СИНТЕЗ ЗАКОНОВ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ СИЛАМИ

© В.В.Гуляев, Ю.В.Смелтер
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2005 г.

В настоящее время разрабатываются концепции непосредственного управления аэродинамическими силами (НУАС): подъемной – НУПС, и боковой – НУБС. Применение указанных концепций вызвано желанием реализовать новые виды движения летательного аппарата (ЛА), которые повышают быстротечность процессов управления, улучшают динамику переходных процессов, способствуют выполнению точного пилотирования, повышают качество функционирования ЛА на некоторых режимах полета (например, при дозаправке топливом в полете, при полете строем), ведут к росту эффективности применения бортового оружия и т. п.

В докладе рассматриваются методы решения задачи синтеза законов НУАС, построенные в стационарном приближении. При этом под задачей синтеза законов НУАС понимается определение углов отклонения органов управления и механизации самолета, обеспечивающих приращение коэффициента подъемной (боковой) силы без изменения угла атаки (скольжения), или, наоборот, обеспечивающих приращение угла атаки (скольжения) без изменения коэффициента подъемной (боковой) силы. Поскольку в условиях установившегося поступательного движения приращения углов атаки и скольжения практически эквивалентны приращениям углов тангажа и рысканья, задачи, связанные с изменением коэффициентов подъемной и боковой сил, трактуются как задачи управления траекторией движения самолета при сохранении его пространственной ориентации, а задачи, связанные с изменением углов атаки и скольжения, как задачи управления ориентацией самолета при сохранении заданной траектории.

В докладе излагаются два метода синтеза законов НУАС, один из которых обеспечивает минимум сопротивления в процессе управления аэродинамическими силами, а второй – получение максимально возможных приращений подъемной и боковой сил при заданных ограничениях на диапазон отклонения органов НУАС. Показано, что соответствующие подходы приводят к математическим задачам квадратичного и линейного программирования. Высказываются соображения по эффективному совместному использованию двух указанных подходов к решению задач НУАС. Приводятся результаты исследований аэродинамических характеристик самолетов с системами НУАС. Рассматриваемые методы решения задач НУАС ориентированы на использование линейных аэродинамических характеристик, которые могут быть получены путем математического моделирования процессов обтекания методом дискретных вихрей.