібернетики.

Захист відбудеться _25_квітня__2002 р. _15_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 062. 05 при Національному авіаційному університеті адреса: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1, НАУ.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці НАУ. Автореферат розісланий «_25_»_березня_2002 року.

 

 

Актуальність роботи: Перехід України на ринкові відносини вимагає істотно іншого підходу до рішення практично усіх проблем в економіці. Не минає це і цивільну авіацію. У сфері виробництва і експлуатації авіаційної техніки на перше місце треба ставити рентабельність вітчизняних повітряних суден (ПС) та їх конкурентноздатність. Авіаційна промисловість України у свій час набула певних позицій у світі в сфері літакобудування, які необхідно зберегти і підсилити. Для цього потрібно створювати сучасну конкурентноспроможну авіаційну техніку на основі найновітніших досягнень як у аеродинаміці так і у сфері авіаційного обладнання, зокрема у системах автоматичного керування. Створення систем керування маловисотними режимами польоту літака дозволить значно підвищити безпеку польотів, знизити залежність від метеорологічних умов, розширити спектр застосування авіації. Таким чином, розробка систем керування маловисотними режимами польоту ПС є дуже актуальною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами: дослідження, які склали основний зміст роботи, виконувались у відповідності з темою договірної НДР № 201-В73.

Мета і задачі дослідження: Метою дисертаційної роботи є розробка та аналіз систем керування маловисотними режимами польоту ПС з використанням ємнісних перетворювачів геометричних параметрів наближення до земної поверхні. Для досягнення поставленої мети автором визначені та розв'язані такі задачі:

Розробка принципу побудови ємнісних перетворювачів геометричних параметрів наближення до землі.

Розробка математичних методів та програмного забезпечення чисельного моделювання електростатичних полів ємнісних перетворювачів;

Визначення функції перетворення ємнісних пристроїв вимірювання геометричних параметрів наближення до землі шляхом математичного моделювання;

Синтез структур систем керування маловисотними режимами польоту з ємнісними вимірювачами;

Аналіз функціонування систем керування маловисотними режимами польоту з використанням ємнісних вимірювачів.

Наукова новизна роботи полягає у наступному:

Розроблено принципи побудови ємнісних перетворювачів геометричних параметрів наближення до землі для застосування їх у складі систем автоматичного керування маловисотним польотом ПС;

Розроблено технічне обладнання для проведення масштабного фізичного моделювання ємнісних вимірювачів геометричної висоти польоту ПС;

Розроблено математичне і програмне забезпечення чисельного моделювання електростатичних полів ємнісного перетворювача з метою дослідження його властивостей, для чого:

розроблено поставлення задачі розрахунку потенціального поля ємнісного перетворювача;

розроблено методику та алгоритми розрахунків потенціалів електростатичного поля ітераційним чисельним методом Гаусса-Лібмана, розроблено і застосовано методику розрахунку потенціалів у просторі вкладених зон зі змінним кроком;

розроблено алгоритми розрахунків координат силових ліній електростатичного поля, що досліджується;

Одержано розрахункові статичні характеристики ємнісних вимірювачів геометричної висоти польоту;

Знайдено підходи до оптимального розміщення електродів ємнісного вимірювача на поверхні елементів ПС;

Одержано розрахункові статичні характеристики ємнісних вимірювачів при наближенні до перешкоди.

Розроблено структурні схеми систем керування маловисотними режимами польоту з використанням ємнісних вимірювачів геометричних параметрів наближення до земної поверхні та виконано аналіз їх функціонування;

Практична значимість роботи:

Розроблено математичне та програмне забезпечення чисельного моделювання електростатичних полів ємнісних перетворювачів, що дозволяє проводить дослідження властивостей ємнісних перетворювачів з неоднорідним полем;

Запропоновано варіанти структур ємнісного вимірювача геометричних параметрів наближення ПС до земної поверхні;

Запропоновано структури систем керування маловисотним польотом з ємнісними вимірювачами геометричних параметрів наближення ПС до земної поверхні для літака та вертольоту.

Особистий внесок автора. Дисертаційна робота є узагальненням результатів теоретичних та експериментальних досліджень, виконаних автором особисто. В роботах з співавторами здобувачу належить розробка технічних засобів фізичного масштабного моделювання, розробка математичних моделей та алгоритмів, вибір методики досліджень і обчислювальних схем.

Апробація результатів роботи. Результати досліджень, проведених у дисертаційній роботі, доповідалися автором і обговорювалися на міжнародних науково-технічних конференціях: ВНТК “Методы управления системной эффективностью ПНК”, – м. Київ, 1991 р., «Аэронавигация – 96» – м. Київ, 1996 р., «Аэронавигация и авионика – 98» – м. Київ, 1998 р., МНТК “Авіа-2000”, м. Київ, 2000 р., МНТК “Авіа-2001”, м. Київ, 2001 р., а також на конференціях і семінарах у національному авіаційному університеті (м. Київ).

Реалізація результатів роботи:

Запропонований в роботі ємнісний метод вимірювання малих висот польоту літака, розроблені структури побудови ємнісного вимірювача висоти та схеми