МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛА В ПРОГРАММЕ MATLAB

© К.В.Бунас, К.В.Терещенко
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2018 г.

В последнее время, в связи с бурным развитием и внедрением информационных технологий, все большее применение находят методы расчета и моделирования режимов работы систем автоматического управления полетом летательных аппаратов (ЛА) на ЭВМ. Важнейшим фактором, обеспечивающим эффективное решение и достоверность результатов при достижении поставленных инженерных задач, является применяемое при исследованиях программное обеспечение. Основываясь на полученном опыте, наиболее приемлемыми в данном вопросе являются интегрированные пакеты программирования, ориентированные на решение задач имитационного моделирования в конкретных отраслевых областях. В соответствии с этим оптимально подходит программа MATLAB, имеющая вспомогательный пакет для моделирования Aerospace Toolbox.

Aerospace Toolbox представляет собой справочные стандарты, модели окружающей среды и возможность импорта аэродинамических коэффициентов для выполнения углубленного аэрокосмического анализа, разработки и расчета проектов. Возможности для визуализации динамики ЛА, включая анимацию объекта с шестью степенями свободы и доступ к программному обеспечению Simulink. Эти возможности позволяют визуализировать полетные данные в трехмерной окружающей среде и реконструировать аномалии логики работы в результатах летных испытаний. Немаловажной особенностью пакета Aerospace Toolbox стоит считать возможность импорта аэродинамических коэффициентов из справочника Цифровых Данных Воздушных Сил США (U.S. Air Force Digital Data Compendium (Datcom)).

U.S. Air Force Digital Datcom (USAF DATCOM) － это компьютерная программа, которая использует условия полета и геометрию самолета для оценки аэродинамической устойчивости и характеристик управляемости летательного аппарата. Digital Datcom использует методы из U.S. Air Force Stability and Control Datcom (Datcom управляемости и устойчивости военно-воздушных сил США). В Aerospace Toolbox есть функция для импорта выходных файлов из Digital Datcom в MATLAB. Эта функция позволяет собирать аэродинамические коэффициенты из анализа статики и динамики и передавать их в MATLAB в виде массива ячеек из структур, в каждой структуре содержится информация о выходном файле из Digital Datcom. Программа USAF DATCOM используется в первую очередь для расчета конфигураций, описания характеристик самолета и условий полета.

В настоящей статье представлен принцип моделирования полётных данных из программы USAF DATCOM с применением пакета Aerospace Toolbox.

Результаты расчета ЛА импортируются через рабочее окно программы MATLAB. Для построения графиков, используется код, позволяющий извлечь из массива данных необходимые нам значения. В ходе компилирования файла, в программе MATLAB получены графики значения угла атаки, подъемной силы и момента крена. Для сравнения приведены графики для двух чисел Маха.

Литература

1. The USAF Stability And Control Digital Datcom, Volume I, Users Manual. USAF Technical Report. 1999. 147с.

2. Aerospace Toolbox User’s Guide. 2018. 570с.