RU2088487C1 - Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake - Google Patents

Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake Download PDF

Info

Publication number
RU2088487C1
RU2088487C1 RU93013976A RU93013976A RU2088487C1 RU 2088487 C1 RU2088487 C1 RU 2088487C1 RU 93013976 A RU93013976 A RU 93013976A RU 93013976 A RU93013976 A RU 93013976A RU 2088487 C1 RU2088487 C1 RU 2088487C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ship
sounding
aircraft
relative
vehicle
Prior art date
Application number
RU93013976A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93013976A (en
Inventor
В.В. Кабачинский
М.И. Минеев
Г.М. Лапшин
Ю.И. Калинин
Original Assignee
Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова filed Critical Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова
Priority to RU93013976A priority Critical patent/RU2088487C1/en
Publication of RU93013976A publication Critical patent/RU93013976A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2088487C1 publication Critical patent/RU2088487C1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: method consists in measuring the characteristics of transport vehicle, characteristics of motion of flying vehicle-sounder relative to air masses and determination of characteristics of air wake. Sounding flying vehicle is placed in succession in several predetermined points after ship holding the sounding vehicle in this point and additionally measuring the parameters of flight: angle of attack and slip angle, flight speed vector, pitch angle, bank angle, heading angle, angular velocities relative to three axes, longitudinal and lateral g-loads, control surface angles of sounding flying vehicle; then direction and force of wind and motions of ship (change in trim, heeling and vertical motion of ship's center of mass) are measured, after which the following characteristics of sounding flying vehicle are measured: vertical deviations, lateral deviations and speed vector reactive to ship; measurements are conducted by means of external trajectory measurement devices on measurement platform connected with ship; platform is stabilized against motions and then differences between vector of speed of sounding vehicle relative to measurement platform and vector of speed of sounding vehicle relative to air masses are determined. EFFECT: enhanced accuracy of measurements. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано в самолетной технике корабельного базирования для измерения характеристик посадочных систем. The invention relates to the field of aviation and can be used in ship-based aircraft for measuring the characteristics of landing systems.

Известна система измерения спутной струи самолета с использованием самолета-зондировщика. A known system for measuring the satellite jet of an aircraft using a sounding aircraft.

Проведение исследований с применением самолета-зондировщика, предназначенного для полета в вихревом следе ведущего самолета (полет в следе и его пересечения), предполагает использование визуализации вихревых жгутов. Это делается с помощью дымовых систем, устанавливаемых на борту ведущего летательного аппарата (ЛА). При этом основной сложностью является измерение характеристик потока, индуцируемого вихревым следом, в определенных точках, т. к. под действием различных факторов область спутной струи перемещается в пространстве. Необходимо перемещать датчики таким образом, чтобы их движение повторяло массовое движение исследуемой области следа и в тоже время они находились в определенных заданных положениях в пространстве. Поэтому приходится, либо допуская погрешности, проводить оценочные исследования, либо, усложняя методику обработки материалов, вводить поправки. Conducting research using a sounding aircraft designed to fly in a vortex wake of a leading aircraft (flying in a wake and its intersection), involves the use of visualization of vortex harnesses. This is done with the help of smoke systems installed on board the leading aircraft (LA). In this case, the main difficulty is to measure the characteristics of the flow induced by the vortex wake at certain points, because under the influence of various factors the region of the satellite stream moves in space. It is necessary to move the sensors in such a way that their movement repeats the mass movement of the studied area of the wake and at the same time they are in certain predetermined positions in space. Therefore, it is necessary, either admitting errors, to conduct evaluative studies, or, complicating the processing of materials, introduce amendments.

Способ используется для определения структуры течения и измерения интенсивности следа по регистрируемым отклонениям рулей управления самолета-зондировщика, компенсирующих его перемещение в следе. Для оценки интенсивности вихрей составляющих вектора скорости потока на самолете-зондировщике регистрируются угловые скорости и перегрузки относительно трех осей, углы отклонения управляющих поверхностей. Необходима синхронная регистрация кинематических характеристик потока и самого движения самолета, а также относительного движения самолетов, необходима высокая точность измерений и регистрации. The method is used to determine the structure of the flow and measure the intensity of the wake from the recorded deviations of the rudders of the control aircraft, compensating for its movement in the wake. To evaluate the intensity of the vortices of the components of the flow velocity vector, the angular velocities and overloads relative to the three axes, and the deflection angles of the control surfaces are recorded on a sounding airplane. Synchronous registration of the kinematic characteristics of the flow and the movement of the aircraft, as well as the relative motion of the aircraft, is required, high accuracy of measurements and registration is required.

По результатам анализа погрешностей определения характеристик спутной струи следует, что они зависят от ошибок измерителей воздушной скорости и скорости движения относительно самолета или корабля, а для штатных измерителей на обычных скоростях захода на посадку не обеспечивают необходимой точности определения скоростей спутной струи. Для достижения требуемых точностных характеристик измерения параметров воздушного потока необходимо применение специальных датчиков с уменьшенной погрешностью измерения скорости полета. According to the results of the analysis of errors in determining the characteristics of the satellite stream, it follows that they depend on the errors of the airspeed meters and the speed of movement relative to the aircraft or ship, and for standard meters at normal speeds of approach, they do not provide the necessary accuracy in determining the speeds of the satellite stream. To achieve the required accuracy characteristics of measuring the air flow parameters, it is necessary to use special sensors with a reduced error in measuring the speed of flight.

Наиболее близким к предложенному является способ определения структуры следа ЛА на необходимых удалениях за ним при точном выдерживании заданных расстояний, согласно которому за ЛА буксируется другой ЛА, оборудованный аппаратурой для измерения в следе. Длина буксировочного троса определяется расстоянием, на котором необходимо выполнять измерения. Датчики устанавливаются на выносной штанге, которая в процессе эксперимента вводится в вихревой след. Такой метод исследований позволяет определить структуру следа на необходимом расстоянии за самолетом и может быть использован для анализа его развития сворачивания пелены и невязкого развития следа. Таким способом буксирован планер с установленной на нем термоанемометрической аппаратурой за канадским самолетом "Де Хэвиленд", длина троса составляла 18 размахов крыла самолета. Closest to the proposed one is a method for determining the structure of an aircraft’s wake at necessary distances behind it, while maintaining precisely the specified distances, according to which another aircraft equipped with equipment for measuring in the wake is towed behind the aircraft. The length of the tow rope is determined by the distance at which measurements are required. The sensors are mounted on a remote rod, which is introduced into the vortex wake during the experiment. This research method allows you to determine the structure of the trace at the required distance behind the aircraft and can be used to analyze its development of folding the shroud and the inviscid development of the track. In this way, a glider was towed with the hot-wire anemometer installed on it behind the Canadian De Haviland aircraft, the cable length was 18 wingspan.

Для зондирования следа использовались 3-компонентные термоанемометрческие датчики, установленные на выносной штанге планера. To probe the track, 3-component hot-wire anemometer sensors mounted on a remote glider rod were used.

Недостаток способа использования буксируемых планеров для целей измерения характеристик спутной струи за кораблем -отсутствие желаемых результатов по точности. Для получения заданной точности оценки параметров спутной струи требуется проведение высокоточных измерений с использованием прецизионных датчиков и длительное время наблюдения в каждой пространственной точке, чего не позволяет сделать описанный способ. The disadvantage of using towed gliders for measuring the characteristics of a satellite jet behind a ship is the lack of desired accuracy results. To obtain a given accuracy in estimating the parameters of a satellite stream, it is necessary to carry out high-precision measurements using precision sensors and a long observation time at each spatial point, which the described method does not allow.

Спутная струя за кормой корабля, наряду с колебательными движениями посадочной площадки, является одним из решающих факторов, влияющих на точность и безопасность выполнения режима посадки ЛА. Отсюда вытекает необходимость достоверного знания о реальных характеристиках спутной струи и определение модели этого возмущения для выбора расчетных случаев оценки эффективности выполнения посадки и спрогнозировать характеристики посадки ЛА в расчетных экстремальных условиях внешней среды. The satellite stream behind the stern of the ship, along with the oscillatory movements of the landing site, is one of the decisive factors affecting the accuracy and safety of the aircraft landing mode. This implies the need for reliable knowledge of the real characteristics of the satellite stream and the determination of the model of this perturbation for the selection of design cases for evaluating the efficiency of landing and to predict the characteristics of the aircraft landing under calculated extreme environmental conditions.

Обтекание корпуса корабля и палубы воздушным потоком приводит к образованию интенсивных воздушных возмущений в виде скосов потока и вихрей (воздушных ям), которые вызывают изменения угла атаки ЛА и его воздушной скорости. Неравномерность вертикальных скосов по размаху крыла приводит также к интенсивным возмущениям по углу крена ЛА, особенно перед самой посадкой. Airflow around the hull of the ship and deck leads to the formation of intense air disturbances in the form of bevels of the stream and vortices (air holes), which cause changes in the angle of attack of the aircraft and its airspeed. The unevenness of the vertical bevels along the wing span also leads to intense disturbances in the angle of the aircraft roll, especially before landing.

Характер и интенсивность воздушных возмущений зависят от продольной балансировки авианосца, скорости его движения, направления и интенсивности ветра и волнения моря. The nature and intensity of air disturbances depend on the longitudinal balancing of the aircraft carrier, its speed, direction and intensity of wind and sea waves.

Воздушные возмущения за кораблем содержат стационарные (детерминированные) возмущения, являющиеся функциями координат местоположения ЛА относительно корабля. Air disturbances behind the ship contain stationary (deterministic) disturbances, which are functions of the coordinates of the location of the aircraft relative to the ship.

Они характеризуются нисходящими и восходящими потоками воздуха за кормой корабля, меняющимися при изменении местоположения ЛА (скосы 4-9o).They are characterized by descending and ascending air flows behind the stern of the ship, changing with a change in the location of the aircraft (bevels 4-9 o ).

Турбулентные возмущения в виде случайных функций времени зависят от скорости воздушного потока над палубой и дальности до корабля σW ≈ 0,2 ÷ 0,7 м/с.Turbulent disturbances in the form of random functions of time depend on the speed of the air flow above the deck and the distance to the ship σ W ≈ 0.2 ÷ 0.7 m / s.

Вертикальные и горизонтальные скосы потока, обусловленные качкой корабля в виде периодических функций времени в зависимости от колебаний палубы (±1,4 м/с и ±0,6 м/с). The vertical and horizontal slopes of the flow due to the rolling of the ship in the form of periodic functions of time depending on the oscillations of the deck (± 1.4 m / s and ± 0.6 m / s).

За кормой корабля остаются зоны завихренного потока на больших расстояниях, причем сразу за кормой линии завихренного потока до приблизительно 150 м направлены вниз, а с расстояния приблизительно 300 м и далее направлены вверх. Таким образом, за авианосцем имеется провал потока вниз, и ЛА, входя в эту зону, имеет тенденцию проваливаться (в яму). Over the stern of the ship there remain swirling flow zones at large distances, and immediately after the stern the swirling flow lines up to about 150 m are directed downward, and from a distance of about 300 m and then upward. Thus, there is a downward flow failure behind the aircraft carrier, and the aircraft entering this zone tends to fall (into the pit).

Отмеченные моменты определяют необходимость измерений и оценивания характеристик спутного воздушного потока за кораблем в реальных условиях. The noted points determine the need for measuring and evaluating the characteristics of the satellite air flow behind the ship in real conditions.

Задача определения составляющих скоростей спутной струи за кораблем решается путем использования летательных аппаратов типа планера-зонда на основе измерения векторов скорости полета относительно корабля и воздушной скорости. The problem of determining the component velocities of a satellite stream behind a ship is solved by using aircraft such as a glider probe based on measuring the vectors of flight speed relative to the ship and airspeed.

Цель изобретения определение характеристик спутной струи за авианосным кораблем. The purpose of the invention is the determination of the characteristics of a satellite stream behind an aircraft carrier ship.

Для решения указанной цели предложен способ измерений характеристик -составляющих скоростей спутной струи за авианосным кораблем, включающий измерение характеристик корабля, характеристик движения летательного аппарата (ЛА) зондировщика относительно масс воздуха и определения характеристик воздушной спутной струи, в котором ЛА-зондировщик последовательно помещают в ряд заданных точек пространства за кораблем, удерживая ЛА-зондировщик в заданной точке, замеряют дополнительно параметры полета -углы атаки и скольжения (α и β), вектор скорости полета

Figure 00000006
, углы тангажа, крена, курса ν, γ, ψ, угловые скорости относительно трех осей w2, ωx, ωy, продольную и боковую перегрузки (hy, hz), углы отклонения рулевых поверхностей δв, δэ, δн, δнупс ЛА-зондировщика, измеряют направление θск и силу Wск ветра, качку корабля (дифферентную θк, креновую γк и вертикальное перемещение центра масс корабля ΔHск) и измеряют характеристики ЛА-зондировщика вертикальные ΔH, боковые отклонения ΔZ и вектор скорости
Figure 00000007
относительно корабля средствами внешне-траекторных измерений (ВТИ) на мерной платформе, связанной с кораблем, стабилизируя ее по качке, после чего определяют искомые разности между вектором скорости ЛА-зондировщика относительно мерной платформы
Figure 00000008
и вектором скорости ЛА-зондировщика относительно воздушных масс
Figure 00000009
.To solve this goal, a method for measuring the characteristics of the constituent velocities of a satellite stream behind an aircraft carrier ship is proposed, including measuring the characteristics of the ship, the motion characteristics of the aircraft (LA) of the probe relative to air masses, and determining the characteristics of the air satellite stream, in which the LA probe is sequentially placed in a series of predetermined points of space behind the ship, holding the LA-probe at a given point, additionally measure flight parameters — attack and slip angles (α and β), vector c orosti flight
Figure 00000006
, pitch, roll, heading angles ν, γ, ψ, angular velocities relative to the three axes w 2 , ω x , ω y , longitudinal and lateral overloads (h y , h z ), steering surfaces deflection angles δ в , δ э , δ n , δ nups of the LA probe, measure the direction θ cc and wind force W cc , the roll of the ship (trim θ k , roll γ k and the vertical displacement of the ship’s center of mass ΔH cc ) and measure the characteristics of the LA prober vertical ΔH, lateral deviations ΔZ and speed vector
Figure 00000007
relative to the ship by means of external trajectory measurements (VTI) on a measuring platform connected with the ship, stabilizing it by pitching, after which the desired differences between the velocity vector of the LA probes relative to the measuring platform are determined
Figure 00000008
and the velocity vector of the LA probe relative to air masses
Figure 00000009
.

На чертеже изображены общая блок-схема системы измерения характеристик параметров спутной струи за кораблем, где обозначены: 1 буксируемая модель-зондировщик, летательный аппарат (ЛА)-зондировщик; 2 силовой трос и информационный кабель; 3 система автоматического управления (САУ); 4 - инерциональная система (ИС); 5 система воздушных сигналов (СВС); 6 датчик воздушной скорости трубка Пито; 7 датчик скольжения; 8 датчик угла атаки; 9, 10, 11 гироскопические датчики углов тангажа курса, крена; 15, 16 акселерометры вертикальной и боковой перегрузок; 17 органы (поверхности) управления, включая органы непосредственного управления подъемной силой (НУПС); 18 электропривод управления лебедкой; 19 лебедка привода, троса и кабеля; 20 телевизионная информационно-измерительная система (ТИИС) на стабилизированной мерной платформе; 21 датчик крена корабля; 22 датчик дифферента корабля; 23 датчик ветра на корабле; 24 датчик качки корабля; 25 электропривод аппараллей; 26 вычислитель; 27 пульт управления оператора; 28 корабль. The drawing shows a General block diagram of a system for measuring the characteristics of the parameters of a satellite jet behind a ship, where are indicated: 1 towed probing model, aircraft (LA) -sonde; 2 power cable and data cable; 3 automatic control system (ACS); 4 - inertial system (IS); 5 system of air signals (SHS); 6 airspeed sensor pitot tube; 7 slip sensor; 8 angle of attack sensor; 9, 10, 11 gyroscopic sensors of pitch angles, roll; 15, 16 accelerometers of vertical and lateral overloads; 17 governing bodies (surfaces), including direct lifting force control (LPS); 18 electric winch control; 19 winch drive, cable and cable; 20 television information measuring system (TIIS) on a stabilized measuring platform; 21 vehicle roll sensors; 22 ship trim sensor; 23 wind sensor on the ship; 24 ship pitching sensor; 25 electric drives; 26 calculator; 27 operator control panel; 28 ship.

Способ заключается в следующем. The method is as follows.

В соответствии с выбранным шагом по координатам X, Y, Z разбивают воздушное пространство за кормой корабля, образуя "куб" точек, в которых нужно произвести измерения параметров спутной струи. Заданные координаты точек отображают на экране дисплея 27, стоящем перед оператором. На этом же экране наблюдают положение ЛА-зондировщика 1 по информации, получаемой от ВТИ - ТИИС-20, стабилизированной по качке корабля. Помещают ЛА-зондировщик 1 последовательно в ряд заданных точек пространства за кораблем, удерживая его в заданной точке с помощью САУ-3, отклонением поверхностей управления 17 которой реализуют заданную траекторию полета. In accordance with the selected step, the air space behind the stern of the ship is divided along the X, Y, Z coordinates, forming a "cube" of points at which to measure the parameters of the satellite stream. The specified coordinates of the points are displayed on the display screen 27 facing the operator. On the same screen, the position of the LA probe 1 is observed according to the information received from the VTI - TIIS-20, stabilized by the rolling of the ship. The LA probes 1 are placed sequentially in a series of predetermined points of space behind the ship, holding it at a given point using SAU-3, by deviation of the control surfaces 17 of which they realize a predetermined flight path.

Совместив заданные и текущие координаты ЛА-зондировщика 1, измеряют дополнительно параметры полета углы атаки и скольжения α и β, вектор скорости полета

Figure 00000010
, углы тангажа, крена и курса ν, γ, ψ, угловые скорости wz, ωx, ωy, продольную и боковую перегрузки (hy, hz), углы отклонения рулевых поверхностей (δв, δэ, δн, δнупс) ЛА- зондировщика 1 и вводят в корабельный вычислитель 26.Combining the set and current coordinates of the LA probes 1, additionally measure the flight parameters, the angles of attack and slip α and β, the velocity vector
Figure 00000010
, pitch, roll and course angles ν, γ, ψ, angular velocities w z , ω x , ω y , longitudinal and lateral overloads (h y , h z ), steering surface deviation angles (δ in , δ e , δ n , δ nups ) of the LA-probe 1 and enter into the ship computer 26.

Измеряют направление θск и силу ветра Wск, качку корабля, дифферентную θк, креновую γк и вертикальное перемещение центра масс корабля ΔHк, а также измеряют характеристики ЛА-зондировщика 1 вертикальные ΔH и боковые отклонения ΔZ и вектор скорости

Figure 00000011
относительно корабля средствами на мерной платформе, связанной с кораблем и стабилизированной по качке.The direction θ cc and the wind force W cc , the ship pitching, the differential θ k , the roll γ k, and the vertical displacement of the ship’s center of mass ΔH k are measured, and the vertical sounding parameters 1 ΔH and lateral deviations ΔZ and the velocity vector are measured
Figure 00000011
relative to the ship by means on a measuring platform connected with the ship and stabilized by pitching.

После этого с помощью вычислителя 26 определяют искомые разности между вектором скорости ЛА-зондировщика 1 относительно мерной платформы

Figure 00000012
и вектором скорости ЛА-зондировщика 1 относительно воздушных масс
Figure 00000013
по формуле
Figure 00000014
где
Figure 00000015
вектор скорости перемещения воздушных масс в стабилизированной посадочной системе мерной платформе в виде составляющих скоростей Wx, Wy, Wz определяется
Figure 00000016

где Vвс воздушная скорость ЛА- зондировщика 1, полученная по информации от системы воздушных сигналов (СВС).After that, using the calculator 26 determine the desired differences between the velocity vector of the LA probes 1 relative to the measuring platform
Figure 00000012
and the velocity vector of the LA probe 1 relative to air masses
Figure 00000013
according to the formula
Figure 00000014
Where
Figure 00000015
the velocity vector of the movement of air masses in a stabilized landing system measuring platform in the form of velocity components W x , W y , W z is determined
Figure 00000016

where V Sun airspeed La sounder 1 obtained according to information from air data system (SHS).

По полученным составляющим вектора скорости Wx, Wy, Wz ЛА-зондировщика 1 определяют приведенные через масштаб турбулентности L спектральные плотности S(Wx/L), S(Wy/L), S(Wz/L) и среднеквадратические величины σWx, σWy, σWz турбулентной составляющей потока при различных характеристиках морского волнения и направления и скорости ветра над палубой; взаимные корреляционные функции R(τ) турбулентности и флюктуаций для параметров α, β, vск, ΔZ, γк, θк.Using the obtained components of the velocity vector W x , W y , W z of the LA probe 1, the spectral densities S (W x / L), S (W y / L), S (W z / L) and RMS the values of σ Wx , σ Wy , σ Wz of the turbulent component of the flow for various characteristics of sea waves and the direction and speed of the wind above the deck; mutual correlation functions R (τ) of turbulence and fluctuations for the parameters α, β, v ck , ΔZ, γ k , θ k .

Причем данные статистические характеристики получают по всему диапазону расчетных условий, изменения углов установки аппареллей и т.д. включая экстремальные случаи, соответствующие максимальной качке корабля и установке на палубе базирующихся эскадрилий по предельной схеме размещения на стартовых позициях. Moreover, these statistical characteristics are obtained over the entire range of design conditions, changes in the angles of installation of the ramps, etc. including extreme cases corresponding to the maximum rolling of the ship and the installation of based squadrons on the deck according to the limiting layout at the starting positions.

Оценка погрешностей вычисления составляющих скоростей ветра представляют как приращения функции многих переменных, соответствующего заданным приращениям аргументов. Если каждая из функций fx, fy, fz дифференцируема, то по каждой переменной

Figure 00000017

приращение каждой составляющей Wx, Wy, Wz определяют разложением функций fx, fy, fz в степенной ряд в окрестности параметров движения, определяющих исходную траекторию полета.The estimation of errors in the calculation of the components of wind speeds is represented as the increment of the function of many variables corresponding to the given increment of the arguments. If each of the functions f x , f y , f z is differentiable, then for each variable
Figure 00000017

the increment of each component W x , W y , W z is determined by expanding the functions f x , f y , f z in a power series in the vicinity of the motion parameters that determine the initial flight path.

Управления для оценки погрешностей вычисления составляющих скоростей спутной струи за кораблем представляет

Figure 00000018

где Xj параметры движения ЛА, которые используют для вычисления ΔWx, ΔWy, ΔWz; Δxj -погрешности определения истинных величин этих параметров, n 7.Controls for estimating errors in calculating the velocity components of a satellite stream behind a ship are
Figure 00000018

where X j are the aircraft motion parameters that are used to calculate ΔW x , ΔW y , ΔW z ; Δx j - errors in determining the true values of these parameters, n 7.

Погрешности считаются независимыми величинами с математическими ожиданиями, равными нулю. Errors are considered independent quantities with mathematical expectations equal to zero.

При этих условиях среднеквадратическая погрешность вычислителя составляющих скоростей спутной струи определяют по формуле

Figure 00000019

Это выражение используется для назначения требований по допустимым погрешностям датчиков параметров движения ЛА и оценки точности определения скоростей спутной струи по бортовой и наземной информации о параметрах движения ЛА.Under these conditions, the standard error of the calculator of the components of the velocity of the satellite stream is determined by the formula
Figure 00000019

This expression is used to assign requirements for permissible errors in the sensors of the parameters of the aircraft motion and to evaluate the accuracy of determining the speeds of the satellite stream from the airborne and ground information about the parameters of the aircraft motion.

Погрешности измерения параметров спутной струи снижаются за счет уменьшения до нулевого значения скорости полета ЛА-зондировщика 1 относительно корабля. Погрешности измерения скорости ЛА исключаются путем измерения скорости ЛА относительно корабля средствами ВТИ. Errors in measuring the parameters of the satellite stream are reduced by reducing to zero the flight speed of the LA probes 1 relative to the ship. Errors in the measurement of aircraft speed are eliminated by measuring the speed of the aircraft relative to the ship using VTI.

Способ позволяет проводить наблюдения при измерении параметров воздушного потока в фиксированной точке пространства относительно корабля в течение длительного времени, тем самым обеспечивается точность и стабильность характеристик воздушного потока в заданной точке посадки. The method allows for observations when measuring the parameters of the air flow at a fixed point in space relative to the ship for a long time, thereby ensuring the accuracy and stability of the characteristics of the air flow at a given point of landing.

При использовании данного способа снижаются ограничения по гидрометеорологическим условиям проведения экспериментов и зависимость от географических районов в местонахождении корабля, а также отсутствуют запасные береговые аэродромы в радиусе досягаемости их ЛА. When using this method, the restrictions on the hydrometeorological conditions of the experiments and the dependence on geographical areas at the ship’s location are reduced, and there are no alternate coastal airfields within the reach of their aircraft.

Простота обслуживания при эксперименте делает способ экономичным и рациональным при измерении характеристик спутной струи за кораблем. The ease of maintenance during the experiment makes the method economical and rational in measuring the characteristics of the satellite stream behind the ship.

Данный способ реализуется системой измерений. This method is implemented by a measurement system.

На борту 1 ЛА-буксировщика САУ-3 соединена с датчиками параметров движения ЛА, используемых в инерциальной системе 4, которая в свою очередь соединена с датчиками углов тангажа ν 9, курса j 10, крена g 11, акселерометрами hy 15, hz 16, и датчиками угловых скоростей (ДУС) wz-12, ωy-13, ωx-14.On board 1 of the LA-towing vehicle, the SAU-3 is connected to the sensors of the aircraft motion parameters used in the inertial system 4, which in turn is connected to the sensors of pitch angles ν 9, course j 10, roll g 11, accelerometers h y 15, h z 16 , and angular velocity sensors (TLS) w z -12, ω y -13, ω x -14.

СВС-5 соединена с датчиками углов атаки α 8, скольжения b 7 и воздушной скорости Vвс 6, СВС-5 соединена с САУ-3; выход САУ-3 соединен с органами управления 17.SVS-5 is connected to sensors of angles of attack α 8, slip b 7 and airspeed V Sun 6, SVS-5 is connected to SAU-3; SAU-3 output is connected to controls 17.

Корабельная ТИИС-20 соединена с вычислителем 26, который соединен с датчиками качки 24, ветра 23, дифферента 22, крена 27, а также с пультом управления 27 оператора; выход вычислителя 26 соединен с ТИИС-20, электроприводами 18 лебедки 19 и электроприводом 235 аппареллей. Ship TIIS-20 is connected to a computer 26, which is connected to the sensors of pitching 24, wind 23, trim 22, roll 27, as well as with the control panel 27 of the operator; the output of the calculator 26 is connected to the TIIS-20, the electric drives 18 of the winch 19 and the electric drive 235 ramps.

С помощью задатчика координат управления ЛА-зондировщиком 1, расположенным на пульте 27 и соединенным по кабелю с САУ-3, помещают ЛА-1 последовательно в ряд заданных точек пространства за кораблем. Для этого с помощью САУ-3 отклоняются поверхности управления 17. После совмещения заданных и текущих координат ЛА-зондировщика 1 происходит загрузка данных в корабельной вычислитель 26, соединенный с корабельными системами. Измерения на борту ЛА-1 параметров движения ЛА синхронизированы с внешнетраекторными измерениями скорости полета и местоположения ЛА-1 относительно корабля. Using the control coordinate controller, the LA probe 1, located on the remote control 27 and connected by cable to the SAU-3, place the LA-1 sequentially in a series of predetermined points of space behind the ship. To this end, control surfaces 17 are deflected using SAU-3. After combining the set and current coordinates of the LA probes 1, data is loaded into the ship computer 26 connected to the ship systems. The measurements on board the LA-1 aircraft motion parameters are synchronized with the external trajectory measurements of the flight speed and the location of the LA-1 relative to the ship.

Оператор с пульпа управления 27 через вычислитель 26 управляет также дальностью ЛА-зондировщика 1 с помощью электропривода лебедки 18; с помощью электропривода 25 изменяет углы установки аппареллей и тем самым меняет структуру спутной струи. The operator from the control pulpit 27 through the calculator 26 also controls the range of the LA-probe 1 using the electric winch 18; with the help of an electric drive 25 changes the angles of installation of the ramps and thereby changes the structure of the satellite stream.

ЛА-зондировщик 1 летающая модель, обладающая минимальными эволютивными скоростями полета, соизмеримыми со скоростями движения корабля. Для оценки параметров спутной струи требуется определенное время наблюдения в каждой точке пространства в стабилизированных -фиксированных условиях по ветру и волнению моря. Только в этом случае возможна достоверная оценка случайной и детерминированной составляющих спутной струи. LA probes 1 flying model with minimal evolving flight speeds, comparable with the speed of the ship. To evaluate the parameters of a satellite stream, a certain observation time is required at each point in space under stabilized, fixed conditions in the wind and sea waves. Only in this case is it possible to reliably estimate the random and determined components of the satellite stream.

Быстрое движение переходного процесса перевода ЛА-зондировщика 1 в другую измерительную точку пространства струи устраняется САУ-3 с помощью непосредственного управления подъемной силой (НУПС) 17. The rapid movement of the transition process of transferring the LA-probe 1 to another measuring point of the jet space is eliminated by the SAU-3 by means of direct control of the lifting force (LPS) 17.

С помощью ТИИС 20, использующей передающую телевизионную трубку типа "видикон", автоматически измеряются координаты ЛА-зондировщика 1 по осям, совпадающим и с направлением кадровой и строчной разверток. Если изображение ЛА на экране телевизионного приемника осталось смещенным на величину X по горизонтальной оси и на величину Y по вертикальной, то относительно продольной оси передающей трубки изображение сместится на углы в продольном tgλ X/F, горизонтальном на tgμ Y/F, где F -фокусное расстояние объектива. Если автоматически измеряется смещение ЛА по осям X, Y, то определяются угловые отклонения ЛА относительно оси телевизионной камеры. Эти данные с помощью управляющего устройства поворачивают телекамеру так, чтобы изображение ЛА непрерывно удерживалось в ее поле зрения. With the help of TIIS 20, which uses a Vidicon-type transmitting television tube, the coordinates of the LA probing device 1 are automatically measured along the axes that coincide with the direction of the vertical and horizontal scans. If the image of the aircraft on the screen of the television receiver remains shifted by an amount X on the horizontal axis and a value Y on the vertical, then relative to the longitudinal axis of the transmitting tube, the image will be shifted by the angles in the longitudinal tgλ X / F, horizontal by tgμ Y / F, where F is the focus lens distance. If the aircraft displacement along the X, Y axes is automatically measured, then the angular deviations of the aircraft relative to the axis of the television camera are determined. These data using the control device rotate the camera so that the image of the aircraft is continuously held in its field of view.

Необходимым условием внешнетраекторных измерений ТИИС является DH=0, ΔZ=0, ΔD=0, в это время происходит измерение α, β, Vск.A necessary condition for external trajectory measurements of TIIS is DH = 0, ΔZ = 0, ΔD = 0, at which time α, β, V ck are measured.

Claims (1)

Способ измерения характеристик воздушной спутной струи за транспортным средством, преимущественно за авианесущим кораблем, включающий измерение параметров движения транспортного средства, параметров движения летательного аппарата-зондировщика относительно масс воздуха и определение параметров воздушной спутной струи, отличающийся тем, что летательный аппарат-зондировщик последовательно помещают в ряд заданных точек пространства за кораблем, в которых удерживают летательный аппарат-зондировщик с помощью системы автоматического управления и силового троса, измеряют дополнительно параметры полета углы атаки и скольжения (α,β), вектор скорости полета
Figure 00000020
углы тангажа, крена и курса (∂,γ,ψ), угловые скорости относительно трех осей (ωzxy), продольную и боковую перегрузки (ny, nz), углы отклонения рулевых поверхностей (δвэн) летательного аппарата-зондировщика, измеряют направление θск и силу Wск ветра, качку корабля и измеряют характеристики летательного аппарата-зондировщика вертикальные ΔH, боковые отклонения ΔZ, и вектор скорости
Figure 00000021
относительно корабля средствами внешне-траекторных измерений на мерной платформе, связанной с кораблем, стабилизируя ее по качке, после чего определяют скорости перемещения в спутной струе в виде разности между вектором скорости летательного аппарата-зондировщика относительно мерной платформы
Figure 00000022
и вектором скорости летательного аппарата-зондировщика относительно воздушных масс
Figure 00000023
и по полученным скоростям перемещения воздушной спутной струи вычисляют ее характеристики, а именно, спектральную плотность, среднеквадратические величины турбулентной составляющей потока и масштаб турбулентности.
A method for measuring the characteristics of an airborne jet behind a vehicle, mainly behind an aircraft carrier, including measuring the parameters of the vehicle, motion parameters of the sounding aircraft relative to air masses and determining the parameters of the airborne satellite, characterized in that the sounding aircraft is sequentially placed in a row preset points of space behind the ship, in which the aircraft-probe is held using an automatic control and power cable, additionally measure flight parameters, attack and slip angles (α, β), flight speed vector
Figure 00000020
pitch, roll and course angles (∂, γ, ψ), angular velocities relative to the three axes (ω z , ω x , ω y ), longitudinal and lateral overloads (n y , n z ), steering surface deviation angles (δ in , δ e , δ n ) of the sounding aircraft, measure the direction θ ck and the force W c to the wind, the ship is pitching and measure the characteristics of the vertical sounding vehicle ΔH, lateral deviations ΔZ, and the velocity vector
Figure 00000021
relative to the ship by means of external trajectory measurements on a measuring platform connected with the ship, stabilizing it along the pitching, and then determining the speed of movement in a satellite stream in the form of the difference between the velocity vector of the sounding aircraft relative to the measuring platform
Figure 00000022
and the velocity vector of the sounding aircraft relative to air masses
Figure 00000023
and from the obtained velocities of movement of the airborne satellite stream, its characteristics are calculated, namely, spectral density, rms values of the turbulent component of the flow and the scale of turbulence.
RU93013976A 1993-03-17 1993-03-17 Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake RU2088487C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93013976A RU2088487C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93013976A RU2088487C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93013976A RU93013976A (en) 1997-01-27
RU2088487C1 true RU2088487C1 (en) 1997-08-27

Family

ID=20138790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93013976A RU2088487C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088487C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010554A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo Rossiyskaya Aktsionernaya Assotsiatsiya 'spetstekhnika' Method and system for preventing an aircraft from penetrating into a dangerous trailing vortex area of a vortex generator
WO2005010555A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo Rossyskaya Aktsionernaya Assotsiatsya Spetstekhnika Integrated system for aircraft vortex safety
US8506300B2 (en) 2003-07-25 2013-08-13 Spetstekhnika Flight simulator
WO2022189723A1 (en) 2021-03-10 2022-09-15 Office National D'etudes Et De Recherches Aérospatiales System for controlling aeraulic conditions above a landing or deck-landing zone

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Миронов А.Д., Замятин А.Н., Королев А.А. и др. Методы аэрофизических иследований в полете. - М.: Машиностроение, 1985, с. 37 - 45. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010554A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo Rossiyskaya Aktsionernaya Assotsiatsiya 'spetstekhnika' Method and system for preventing an aircraft from penetrating into a dangerous trailing vortex area of a vortex generator
WO2005010555A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo Rossyskaya Aktsionernaya Assotsiatsya Spetstekhnika Integrated system for aircraft vortex safety
EA008093B1 (en) * 2003-07-25 2007-02-27 Государственное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации Integrated system for aircraft vortex safety
EA008091B1 (en) * 2003-07-25 2007-02-27 Государственное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации Method and system for preventing an aircraft from penetrating into dangerous trailing vortex area of a vortex operator
US7333030B2 (en) 2003-07-25 2008-02-19 Joint Stock Company “Spetstekhnika” Method and system for preventing an aircraft from penetrating into a dangerous trailing vortex area of a vortex generator
US8000848B2 (en) 2003-07-25 2011-08-16 Faprid Integrated system for aircraft vortex safety
US8506300B2 (en) 2003-07-25 2013-08-13 Spetstekhnika Flight simulator
WO2022189723A1 (en) 2021-03-10 2022-09-15 Office National D'etudes Et De Recherches Aérospatiales System for controlling aeraulic conditions above a landing or deck-landing zone
FR3120601A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-16 Office National D'etudes Et De Recherches Aérospatiales SYSTEM FOR CONTROLLING AIR CONDITIONS ABOVE A LANDING OR DECK ZONE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kegerise et al. An experimental investigation of a wing-fuselage junction model in the NASA Langley 14-by 22-foot subsonic wind tunnel
US7561067B2 (en) Airspeed / wind speed measurement device for aircraft, and display device for same
Owens et al. Overview of dynamic test techniques for flight dynamics research at NASA LaRC
Donnell et al. Wind characterization using onboard IMU of sUAS
US20110238330A1 (en) Flow determination method
RU2088487C1 (en) Method of measuring characteristics of transport vehicle air wake
JPH05170191A (en) Landing guidance sensor system
Cooper et al. Calibrating airborne measurements of airspeed, pressure and temperature using a Doppler laser air-motion sensor
Sellers III et al. LDV surveys over a fighter model at moderate to high angles of attack
US20110299062A1 (en) Device and method for detecting and measuring wind for an aircraft
Schweikhard A method for in-flight measurement of ground effect on fixed-wing aircraft.
Duncan Jr The effects of step excrescences on swept-wing boundary-layer transition
US3719337A (en) Flight control apparatus for maintaining maximum ground speed while within the jet stream
Wolf et al. Wake unsteadiness and tip vortex system of full-scale helicopters in ground effect
RU2331892C2 (en) Method of aircraft velocity component defining
RU2375690C1 (en) Method for determination of pitot probe aerodynamic errors in flight tests of flying vehicle
KR102185898B1 (en) System and method for measuring wave height of ocean
Loeser et al. Development of the dynamic wind tunnel testing capabilities at DNW-NWB
Taymourtash et al. Wind tunnel investigation of a helicopter model in shipboard operations
Matayoshi et al. Flight test evaluation of a helicopter airborne lidar
RU2192015C1 (en) Procedure of determination of component of speed of aircraft
Matayoshi et al. Development of airborne ultrasonic velocimeter and its application to helicopters
RU2650415C1 (en) Method and device for aerometric measurements of wind parameters on the board of the aircraft
Brotherhood et al. An experimental investigation of the flow through a helicopter rotor in forward flight
Throneberry et al. Multi-rotor wake characterization and visualization in ascending and descending flight