RU2152637C1 - Motion control system for unmanned flying vehicle - Google Patents

Motion control system for unmanned flying vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2152637C1
RU2152637C1 RU99115688/09A RU99115688A RU2152637C1 RU 2152637 C1 RU2152637 C1 RU 2152637C1 RU 99115688/09 A RU99115688/09 A RU 99115688/09A RU 99115688 A RU99115688 A RU 99115688A RU 2152637 C1 RU2152637 C1 RU 2152637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
aerodynamic
unmanned aerial
output
aerial vehicle
Prior art date
Application number
RU99115688/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Л. Андрющенко
В.Ю. Борзов
В.А. Михайлов
В.В. Новиков
В.А. Петров
В.П. Тарасов
Original Assignee
Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова
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 Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова filed Critical Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова
Priority to RU99115688/09A priority Critical patent/RU2152637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2152637C1 publication Critical patent/RU2152637C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: automatic control systems. SUBSTANCE: each control channel of proposed control system includes autopilot, amplifier, control actuator, aerodynamic control member and AND logic gate. Each control channel is provided with additional control actuator and gas- dynamic control member connected in series; control channels are also provided with fault location unit. When fault is revealed by fault location unit, additional control actuator is connected, thus keeping the flying vehicle in kinematic trajectory of flight. EFFECT: enhanced reliability of keeping the flying vehicle in kinematic trajectory of flight. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области проектирования беспилотных летательных аппаратов, имеющих системы управления движением с аэродинамическими органами управления (рулями) и функционирующих в аномальных условиях эксплуатации. The invention relates to the field of designing unmanned aerial vehicles having motion control systems with aerodynamic controls (rudders) and operating in abnormal operating conditions.

Оно может быть использовано в беспилотных летательных аппаратах, работающих в условиях повышенной вероятности отказов аэродинамических органов управления. It can be used in unmanned aerial vehicles operating in conditions of increased probability of failure of aerodynamic controls.

Под отказом аэродинамического органа управления понимается либо его фиксация в каком-то определенном положении независимо от сигнала управления, либо его поломка. Фиксация руля может быть вызвана, например, обрывом линии связи между усилителем и рулевым приводом. Поломка руля может возникнуть из-за его механического повреждения. Под отказоустойчивостью (или живучестью) понимается способность системы к сохранению некоторых определяющих функций, с возможной полной или частичной потерей других функций, характеризующих работоспособное состояние системы (Рябинин И.А. Основные проблемы живучести технических систем. - Л., Военно-морская академия, 1983 г., 27 с.). The failure of the aerodynamic control means either its fixation in a certain position, regardless of the control signal, or its breakdown. Locking the steering wheel can be caused, for example, by a break in the communication line between the power steering and the steering gear. Damage to the steering wheel may occur due to its mechanical damage. By fault tolerance (or survivability) is meant the ability of the system to preserve some defining functions, with the possible complete or partial loss of other functions that characterize the operational state of the system (Ryabinin I.A. Main problems of survivability of technical systems. - L., Naval Academy, 1983 city, 27 pp.).

Известны системы управления движением беспилотного летательного аппарата, использующие рули типа поворотного оперения. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является система управления движением беспилотного летательного аппарата US N 3807666 (B 64 C 13/18, 30.04.1974), выбранная в качестве прототипа. Known control systems for the movement of an unmanned aerial vehicle using rudder-type rudders. Closest to the technical nature of the claimed device is the motion control system of an unmanned aerial vehicle US N 3807666 (B 64 C 13/18, 04/30/1974), selected as a prototype.

Рули относятся к аэродинамическим органам управления движением летательного аппарата. Руль представляет собой металлическую пластину определенной формы, прикрепленную одним своим концом к оси рулевого привода. Привод служит для поворота руля относительно нейтрального положения. Сигнал для управления приводом подается с автопилота (или бортового цифрового вычислительного комплекса), на который возложены функции по управлению движением беспилотного летательного аппарата и стабилизации его положения в пространстве. Сигнал с автопилота на рулевой привод проходит через усилитель для доведения его до необходимой мощности. Steering wheels belong to the aerodynamic control elements of the aircraft. The steering wheel is a metal plate of a certain shape, attached at one end to the axis of the steering gear. The drive is used to rotate the steering wheel in a neutral position. The signal for controlling the drive is supplied from an autopilot (or on-board digital computer complex), which is entrusted with the functions of controlling the movement of an unmanned aerial vehicle and stabilizing its position in space. The signal from the autopilot to the steering gear passes through the amplifier to bring it to the required power.

Система управления движением, расположенная на беспилотном летательном аппарате 1 (см. фиг. 1), содержит последовательно соединенные усилитель 2, рулевой привод 3 и аэродинамический орган управления 4. Сигнал для поворота летательного аппарата на определенный угол в одной из плоскостей стабилизации подается с соответствующего выхода автопилота 5. Автопилот предназначен для стабилизации аппарата в пространстве по трем каналам: рысканию, тангажу и крену. Система управления движением включает в себя все три канала. Для простоты изложения и определенности примем для рассмотрения один из каналов системы управления движением - канал тангажа. The motion control system located on the unmanned aerial vehicle 1 (see Fig. 1) contains a serially connected amplifier 2, a steering gear 3 and an aerodynamic control element 4. A signal to rotate the aircraft at a certain angle in one of the stabilization planes is supplied from the corresponding output autopilot 5. The autopilot is designed to stabilize the device in space along three channels: yaw, pitch and roll. The motion control system includes all three channels. For simplicity of presentation and certainty, we will consider for consideration one of the channels of the motion control system — the pitch channel.

На вход системы управления движением аппарата по каналу тангажа, а именно на вход усилителя 2, подается сигнал с выхода автопилота 5, предназначенный для разворота аппарата по углу тангажа. Сигнал усиливается по мощности в усилителе 2 и поступает на рулевой привод 3. Рулевой привод, будучи механически связан с аэродинамическим органом управления 4, разворачивает его на заданный угол. Ось руля проходит через корпус беспилотного летательного аппарата 1. Отклонение руля на определенный угол заставляет беспилотный летательный аппарат 1 развернуться в сторону отклонения руля. At the input of the control system of the apparatus’s movement along the pitch channel, namely, at the input of the amplifier 2, a signal is output from the autopilot 5 output, designed to rotate the apparatus along the pitch angle. The signal is amplified by power in the amplifier 2 and fed to the steering gear 3. The steering gear, being mechanically connected to the aerodynamic control 4, turns it around at a given angle. The axis of the steering wheel passes through the body of the unmanned aerial vehicle 1. Deviation of the steering wheel at a certain angle causes the unmanned aerial vehicle 1 to turn in the direction of deviation of the steering wheel.

Данной традиционной системе управления движением беспилотного летательного аппарата присущи следующие существенные недостатки, обусловленные ее низкой отказоустойчивостью, в частности, к механическим повреждениям:
1. Воздействие механического повреждения на рулевой орган проявляется в виде частичной или полной потери управляющей поверхности руля. Изменение площади поврежденного руля, например руля высоты, сказывается на появлении возмущающих моментов по крену, рысканию и тангажу. Последний момент, как правило, не может быть скомпенсирован действием другого неподвижного руля, обеспечивающего управление по данному каналу управления беспилотным летательным аппаратом. Парирование возмущающего момента по крену не всегда обеспечивается системой стабилизации летательного аппарата из-за изменения аэродинамических характеристик поврежденного руля.
This traditional unmanned aerial vehicle movement control system has the following significant disadvantages due to its low fault tolerance, in particular, to mechanical damage:
1. The impact of mechanical damage on the steering organ is manifested in the form of a partial or complete loss of the steering surface of the steering wheel. A change in the area of the damaged rudder, for example, elevator, affects the appearance of disturbing moments in roll, yaw and pitch. The last moment, as a rule, cannot be compensated by the action of another fixed rudder, providing control over the given control channel of an unmanned aerial vehicle. Parry of the disturbing moment along the roll is not always provided by the aircraft stabilization system due to changes in the aerodynamic characteristics of the damaged rudder.

2. Кроме того, появление возмущения по одному из каналов стабилизации беспилотного летательного аппарата (в данном случае тангажа) приводит к развороту ракеты в той плоскости стабилизации, в которой нарушен орган управления. Будучи нескомпенсированной, ошибка управления беспилотным летательным аппаратом в данном канале еще более увеличивается, что приводит к эффекту положительной обратной связи. В результате чего, например, беспилотный летательный аппарат, летающий низко над морской поверхностью, приводняется, не выполняя при этом поставленной задачи. 2. In addition, the appearance of disturbance along one of the stabilization channels of an unmanned aerial vehicle (in this case, pitch) leads to a turn of the rocket in the stabilization plane in which the control is violated. Being uncompensated, the error in controlling an unmanned aerial vehicle in this channel increases even more, which leads to a positive feedback effect. As a result, for example, an unmanned aerial vehicle flying low above the sea surface is brought in without fulfilling the assigned task.

3. При решении задачи о повышении живучести рулевых органов управления движением беспилотного летательного аппарата возникает необходимость в решении технического противоречия. Суть противоречия заключается в следующем. С одной стороны, руль должен присутствовать для того, чтобы управлять движением беспилотного летательного аппарата. С другой стороны, руля быть не должно, поскольку наличие руля служит предпосылкой его возможных механических повреждений и поломок. 3. When solving the problem of increasing the survivability of the steering control elements of the movement of an unmanned aerial vehicle, a need arises for solving a technical contradiction. The essence of the contradiction is as follows. On the one hand, the steering wheel must be present in order to control the movement of the unmanned aerial vehicle. On the other hand, the steering wheel should not be, since the presence of the steering wheel is a prerequisite for its possible mechanical damage and breakdowns.

Технический результат заключается в повышении вероятности удержания беспилотного летательного аппарата на кинематической траектории полета путем парирования изменения аэродинамических характеристик руля, которое возникло из-за его повреждения. The technical result consists in increasing the likelihood of keeping an unmanned aerial vehicle on the kinematic flight path by parrying the change in the aerodynamic characteristics of the rudder that arose due to its damage.

Указанный результат достигается посредством подключения дополнительно в каждый канал управления системы к выходу усилителя через первый вход логического элемента И и его выход последовательного соединения дополнительного рулевого привода и газодинамического органа управления. При этом к выходу логического элемента И подсоединен вход дополнительного рулевого привода, выход которого связан со входом газодинамического органа управления. Вход блока идентификации повреждения аэродинамического органа подключен к этому органу, а выход блока идентификации связан со входом автопилота. Второй выход автопилота соединен со вторым входом логического элемента И. The specified result is achieved by connecting additionally to each control channel of the system to the output of the amplifier through the first input of the logical element And and its output of the serial connection of the additional steering gear and gas-dynamic control. At the same time, the input of the auxiliary steering drive is connected to the output of the logical element AND, the output of which is connected to the input of the gas-dynamic control element. The input of the aerodynamic organ damage identification unit is connected to this body, and the output of the identification unit is connected to the autopilot input. The second output of the autopilot is connected to the second input of the logical element I.

Разрешение указанного противоречия достигается посредством введения в каждый канал управления системы дополнительного рулевого привода и газодинамического (струйного) органа управления. При этом, струя, с одной стороны, выполняет функции органа управления движением, а, с другой стороны, струя не подвержена разрушениям от механических повреждений. Достоинства и недостатки системы струйного управления движением и стабилизации беспилотного летательного аппарата приведены в работе [2, п.5.3. "Способы соединения управляющих моментов", стр. 50-51]. The resolution of this contradiction is achieved by introducing into each control channel an additional steering drive system and a gas-dynamic (jet) control. In this case, the jet, on the one hand, performs the functions of a motion control body, and, on the other hand, the jet is not subject to destruction from mechanical damage. Advantages and disadvantages of the system of jet control of movement and stabilization of an unmanned aerial vehicle are given in [2, clause 5.3. "Methods of connecting control moments", p. 50-51].

Изменение поверхности аэродинамического органа управления вследствие его повреждения фиксируется, а величина оставшейся неповрежденной площади крыла измеряется с помощью вводимого блока идентификации повреждения. А именно, в каждом канале системы управления движением беспилотного летательного аппарата дополнительно установлены последовательно соединенные рулевой привод и газодинамический орган управления. Блок идентификации повреждения аэродинамического органа управления механически связан с этим органом и непрерывно вырабатывает электрический сигнал о величине неподвижной площади руля, который поступает на тот вход автопилота, каковому соответствует данный канал управления. The change in the surface of the aerodynamic control due to damage is recorded, and the value of the remaining undamaged wing area is measured using the input damage identification unit. Namely, in each channel of the unmanned aerial vehicle’s motion control system, a series-connected steering gear and a gas-dynamic control are additionally installed. The damage identification block of the aerodynamic control element is mechanically connected with this body and continuously generates an electrical signal about the size of the fixed rudder area, which is fed to the autopilot input to which this control channel corresponds.

В автопилоте производится сравнение неповрежденной площади руля с определенным пороговым значением. При выходе величины оставшейся неповрежденной площади руля за пределы порога устойчивости летательного аппарата автопилот вырабатывает команду на переход к резервному блоку управления. Команда на включение в действие резервного блока системы управления движением подается с дополнительного выхода автопилота через логический элемент И, причем на другой вход указанного элемента поступает сигнал с выхода усилителя. In autopilot, the intact rudder area is compared with a certain threshold value. When the remaining intact rudder area exceeds the stability threshold of the aircraft, the autopilot generates a command to switch to the backup control unit. The command to activate the backup unit of the motion control system is supplied from the additional output of the autopilot through the AND gate, and the signal from the amplifier output is sent to the other input of the specified element.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков - дополнительного рулевого привода с газодинамическим органом управления, логического элемента И и блока идентификации повреждения аэродинамического органа управления. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизны". Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of new units - an additional steering gear with a gas-dynamic control, a logical element And, and an identification block of damage to the aerodynamic control. Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введение в заявляемое устройство блока идентификации повреждения аэродинамического органа управления, необходимого для измерения неповрежденной площади этого органа, а также дополнительных последовательно соединенных рулевого привода с газодинамическим органом управления, наряду с логическим элементом И, посредством которого автопилот включает резервный блок управления движением, обеспечивает повышение вероятности удержания беспилотного летательного аппарата на кинематически заданной траектории в пределах допустимых ошибок при повреждении аэродинамических рулевых органов управления. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень". Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the introduction into the inventive device of the damage identification unit of the aerodynamic control element necessary for measuring the intact area of this body, as well as additional series-connected steering gear with the gas-dynamic control element, along with the logical element And, through which the autopilot includes a backup motion control unit, provides an increased likelihood of unmanned aerial vehicle retention on the unit to cinematically predetermined path within the allowable error is damaged aerodynamic steering controls. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".

Изобретение иллюстрируется фигурами. The invention is illustrated by figures.

На фиг. 1 представлена структурная схема канала управления в одной из плоскостей стабилизации для существующей системы управления движением беспилотного летательного аппарата. In FIG. 1 is a structural diagram of a control channel in one of the stabilization planes for an existing unmanned aerial vehicle movement control system.

На фиг. 2 представлена структурная схема канала управления в одной из плоскостей стабилизации для заявляемой системы управления движением беспилотного летательного аппарата. In FIG. 2 presents a structural diagram of a control channel in one of the stabilization planes for the inventive motion control system of an unmanned aerial vehicle.

Заявляемое устройство - система управления движением беспилотного летательного аппарата - содержит (на фиг. 2 показан один из идентичных по построению каналов управления движением) беспилотный летательный аппарат 1, усилитель 2, рулевой привод 3, механически связанный с аэродинамическим органом управления 4, рулевой привод 6, механически связанный с газодинамическим органом управления 7, вход блока идентификации повреждения 8 аэродинамического органа управления 4 механически связан с аэродинамическим органом управления 4, а выход блока 8 электрически связан со входом автопилота 5. Первый вход логического элемента И 9 связан с выходом усилителя 2, а второй его вход - с дополнительным выходом автопилота 5, выход логического элемента 9 соединен со входом рулевого привода 6. The inventive device - a control system for the movement of an unmanned aerial vehicle - contains (in Fig. 2 shows one of the identical construction channels of the motion control) unmanned aerial vehicle 1, amplifier 2, steering gear 3, mechanically connected to the aerodynamic control 4, steering gear 6, mechanically connected to the gas-dynamic control 7, the input of the damage identification unit 8 of the aerodynamic control 4 is mechanically connected to the aerodynamic control 4, and the output of the electric unit 8 it is electrically connected to the input of the autopilot 5. The first input of the logical element And 9 is connected to the output of the amplifier 2, and its second input is connected to the additional output of the autopilot 5, the output of the logic element 9 is connected to the input of the steering gear 6.

Последовательное соединение усилителя 2, рулевого привода 3 и аэродинамического органа управления 4 образуют в совокупности с автопилотом 5 основную систему управления движением беспилотного летательного аппарата 1. С другой стороны, последовательное соединение усилителя 2, логического элемента 9, рулевого привода 6 и газодинамического органа управления 7 образуют в совокупности с блоком идентификации повреждения 8 аэродинамического органа управления 4 и автопилотом 5 резервную систему управления движением беспилотного летательного аппарата 1. The serial connection of the amplifier 2, the steering gear 3 and the aerodynamic control 4 together with the autopilot 5 form the main motion control system of the unmanned aerial vehicle 1. On the other hand, the serial connection of the amplifier 2, the logic element 9, the steering gear 6 and the gas-dynamic control 7 form in conjunction with the damage identification unit 8 of the aerodynamic control element 4 and autopilot 5, a backup control system for the movement of an unmanned aerial vehicle arata 1.

Устройство работает следующим образом. Предположим, что в процессе полета беспилотного летательного аппарата происходит отказ аэродинамического органа управления 4 (руля). Отказ обусловлен, например, механическим повреждением руля, выраженный в том, что часть руля отламывается. The device operates as follows. Suppose that during the flight of an unmanned aerial vehicle the aerodynamic control 4 (steering wheel) fails. Failure is caused, for example, by mechanical damage to the steering wheel, expressed in that part of the steering wheel breaks off.

Сокращение площади руля приводит к изменению его основной аэродинамической характеристики - частной производной коэффициента подъемной силы летательного аппарата по углу отклонения концевого руля [2, с 176]. The reduction in the area of the rudder leads to a change in its basic aerodynamic characteristic — a partial derivative of the lift coefficient of the aircraft with respect to the angle of deviation of the end rudder [2, p. 176].

Figure 00000002

где c α y1из.кp - коэффициент нормальной силы изолированного корпуса;
0 - коэффициент интерференции;
n - относительная эффективность органа управления;
SII -площадь неповрежденного аэродинамического органа управления - консолей рулей;
S - характерная площадь летательного аппарата;
Figure 00000003
относительная площадь руля;
kт - коэффициент торможения потока в области задних несущих поверхностей (рулей).
Figure 00000002

where c α y1iz.kp - coefficient of normal force of the insulated body;
0 is the interference coefficient;
n is the relative efficiency of the governing body;
S II - the area of the intact aerodynamic control body - steering consoles;
S is the characteristic area of the aircraft;
Figure 00000003
relative rudder area;
k t - drag coefficient of the flow in the area of the rear bearing surfaces (rudders).

Тогда подъемная сила, создаваемая рулем, равна
(Y1)II = c δII y1 •qII•SII, (2)
где qII=kт•q - средний скоростной напор в области рулей.
Then the lift generated by the steering wheel is
(Y 1 ) II = c δII y1 • q II • S II , (2)
where q II = k t • q is the average velocity head in the rudder region.

Уменьшение площади одного из рулей приводит к соответствующему уменьшению его нормальной силы и развиваемого этой силой момента тангажа. В результате чего нарушаются продольная и поперечная балансировки летательного аппарата, что, в свою очередь, приводит к неуправляемому развороту беспилотного летательного аппарата по тангажу и крену. Следует иметь в виду, что незначительное сокращение площади руля может сохранить беспилотный летательный аппарат в пределах его областей продольной и поперечной устойчивости. A decrease in the area of one of the rudders leads to a corresponding decrease in its normal force and the pitch moment developed by this force. As a result, the longitudinal and transverse balancing of the aircraft are disrupted, which, in turn, leads to an uncontrolled turn of the unmanned aerial vehicle in pitch and roll. It should be borne in mind that a slight reduction in rudder area can save an unmanned aerial vehicle within its areas of longitudinal and lateral stability.

Однако существует такое граничное сокращение площади руля, которое выводит летательный аппарат за пределы областей его устойчивости. Потеря устойчивости в случае полета, например, беспилотного летательного аппарата на малой высоте над земной или морской поверхностью может привести к удару летательного аппарата о нее. Удар влечет за собой потерю летательного аппарата и, как следствие, невыполнение поставленной задачи. However, there is such a boundary reduction in the area of the rudder that takes the aircraft beyond its stability areas. Loss of stability in the event of a flight, for example, of an unmanned aerial vehicle at a low altitude above the earth or sea surface, can lead to an impact of the aircraft on it. A blow entails the loss of an aircraft and, as a result, failure to fulfill a task.

Блок идентификации повреждения 8 измеряет величину неповрежденной площади аэродинамического руля 4 и в виде электрического сигнала передает ее на тот вход автопилота 5, который соответствует каналу управления беспилотным летательным аппаратом по тангажу. Damage identification unit 8 measures the value of the undamaged area of the aerodynamic steering wheel 4 and transmits it in the form of an electric signal to that input of the autopilot 5, which corresponds to the pitch control channel of the unmanned aerial vehicle.

Автопилот 5 определяет характер отказа аэродинамического органа управления: обрыв цепи в системе управления или повреждение руля. Обрыв цепи фиксируется в автопилоте 5 при исправном аэродинамическом руле, о чем свидетельствует сигнал с блока идентификации повреждения аэродинамического органа управления 8 и отсутствие реакции летательного аппарата 1 на сигнал управления рулем 4. Autopilot 5 determines the nature of the failure of the aerodynamic control: open circuit in the control system or damage to the steering wheel. An open circuit is recorded in autopilot 5 with a functioning aerodynamic steering wheel, as evidenced by the signal from the damage identification unit of the aerodynamic control element 8 and the absence of reaction of the aircraft 1 to the steering control signal 4.

Факт повреждения аэродинамического органа управления 4 фиксируется блоком идентификации повреждения 8. Автопилот 5 определяет: выводит ли полученное повреждение руля 4 беспилотный летательный аппарат 1 за пределы границы областей продольной и поперечной устойчивости. В случае существенного повреждения руля 4 автопилот 5 подает команду на второй вход логического элемента И 9 для подключения сигнала с выхода усилителя 2 к резервному блоку системы управления движением. The fact of damage to the aerodynamic control element 4 is recorded by the damage identification unit 8. The autopilot 5 determines whether the resulting damage to the steering wheel 4 unmanned aerial vehicle 1 beyond the boundaries of the areas of longitudinal and lateral stability. In the case of significant damage to the steering wheel 4, the autopilot 5 sends a command to the second input of the AND 9 logic element to connect the signal from the output of the amplifier 2 to the backup block of the motion control system.

Таким образом, включение резервного газодинамического блока 7 управления движением беспилотного летательного аппарата позволяет парировать уменьшение площади аэродинамического руля 4 подачей определенной боковой силы газодинамического руля 7. Благодаря этому резервированию летательный аппарат работает в пределах областей устойчивости и сохраняет свойства управляемости, что позволяет удерживать аппарат на кинетически заданной траектории в пределах допустимых ошибок. Thus, the inclusion of a backup gas-dynamic unit 7 for controlling the movement of an unmanned aerial vehicle allows you to fend off the reduction in the area of the aerodynamic rudder 4 by applying a certain lateral force of the gas-dynamic rudder 7. Due to this redundancy, the aircraft operates within the stability areas and maintains control properties, which allows you to keep the device at a kinetically set trajectories within the margin of error.

Для заявляемого устройства вероятность удержания беспилотного летательного аппарата на кинематически заданной траектории полета с отказом аэродинамического органа управления значительно выше, чем у прототипа, что является существенным преимуществом, позволяющим резко увеличить безопасность полета беспилотных летательных аппаратов и обеспечить гарантированное выполнение летательным аппаратом поставленной задачи. For the claimed device, the probability of keeping the unmanned aerial vehicle on a kinematically specified flight path with the failure of the aerodynamic control is significantly higher than that of the prototype, which is a significant advantage that can dramatically increase the flight safety of unmanned aerial vehicles and ensure the aircraft fulfills its task.

С целью оценки эффективности предлагаемого изобретения было проведено цифровое моделирование полета беспилотного летательного аппарата методом статистических испытаний. В процессе полета аппарата производилось повреждение одного или сразу нескольких из четырех аэродинамических органов управления. В среднем неповрежденная площадь каждого из аэродинамических рулей составляла порядка 80-90%. После измерения оставшейся неповрежденной площади аэродинамических рулей производилось их резервирование посредством подключения газодинамических органов. Причем газодинамические органы во время дальнейшего полета летательного аппарата уже не повреждались. In order to evaluate the effectiveness of the invention, a digital simulation of the flight of an unmanned aerial vehicle was carried out by the method of statistical tests. During the flight of the device, damage was made to one or several of the four aerodynamic controls. On average, the intact area of each of the aerodynamic rudders was about 80-90%. After measuring the remaining intact area of the aerodynamic rudders, they were backed up by connecting gas-dynamic bodies. Moreover, the gas-dynamic organs during the further flight of the aircraft were no longer damaged.

Введение предлагаемой системы управления движением беспилотного летательного аппарата позволило увеличить вероятность подлета летательного аппарата к цели с 0.7 до 0.9. Если же величину неповрежденной площади каждого из аэродинамических рулей снизить с 0.9 до 0.5, то эффективность предлагаемой системы управления увеличится еще более. The introduction of the proposed motion control system for an unmanned aerial vehicle made it possible to increase the probability of an aircraft approaching a target from 0.7 to 0.9. If the value of the intact area of each of the aerodynamic wheels is reduced from 0.9 to 0.5, then the effectiveness of the proposed control system will increase even more.

Заявляемое устройство реализовано на уровне технического предложения и может найти применение как в пилотируемых, так и беспилотных летательных аппаратах, для которых критичны отказы рулевых органов управления. The inventive device is implemented at the technical proposal level and can find application in both manned and unmanned aerial vehicles, for which failures of steering controls are critical.

Claims (1)

Система управления движением летательного аппарата, каждый канал управления которой в одной из плоскостей стабилизации содержит автопилот, первый выход которого через усилитель соединен со входом рулевого привода, при этом выход рулевого привода соединен со входом аэродинамического органа управления, а также логический элемент И, отличающийся тем, что в каждый канал управления введены соединенные последовательно дополнительный рулевой привод и газодинамический орган управления, а также блок идентификации повреждения, вход которого соединен с выходом аэродинамического органа управления, а выход соединен со входом автопилота, второй выход которого и выход усилителя подключены к первому и второму входам логического элемента И, выход логического элемента И соединен со входом дополнительного рулевого привода. Aircraft motion control system, each control channel of which in one of the stabilization planes contains an autopilot, the first output of which is connected through an amplifier to the input of the steering gear, while the output of the steering gear is connected to the input of the aerodynamic control element, as well as AND logic element, characterized in that an additional steering gear and a gas-dynamic control element are connected in series to each control channel, as well as a damage identification unit, the input of which connected to the output of the aerodynamic control element, and the output connected to the input of the autopilot, the second output of which and the output of the amplifier are connected to the first and second inputs of the logical element And, the output of the logical element And is connected to the input of the additional steering gear.
RU99115688/09A 1999-07-21 1999-07-21 Motion control system for unmanned flying vehicle RU2152637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115688/09A RU2152637C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Motion control system for unmanned flying vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115688/09A RU2152637C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Motion control system for unmanned flying vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2152637C1 true RU2152637C1 (en) 2000-07-10

Family

ID=20222861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99115688/09A RU2152637C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Motion control system for unmanned flying vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2152637C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕБЕДЕВ А.А., ЧЕРНОБРОВКИН Л.С. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов. Учебное пособие для вузов. - М.: Машиностроение, 1973, с.47-51, 512-525. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6471160B2 (en) Method for deploying a parachute on a drone
US11094146B1 (en) Intelligent electrical system for vehicle
US8393583B2 (en) Aircraft backup control
DE60105815T2 (en) PILOT CONTROL WITH INTEGRATED SPOILER DRIVE CONTROL ELECTRONICS
US10528046B2 (en) Aircraft autopilot system and method, and an aircraft
CA3195314A1 (en) Electrically powered propulsion systems for aircraft
CN111874256A (en) Fault emergency processing method and device for solar unmanned aerial vehicle
EP0862533B1 (en) Reconfigurable helicopter flight control system
US7271713B2 (en) Digital automatic escape system
EP0239681B1 (en) Automatic thrust restoration system
RU2152637C1 (en) Motion control system for unmanned flying vehicle
US4120469A (en) In-line actuator monitoring and control apparatus
CA3031120C (en) Flight control systems and methods for an aerial vehicle
US11667399B2 (en) Deck landing system for aircrafts
CN115542715A (en) Safe unmanned aerial vehicle system based on operation guarantee frame
US11409282B2 (en) Control system for movable body, control method for movable body, and non-transitory storage medium
EP2057069B1 (en) Conversion system fault management system for tiltrotor aircraft
GB2587205A (en) Aircraft system
JP2561536B2 (en) Parachute airplane with fail-safe
US20230409704A1 (en) Control system having isolated user computing unit and control method therefor
AU2022222320A1 (en) Unmanned aircraft with increased reliability and method for piloting such an umanned aircraft
CN117806370A (en) Solar unmanned aerial vehicle self-destruction system and method
WO2024083756A1 (en) Crash handling system for an aircraft
CN114637322A (en) High-orbit satellite anti-collision method and system
Wadley et al. Integrated failure Accommodation and upset recovery

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040722