Системи керування маловисотним польотом повітряних суден з електроємнісними перетворювачами

діапазон висот, що вимірюються ємнісними перетворювачами, не обмежується відстанню між електродами перетворювача і може перевищувати розміри перетворювача у 60…100 разів;

неоднозначність статичної характеристики обумовлена тим, що вона формується двома (як мінімум) потоками електростатичної індукції, утворених системою електродів перетворювача, знайдено підходи, за допомогою можна домогтися однозначності статичної характеристики ємнісного перетворювача;

результаті досліджень статичних характеристик наближення до перешкоди (схилу) свідчать про можливість одержання вимірювальної інформації про перешкоди, що наближаються;

результати досліджень дозволяють синтезувати устрої виміру геометричної висоти польоту, а також устрої виміру похилої дальності до перешкоди, що наближається, при цьому розміщення двох систем електродів, як у подовжньої, так і в поперечній площині, дозволять одержувати інформацію про перешкоди як попереду, так і з боків (справа та зліва) за курсом прямування.

Використовуючи одержані результати досліджень синтезовано структури ємнісних вимірювачів геометричних параметрів наближення до земної поверхні.

Синтезовано структури САУ для літака та вертольота, яки дозволять автоматизувати зліт та посадку літака до приземлення, забезпечити маловисотний політ вертольоту в режимі слідкування за рельєфом та огинанням у горизонтальній площині в автоматичному режимі.

 

Козлов А. П., Грохольский А. Л., Ляшенко В. Н. Емкостной высотомер. а. с. № 749179. 1980.

Козлов А. П., Грохольский А. Л., Тарасенко С. Д. Дифференциальный емкостной датчик перемещения. а. с. № 989318. 1981.

Козлов А. П., Кушнир В. П. Емкостной измеритель перемещений. а. с. № 1494679. 1989.

Козлов А. П., Васильев Ю. А., Кушнир В. П., Тимошин Ю. В. Способ приема упругих колебаний. а. с. № 1491190. 1989.

Козлов А. П. Туник А. А. Система экстремального регулирования. а. с. № 1640673. 1990.

Козлов А. П., Голяков Л. И., Ткачев Н. И. О повышении чувствительности устройства для электрического моделирования контактных задач теории упругости. Межвузовский сборник научных трудов “Авиационные приборы, метрология и методы измерения”, Вып. 1, Киев, 1975.

Козлов А. П., Казак В. Н. Анализ возможных путей автоматизации управления полетом на малых высотах. Збірник наукових праць “Актуальні проблеми автоматизації та інформаційних технологій”, том 3, 2000. Видавництво “Навчальна книга”, Дніпропетровськ.

Козлов А. П., Казак В. Н., Синеглазов В. М. Оптимизация вычислительного процесса в расчетах электростатических полей емкостных преобразователей. Збірник наукових праць “Актуальні проблеми автоматизації та інформаційних технологій”, том 5, 2001. Видавництво “Навчальна книга”, Дніпропетровськ.

Козлов А. П., Грохольский А. Л., Ляшенко В. Н. Емкостный преобразователь для измерения больших перемещений. Сборник тезисов всесоюзной конференции УкрНИИНТИ “Физические основы построения первичных измерительных преобразователей”, Киев, 1977.

Козлов А. П. Цифровой емкостной высотомер. Тезисы доклада на ВНТК “Методы управления системной эффективностью ПНК”, 1991

Системи керування рухом повітряних кораблів. ДСТУ 349-95. Держстандарт України. Авт. Бімбас В. О., Козлов А. П., Тунік А. А.

Козлов А. П., Агарьов В. А., Іщенко А. М. Інформаційно-вимірювальна система високоманеврених вертольотів. Тезис доповіді на 25-й НТК КМУЦА. 1995.

Козлов А. П. Розробка та дослідження висотоміра малих висот для ПС спецпризначення. Тезис доповіді на МНТК “Аеронавігація-96. ”.

Козлов А. П. Модернізація бортового обладнання вертольоту спецпризначення. Тезис доповіді на МНТК “Аеронавігація-96. ”.

 

 

Анатолій Павлович Козлов. Системи керування маловисотним польотом повітряних суден з електроємнісними перетворювачами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 13. 03 – Системи та процеси керування, Національний авіаційний університет, Україна, Київ, 2002.

У роботі проведено аналіз маловисотних режимів польоту ПС, показано необхідність їх автоматизації. Для цього потрібні вимірювачі геометричних параметрів наближення до земної поверхні. Показано, що найбільше прийнятним методом одержання такої інформації є ємнісної метод.

Проведено експериментальне дослідження ємнісного вимірювача малих висот польоту ПС, поставлена задача математичного моделювання електростатичних полів ємнісних перетворювачів, розроблено алгоритми та програмне забезпечення чисельного моделювання. По результатах моделювання розроблено структури ємнісних вимірювачів параметрів наближення до земної поверхні або перешкод, запропоновано структури систем керування маловисотними режимами польоту літака та вертольоту з ємнісними вимірювачами, проведено їх аналіз.

Ключові слова. Маловисотні режими польоту, ємнісні перетворювачі, геометричні параметри наближення до землі, математичне моделювання, системи керування маловисотними режимами польоту.

 

 

Anatoliy Pavlovych Kozlov. Aircraft Flight Control Systems a low altitudes using capacitor traducers. – Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science (Ph. D) on a specialty 05. 13. 03 – System and control processes, National Aviation University, Ukraine, Kiev, 2002.

In this work the analysis of flights of aircraft at low altitudes is carried out, the necessity of their automation is shown. For this purpose are necessary to develop the measuring device for definition geometrical parameters of approach to a terrestrial surface. Is shown that the capacitor method is a most acceptable method of reception of such information. The experimental research capacitance meter at low altitudes of flight of aircraft is carried out, the task of mathematical modeling of electrostatic fields of capacitor traducers is put, and the algorithms and software of numerical modeling are developed. By results of modeling the structure capacitance meters of parameters of approach to a terrestrial surface or obstacle are developed. In this work the structures of control systems by modes of flight at low altitudes of the plane and helicopter with capacitance meters are offered, their analysis is carried out.

Key words. Modes of flight of aircraft at low altitudes, capacitor traducers, geometrical parameters of approach to a terrestrial surface, mathematical modeling, control system by modes of flight of aircraft at low altitudes.

Аннотация

Анатолий Павлович Козлов. Системы управления маловысотным полетом воздушных судов с электроемкостными преобразователями. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 13. 03 – Системы и процессы управления, Национальный авиационный университет, Украина, Киев, 2002.

Диссертация посвящена разработке систем автоматического управления маловысотными режимами полета ВС. В роботе проведен анализ маловысотных режимов полета самолета и вертолета. Показана необходимость автоматизации полетов на малых высотах. Автоматизация полетов на малых высотах сдерживается отсутствием измерителей геометрических параметров приближения к земной поверхности. Показано, что наиболее приемлемым методом получения такой информации является емкостной метод измерения малых высот. Рассматривается принцип построения емкостных преобразователей геометрических параметров приближения ВС к земле, приведено описание разработанного оборудования для проведения экспериментальных исследований электроемкостных преобразователей; а также методики проведения летных испытаний макета емкостного высотомера малых высот. Результаты экспериментальных исследований показали:

измеритель малых высот, построенный на емкостном принципе, вполне работоспособен, результаты первых летных испытаний хорошо согласуются с лабораторными исследованиями;

диапазон высот может быть расширен до 150 м и более.

Для выяснения механизма образования статической характеристики емкостного преобразователя поставлена задача математического моделирования электростатических полей емкостных преобразователей. Для решения поставленной задачи разработан математический аппарат и программное обеспечение численного моделирования электростатических полей емкостных преобразователей. Численное моделирование составлялось из таких задач:

расчет потенциалов электростатических полей емкостных преобразователей;

расчет распределения зарядов на корпусе ПС;

определение функции преобразования емкостных устройств измерения геометрических параметров приближения к земле;

поиск путей усовершенствования характеристик емкостных преобразователей.

Получена расчетная статическая характеристика емкостного преобразователя в функции высоты. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показывает достаточно хорошее совпадение характера кривых.

С целью поиска и исследования факторов, которые влияют на формирование статических характеристик емкостного преобразователя, и путей устранения неоднозначности статических характеристик исследуются картины силового поля. В результате анализа полученной информации найден подход для формирования однозначности статических характеристик. Исследуется реакция емкостного преобразователя на приближение к склону горы при полете на неизменной высоте. Полученные результаты позволяют синтезировать системы автоматического управления маловысотными режимами полета ВС на основе использования измерителей геометрических параметров приближения ВС к земной поверхности.

В роботе предложены структуры систем управления маловысотными режимами полета самолета и вертолета с емкостными измерителями геометрических параметров приближения к земной поверхности, проведен анализ функционирования систем управления маловысотными режимами полета с использованием емкостных измерителей. Синтезированные структуры САУ позволят автоматизировать взлет и посадку самолета до приземления, обеспечить маловысотный полет вертолета в режиме слежения за рельефом и огибанием препятствий в горизонтальной плоскости в автоматическом режиме.

Ключевые слова. Маловысотные режимы полета, емкостные преобразователи, высота полета, геометрические параметры приближения к земле, математическое моделирование, электростатическое поле, программное обеспечение численного моделирования, системы управления маловысотными режимами полета.