RU99181U1 - SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS - Google Patents
SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU99181U1 RU99181U1 RU2010128308/28U RU2010128308U RU99181U1 RU 99181 U1 RU99181 U1 RU 99181U1 RU 2010128308/28 U RU2010128308/28 U RU 2010128308/28U RU 2010128308 U RU2010128308 U RU 2010128308U RU 99181 U1 RU99181 U1 RU 99181U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameters
- aircraft
- air
- flight
- values
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
1. Система определения характеристик бортовых средств измерения воздушных параметров и летно-технических характеристик летательного аппарата при проведении летных испытаний, состоящая из последовательно связанных блоков: ! блока регистрации данных угловых параметров положения летательного аппарата (ЛА) в пространстве, массы ЛА, составляющих ускорения, траекторных параметров полета, воздушных параметров от бортовых систем в зондирующих, в виде горизонтальной площадки (ГП) без скольжения, и испытательных режимах полета; ! блока коррекции полного и статического давлений в зондирующих режимах, второй вход которого подключен к блоку характеристик ! ! где Pc изм, Pn изм - измеренные значения статического и полного давлений, M; ! α - измеренные значения числа Маха и углов атаки; ! δ - конфигурация самолета, ! блока определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы - давления, температуры, вектора скорости ветра на высоте зондирующего режима по значениям температуры, полному и статическому давлению и траекторным параметрам в зондирующем режиме; ! блока сравнения ΔH≤ΔHзад, где ΔH - изменение высоты полета в испытательном режиме, ΔHзад - заданное значение изменения высоты, выход которого соединен с нормально разомкнутым реле, соединяющем выход блока определения истинных значений воздушной скоростии параметров атмосферы с входом блока расчета. истинных значений воздушных параметров - воздушной скорости V, числа М, статического давления, углов атаки α и скольжения β в испытательном режиме по условиям состояния атмосферы, полученным в зондирующем режиме, текущим траекторным измерениям, угловым � 1. A system for determining the characteristics of airborne measuring instruments for air parameters and flight performance of an aircraft during flight tests, consisting of series-connected units:! a unit for recording data of the angular parameters of the position of the aircraft (LA) in space, the mass of the aircraft, acceleration components, trajectory flight parameters, air parameters from the on-board systems in probing systems, in the form of a horizontal platform (GP) without sliding, and flight test modes; ! block correction of total and static pressure in sounding modes, the second input of which is connected to the block characteristics! ! where Pc ISM, Pn ISM - measured values of static and total pressures, M; ! α - measured values of the Mach number and angle of attack; ! δ - aircraft configuration,! a unit for determining the true values of air velocity and atmospheric parameters — pressure, temperature, wind velocity vector at the height of the sounding mode by temperature values, total and static pressure, and trajectory parameters in the sounding mode; ! comparison unit ΔH≤ΔHset, where ΔH is the change in flight altitude in test mode, ΔHset is the set value of the change in altitude, the output of which is connected to a normally open relay connecting the output of the unit for determining the true values of the air velocity of atmospheric parameters with the input of the calculation unit. true values of air parameters - air speed V, number M, static pressure, angle of attack α and slip β in test mode according to atmospheric conditions obtained in sounding mode, current trajectory measurements, angular �
Description
Полезная модель относится к технической физике, измерительной технике и технике воздухоплавания, а именно, к измерителям параметров полета летательного аппарата (ЛА) и может быть использована в летных испытаниях летательного аппарата для определения летно-технических характеристик и характеристик бортовых средств измерения воздушных параметров.The utility model relates to technical physics, measuring and aeronautical engineering, namely, to measuring parameters of the flight parameters of an aircraft (LA) and can be used in flight tests of an aircraft to determine the flight technical characteristics and characteristics of on-board measuring instruments for air parameters.
Полезная модель ориентирована на испытания ЛА, оборудованных современными пилотажно-навигационными комплексами.The utility model is focused on testing aircraft equipped with modern flight and navigation systems.
На практике проведения летных испытаний авиационной техники используются различные методы и подходы решения задачи определения характеристик ЛА и бортовых средств определения воздушных параметров. Общим для всех методов является необходимость определения истинных значений воздушных параметров: барометрической высоты, индикаторной земной скорости, числа М, углов атаки и скольжения. Для решения задачи определения воздушных параметров могут быть выделены методы с применением эталонных приемников и косвенные методы - с использованием средств траекторных измерений и информации о параметрах состояния атмосферы.In practice, flight tests of aircraft use various methods and approaches to solving the problem of determining the characteristics of aircraft and airborne means for determining air parameters. Common to all methods is the need to determine the true values of air parameters: barometric altitude, indicated ground speed, number M, angles of attack and slip. To solve the problem of determining air parameters, methods using standard receivers and indirect methods can be distinguished using trajectory measurements and information about the parameters of the state of the atmosphere.
В системах с применением эталонных приемников воздушные параметры определяются по значениям параметров, измеряемых эталонными средствами (см. АС-21-40(0), Measurement of airspeed in light aircraft - certification requirements, 2005). Основной задачей при этом является эталонирование самих эталонных средств.In systems using reference receivers, the air parameters are determined from the values of the parameters measured by the standard means (see AC-21-40 (0), Measurement of airspeed in light aircraft - certification requirements, 2005). The main task in this case is the standardization of the reference tools themselves.
Технические сложности возникают в связи с необходимостью выноса приемников из зоны аэродинамического влияния самолета. Реализация методов сопряжена с проработкой вопросов установки эталонных средств на самолете, оснащением ЛА специальными технологическими приспособлениями. Ввиду проблематичности полного исключения аэродинамического влияния самолета на измерения воздушных параметров применение методов требует для каждого типа ЛА проведения специальных исследований по оценке возмущения потока в области размещения эталонных средств.Technical difficulties arise due to the need to remove receivers from the aerodynamic influence zone of the aircraft. The implementation of the methods involves the study of the installation of reference facilities on an airplane, and the equipping of aircraft with special technological devices. Due to the difficulty of completely eliminating the aerodynamic effect of the aircraft on measuring air parameters, the application of the methods requires special studies for each type of aircraft to evaluate the flow perturbation in the area of the placement of the reference means.
Системы с применением эталонных приемников широко используются в летных испытаниях ЛА за рубежом. Циркуляром АС-25-7А EASA, в обеспечение испытаний самолета на режимах торможения с выходом на большие углы атаки, для определения скоростей сваливания, необходимым условием определения которых является расчет аэродинамических характеристик ЛА, предписывается использовать носовую штангу с приемником воздушных давлений (ПВД) - аналог.Systems using reference receivers are widely used in flight tests of aircraft abroad. By AC-25-7A EASA, in order to ensure aircraft testing under braking conditions with access to large angles of attack, to determine stall speeds, the necessary condition for determining which is to calculate the aerodynamic characteristics of aircraft, it is prescribed to use a nose bar with an air pressure receiver (LDPE) - an analog .
Указанные в аналоге методы определения аэродинамических характеристик и оценки воздушных параметров требуют установки на ЛА дополнительных выносных ПВД, например на носовой штанге.The methods for determining aerodynamic characteristics and evaluating air parameters indicated in the analogue require installation of additional remote LDPEs on the aircraft, for example, on the nose rod.
Из числа косвенных методов известен «Способ определения аэродинамических погрешностей приемников воздушных давлений в летных испытаниях летательного аппарата», патент РФ №2375690, включающий выполнение горизонтальных площадок (ГП) на заданных высотах, скоростях (числах Маха) и углах атаки α, измерение текущих значений статического давления и полного давлений, геометрической высоты h, температуры воздуха T, определение изменения атмосферного давления при изменении геометрической высоты полета, определение зависимости погрешности восприятия полного и статического давлений полном эксплуатационном диапазоне изменения скорости (числа М) и угла атаки. Система для его осуществления, включающая блок регистрации данных угловых параметров положения летательного аппарата (ЛА) в пространстве, массы ЛА, составляющих ускорения, траекторных параметров полета в зондирующих, в виде горизонтальной площадки (ГП) без скольжения, и испытательных режимах полета, блок характеристик и , где Pc изм, Pn изм - измеренные значения статического и полного давлений, M, α - измеренные значения числа Маха и углов атаки, δ - конфигурация самолета является аналогом предлагаемой полезной модели.Among the indirect methods, the “Method for determining the aerodynamic errors of air pressure receivers in flight tests of an aircraft” is known, RF patent No. 2375690, including the implementation of horizontal platforms (GP) at given heights, speeds (Mach numbers) and angles of attack α, measurement of current static values pressure and total pressure, geometric height h, air temperature T, determination of changes in atmospheric pressure with a change in geometric flight altitude, determination of the dependence of the perception error ment total and static pressures full operational range of the speed (Mach number) and angle of attack. A system for its implementation, including a unit for recording data of the angular parameters of the position of the aircraft (LA) in space, masses of aircraft, acceleration components, orbital flight parameters in probes, in the form of a horizontal platform (GP) without sliding, and test flight modes, characteristics block and where P c ism , P n ism is the measured values of static and total pressures, M, α are the measured values of the Mach number and angle of attack, δ is the configuration of the aircraft is an analogue of the proposed utility model.
Данная система позволяет определять воздушные параметры только на режимах горизонтального установившегося полета.This system allows you to determine the air parameters only in horizontal steady flight modes.
Известны различные системы для определения аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов в аэродинамических трубах. Их недостатками являются невозможность точного воссоздания атмосферных условий в аэродинамической трубе, расхождения между летательным аппаратом и его моделью.Various systems are known for determining the aerodynamic characteristics of aircraft models in wind tunnels. Their disadvantages are the inability to accurately recreate atmospheric conditions in the wind tunnel, the discrepancy between the aircraft and its model.
Известен «Способ градуировки датчика аэродинамического угла летательного аппарата», патент РФ №2277698, включающий выполнение зондирующих режимов, определение скорости ветра, измерение аэродинамических углов и угла тангажа.The well-known "Method for calibrating the aerodynamic angle sensor of an aircraft", RF patent No. 2277698, including the implementation of sounding modes, determining wind speed, measuring aerodynamic angles and pitch angle.
Данный способ ограничен применением только для датчиков аэродинамических углов. В данном способе могут появляться значительные ошибки в определении воздушной скорости и скорости ветра за счет аэродинамических погрешностей приемников воздушных давлений, невыдерживания скорости при полете противоположными курсами, большого интервала между зондированием атмосферы и испытательным режимом. Это приведет к ошибкам в определении градуировочных зависимостей для датчиков аэродинамических углов.This method is limited to use only for aerodynamic angle sensors. In this method, significant errors may occur in determining the air speed and wind speed due to the aerodynamic errors of the air pressure receivers, speed inconsistencies when flying in opposite courses, a large interval between atmospheric sounding and the test mode. This will lead to errors in the determination of calibration dependences for aerodynamic angle sensors.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в определении действительных значений воздушных параметров, градуировочных зависимостей для приемников и датчиков, коэффициентов аэродинамических сил и моментов, критических значений скорости и аэродинамических углов ЛА на неустановившихся режимах полета, например с большими углами атаки, по результатам летных испытаний ЛА.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to determine the actual values of air parameters, calibration dependences for receivers and sensors, aerodynamic force and moment coefficients, critical values of aircraft speed and aerodynamic angles in unsteady flight modes, for example, with large angles of attack, flight test results.
В систему определения характеристик бортовых средств измерения воздушных параметров и летно-технических характеристик летательного аппарата при проведении летных испытаний, состоящую из последовательно связанных блоков:In the system for determining the characteristics of airborne measuring instruments for air parameters and flight performance of an aircraft during flight tests, consisting of series-connected blocks:
блока регистрации данных угловых параметров положения летательного аппарата (ЛА) в пространстве, массы ЛА, составляющих ускорения, траекторных параметров полета, воздушных параметров от бортовых систем в зондирующих, в виде горизонтальной площадки (ГП) без скольжения, и испытательных режимах полета;a unit for recording data of the angular parameters of the position of the aircraft (LA) in space, the mass of the aircraft, acceleration components, trajectory flight parameters, air parameters from the on-board systems in probing systems, in the form of a horizontal platform (GP) without sliding, and flight test modes;
блока коррекции полного и статического давлений в зондирующих режимах, второй вход которого подключен к блоку характеристик и , где Pc изм, Pn изм - измеренные значения статического и полного давлений, M, α - измеренные значения числа Маха и углов атаки, δ - конфигурация самолета;block correction of total and static pressure in sounding modes, the second input of which is connected to the block characteristics and where P c ism , P n ism are the measured values of static and total pressures, M, α are the measured values of the Mach number and angle of attack, δ is the configuration of the aircraft;
блока определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы - давления, температуры, вектора скорости ветра на высоте зондирующего режима по значениям температуры, полному и статическому давлению и траекторным параметрам в зондирующем режиме; блока сравнения ΔH≤ΔHзад, где ΔH - изменение высоты полета в испытательном режиме, ΔHзад - заданное значение изменения высоты, выход которого соединен с нормально разомкнутым реле, соединяющем выход блока определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы с входом блока расчета истинных значений воздушных параметров - воздушной скорости V, числа M, статического давления, углов атаки α и скольжения β в испытательном режиме по условиям состояния атмосферы, полученным в зондирующем режиме, текущим траекторным измерениям, угловым параметрам положения ЛА в пространстве введен блок расчета градуировочных зависимостей для бортовых приемников воздушных давлений характеристик и , датчиков аэродинамических углов, летно-технических характеристик ЛА, связанных с аэродинамикой и динамикой самолета - cx,y,z, mx,y,z, критических значений скорости Vs, угла атаки (Xs на основе истинных значений воздушных параметров, траекторных измерений по ряду подобных режимов в зависимости от параметров набегающего потока, конфигурации ЛА, динамических параметров. Вход блока соединен с выходом блока расчета истинных значений воздушных параметров.true airspeed determination unit and atmospheric parameters - pressure, temperature, wind speed vector at the height of the sounding mode according to temperature values, total and static pressure and trajectory parameters in the sounding mode; comparison unit ΔH≤ΔH ass , where ΔH is the change in flight altitude in test mode, ΔH ass is the set value of the altitude change, the output of which is connected to a normally open relay connecting the output of the true airspeed determination unit and atmospheric parameters with the input of the unit for calculating the true values of air parameters - air speed V, number M, static pressure, angle of attack α and slip β in a test mode according to atmospheric conditions obtained in a sounding mode, current trajectory measurements, angular position parameters of the aircraft in space, a unit for calculating calibration dependencies for airborne characteristics air pressure receivers was introduced and , aerodynamic angle sensors, aircraft performance characteristics related to the aerodynamics and dynamics of the aircraft - c x, y, z , m x, y, z , critical values of speed V s , angle of attack (Xs based on the true values of the air parameters, trajectory measurements for a number of similar modes depending on the parameters of the incoming flow, aircraft configuration, and dynamic parameters.The input of the unit is connected to the output of the unit for calculating the true values of the air parameters.
Кроме того, в систему определения характеристик бортовых средств измерения воздушных параметров и летно-технических характеристик летательного аппарата при проведении летных испытаний введен соединенный с блоком определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы второй блок сравнения ΔH>ΔHзад, выход которого соединен со вторым нормально разомкнутым реле. Реле соединяет выход блока определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы с входом блока вычисления значений составляющих вектора скорости ветра Ux(H) и Uz(H) на высотах выполнения испытательного режима. Выход блока соединен с входом блока расчета истинных значений воздушных параметров в испытательном режиме. Это позволит учесть изменение ветровых характеристик атмосферы на различных высотах.In addition, in the system for determining the characteristics of airborne measuring instruments for air parameters and flight performance of an aircraft during flight tests, a unit connected with the unit for determining the true values of air speed and atmospheric parameters, the second comparison unit ΔH> ΔH ass , the output of which is connected to the second normally open relay. Relay connects output of true airspeed detection unit and atmospheric parameters with the input of the unit for calculating the values of the components of the vector of wind speed U x (H) and U z (H) at the heights of the test mode. The output of the unit is connected to the input of the unit for calculating the true values of the air parameters in test mode. This will allow to take into account the change in the wind characteristics of the atmosphere at various heights.
Более того, в систему определения характеристик бортовых средств измерения воздушных параметров и летно-технических характеристик летательного аппарата при проведении летных испытаний в случае выполнения испытательного режима без скольжения дополнительно вводится подключенная к выходу блока коррекции цепь последовательно соединенных блоков:Moreover, in the system for determining the characteristics of on-board means of measuring air parameters and flight performance of an aircraft during flight tests in the case of a test mode without sliding, an additional circuit of series-connected blocks connected to the output of the correction block is additionally introduced:
определения параметров атмосферы на высоте зондирующего режима, за исключением скорости ветра;determination of atmospheric parameters at the height of the sounding mode, with the exception of wind speed;
расчета истинных значений воздушных параметров - воздушной скорости V, числа M, статического давления, угла атаки а испытательном режиме по условиям состояния атмосферы, полученным в зондирующем режиме, текущим траекторным измерениям, угловым параметрам положения ЛА в пространстве;calculating the true values of the air parameters - air speed V, number M, static pressure, angle of attack in the test mode according to the conditions of the atmosphere obtained in the sounding mode, current trajectory measurements, angular parameters of the position of the aircraft in space;
расчета градуировочных зависимостей для бортовых приемников воздушных давлений, датчиков угла атаки, летно-технических характеристик ЛА в продольном канале, связанных с аэродинамикой и динамикой самолета - сy, mz, Vs, αs по ряду подобных режимов.calculation of calibration dependences for airborne pressure receivers, angle of attack sensors, aircraft performance characteristics in the longitudinal channel, related to aerodynamics and aircraft dynamics - with y , m z , V s , α s for a number of similar modes.
Это позволяет определять аэродинамические характеристики ЛА на основе траекторных измерений без использования значительного количества бортовых измерений, повысить точность определения воздушных параметров в летных испытаниях ЛА на различных режимах полета.This allows you to determine the aerodynamic characteristics of the aircraft based on trajectory measurements without using a significant number of on-board measurements, to increase the accuracy of determining air parameters in flight tests of aircraft in various flight modes.
Полезная модель поясняется на следующих фигурах.A utility model is illustrated in the following figures.
На фиг.1 показана схема блоков системы с кратким описанием каждого из них.Figure 1 shows a block diagram of the system with a brief description of each of them.
На фиг.2 приведены значения коэффициента подъемной силы для различных значений истинного угла атаки.Figure 2 shows the values of the coefficient of lift for various values of the true angle of attack.
Система состоит из следующих блоков, как показано на фиг.1:The system consists of the following blocks, as shown in figure 1:
1 - блок регистрации данных угловых параметров положения летательного аппарата (ЛА) в пространстве, массы ЛА, составляющих ускорения, траекторных параметров полета, воздушных параметров от бортовых систем в зондирующих, в виде горизонтальной площадки (ГП) без скольжения, и испытательных режимах полета;1 - a unit for recording data of the angular parameters of the position of the aircraft (LA) in space, the mass of the aircraft, acceleration components, trajectory flight parameters, air parameters from the on-board systems in probing systems, in the form of a horizontal platform (GP) without sliding, and flight test modes;
2 - блок характеристик и , где Pc изм, Pn изм - измеренные значения статического и полного давлений, M, α - измеренные значения числа Маха и углов атаки, δ - конфигурация самолета;2 - characteristics block and where P c ism , P n ism are the measured values of static and total pressures, M, α are the measured values of the Mach number and angle of attack, δ is the configuration of the aircraft;
3 - блок коррекции полного и статического давлений в зондирующих режимах, входы которого соединены с выходами блоков 1 и 2;3 - block correction of the total and static pressures in sounding modes, the inputs of which are connected to the outputs of blocks 1 and 2;
4 - блок определения истинных значений воздушной скорости и параметров атмосферы - давления, температуры, вектора скорости ветра на высоте зондирующего режима по значениям температуры, полному и статическому давлению и траекторным параметрам в зондирующем режиме, вход которого соединен с выходом блока 3, а выходы соединены с блоками сравнения 5 и 9, и блоками 6 и 10 через нормально разомкнутые реле, управляемые выходами с блоков 5 и 9;4 - unit for determining true airspeed values and atmospheric parameters - pressure, temperature, wind speed vector at the height of the sounding mode in terms of temperature, total and static pressure and trajectory parameters in the sounding mode, the input of which is connected to the output of block 3, and the outputs are connected to comparison blocks 5 and 9, and blocks 6 and 10 through normally open relays controlled by the outputs from blocks 5 and 9;
5 - первый блок сравнения ΔH≤ΔHзад, где ΔH - изменение высоты полета в испытательном режиме, ΔHзад - заданное значение изменения высоты, второй вход которого соединен с выходом блока 8;5 - the first comparison unit ΔH≤ΔH ass , where ΔH is the change in altitude in the test mode, ΔH ass is the set value of the altitude change, the second input of which is connected to the output of block 8;
6 - блок расчета истинных значений воздушных параметров - воздушной скорости V, числа М, статического давления, углов атаки α и скольжения β в испытательном режиме по условиям состояния атмосферы, полученным в зондирующем режиме, текущим траекторным измерениям, угловым параметрам положения ЛА в пространстве;6 - unit for calculating the true values of air parameters — air speed V, number M, static pressure, angle of attack α and slip β in a test mode according to atmospheric conditions obtained in a sounding mode, current trajectory measurements, angular parameters of the position of the aircraft in space;
7 - блок расчета градуировочных зависимостей для бортовых приемников воздушных давлений характеристик и , датчиков аэродинамических углов, летно-технических характеристик ЛА, связанных с аэродинамикой и динамикой самолета - сx,y,z, mx,y,z, критических значений скорости Vs, угла атаки αs на основе истинных значений воздушных параметров, траекторных измерений по ряду подобных режимов в зависимости от параметров набегающего потока, конфигурации ЛА, динамических параметров, вход которого соединен с выходом блока 6,7 - unit for calculating calibration dependencies for airborne receivers of air pressure characteristics and , aerodynamic angle sensors, aircraft flight characteristics related to the aerodynamics and dynamics of the aircraft - with x, y, z , m x, y, z , critical values of speed V s , angle of attack α s based on true values of air parameters, trajectory measurements for a number of similar modes depending on the parameters of the incoming flow, aircraft configuration, dynamic parameters, the input of which is connected to the output of block 6,
8 - блок заданных значений изменения высоты ΔHзад в испытательном режиме;8 is a block of the set values of the change in height ΔH ass in the test mode;
9 - второй блок сравнения ΔH>ΔHзад, второй вход которого соединен с выходом блока 8;9 - the second unit of comparison ΔH> ΔH ass , the second input of which is connected to the output of block 8;
10 - блок вычисления значений составляющих вектора скорости ветра Ux(H) и Uz(H) на высотах выполнения испытательного режима, выход которого соединен с входом блока 6;10 - unit for calculating the values of the components of the vector of wind speed U x (H) and U z (H) at the heights of the test mode, the output of which is connected to the input of block 6;
11 - блок определения параметров атмосферы на высоте зондирующего режима, за исключением скорости ветра, вход которого соединен с вторым выходом блока 3;11 is a block for determining atmospheric parameters at the height of the sounding mode, with the exception of wind speed, the input of which is connected to the second output of block 3;
12 - блок расчета истинных значений воздушных параметров - воздушной скорости V, числа M, статического давления, угла атаки α испытательном режиме по условиям состояния атмосферы, полученным в зондирующем режиме, текущим траекторным измерениям, угловым параметрам положения ЛА в пространстве, вход которого соединен с выходом блока 11;12 - unit for calculating the true values of air parameters - air speed V, number M, static pressure, angle of attack α test mode according to atmospheric conditions obtained in the sounding mode, current trajectory measurements, angular parameters of the position of the aircraft in space, the input of which is connected to the output block 11;
13 - блок расчета градуировочных зависимостей для бортовых приемников воздушных давлений, датчиков угла атаки, летно-технических характеристик ЛА в продольном канале, связанных с аэродинамикой и динамикой самолета - cy, mz, Vs, αs по ряду подобных режимов, вход которого соединен с выходом блока 12.13 is a block for calculating calibration dependences for airborne pressure receivers, angle of attack sensors, and aircraft performance characteristics in the longitudinal channel associated with the aerodynamics and dynamics of the aircraft — c y , m z , V s , α s for a number of similar modes, the input of which connected to the output of block 12.
Принцип работы системы следующий.The principle of the system is as follows.
По данным, поступающим из блока 1 и 2 в блоке 3 в зондирующем режиме определяется истинное статическое и полное давления по измеряемым значениям статического Pc изм, полного Pn изм давлений с учетом ранее полученных характеристик и :According to the data coming from block 1 and 2 in block 3 in probing mode, the true static and complete pressure according to the measured values of static P c ISM , full P n ISM pressure taking into account previously obtained characteristics and :
где , - градуировочные зависимости ПВД, полученные в горизонтальном полете, ΔPc=Pc изм-Pc, ΔPn=Рn изм-Pn;Where , - calibration dependences of LDPE obtained in horizontal flight, ΔP c = P c ISM -P c , ΔP n = P n ISM -P n ;
Мизм - измеренное число Маха;M ISM - measured Mach number;
αизм - измеренный угол атаки;α ISM - measured angle of attack;
δ - конфигурация самолета.δ is the configuration of the aircraft.
Далее в блоке 4 в зондирующем режиме определяют значения числа Маха Мз, и воздушной скорости по формулам:Next, in block 4 in the probing mode, the values of the Mach number M s and air speed according to the formulas:
где R - универсальная газовая постоянная;where R is the universal gas constant;
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
k - показатель адиабаты;k is the adiabatic exponent;
- температура наружного воздуха на момент выполнения зондирующего режима, определяемая из соотношения: - the outdoor temperature at the time of the sounding mode, determined from the ratio:
где TT - температура торможения, измеренная бортовым приемником.where T T is the braking temperature measured by the airborne receiver.
N - коэффициент качества бортового приемника.N is the airborne receiver quality factor.
Зная величину воздушной скорости составляющие скорости ветра Ux и Uz в зондирующем режиме можно определить из соотношений:Knowing the value of the air speed, the components of the wind speed U x and U z in the probing mode can be determined from the relations:
где ψ - курсовой угол выполнения зондирующего режима;where ψ is the course angle of the sounding mode;
Wx, Wz - проекции вектора путевой скорости.W x , W z are projections of the ground speed vector.
При этом полагается, что вектор скорости ветра лежит в плоскости горизонта и не изменяется с течением времени.It is assumed that the wind velocity vector lies in the horizon plane and does not change over time.
Выполнение зондирующего режима без скольжения непосредственно перед испытательным режимом:Performing a probing mode without sliding immediately before the test mode:
- обеспечивает определение основных параметров атмосферы (статического давления, температуры, вектора скорости ветра), необходимых для решения задачи, с небольшими погрешностями за счет коррекции ошибок восприятия давлений в условиях зондирующего режима;- provides the determination of the basic parameters of the atmosphere (static pressure, temperature, wind velocity vector) necessary to solve the problem, with small errors due to correction of pressure perception errors in the sounding mode;
- значительно снижает влияние случайных факторов (пространственно-временную изменчивость параметров атмосферы) на определение действительных значений воздушных параметров.- significantly reduces the influence of random factors (spatio-temporal variability of atmospheric parameters) on determining the actual values of air parameters.
При прохождении сигнала через блок 5 в блоке 6 при известных ветровых характеристиках Ux, Uz, воздушная скорость Vв в испытательном режиме определяется из соотношения:When the signal passes through block 5 in block 6 with known wind characteristics U x , U z , the air speed V in the test mode is determined from the ratio:
где Wy - составляющая скорости летательного аппарата, нормальная плоскости горизонта.where W y is the component of the speed of the aircraft, the normal plane of the horizon.
Температура наружного воздуха в испытательном режиме определяется по формуле:The outdoor temperature in test mode is determined by the formula:
где Δh - разность между текущей геометрической высотой и высотой выполнения зондирующего режима;where Δh is the difference between the current geometric height and the height of the sounding mode;
τ=0.0065 град/м.τ = 0.0065 deg / m.
После чего из соотношения (3) с использованием полученных значений температуры наружного воздуха и воздушной скорости в испытательном режиме определяется число М.Then, from the ratio (3) using the obtained values of the outdoor temperature and air speed in the test mode, the number M is determined.
Истинное значение статического давления в испытательном режиме определяем пересчетом от зондирующего режима с использованием уравнений состояния газа и статики атмосферы:The true value of the static pressure in the test mode is determined by recalculation from the sounding mode using the equations of state of the gas and the statics of the atmosphere:
Для определения истинных углов атаки и скольжения необходимо вычислить проекции воздушной скорости на связанные оси самолета Vx1, Vy1, Vz1 по формулам:To determine the true angles of attack and slip, it is necessary to calculate the projection of air speed on the connected axis of the aircraft V x1 , V y1 , V z1 according to the formulas:
где ϑ - угол тангажа;where ϑ is the pitch angle;
γ - угол крена.γ is the angle of heel.
С учетом соотношений (11)-(13) получим выражения для истинных углов атаки α и скольжения β:Taking into account relations (11) - (13), we obtain the expressions for the true angles of attack α and slip β:
В блоке 7 значения скоростного напора q определяются из соотношения:In block 7, the values of the pressure head q are determined from the relation:
Тогда расчет аэродинамических коэффициентов выполняется по общеизвестным формулам, например:Then the calculation of aerodynamic coefficients is performed according to well-known formulas, for example:
где nx,y,z - перегрузки по соответствующим осям связанной с самолетом системы координат;where n x, y, z are the overloads along the corresponding axes of the coordinate system associated with the aircraft;
m - масса летательного аппарата,m is the mass of the aircraft,
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
S - площадь крыла летательного аппарата;S is the wing area of the aircraft;
После этого определяются градуировочные зависимости для приемников воздушных давлений, датчиков аэродинамических углов, зависимости cx,y,z=f[α, β, M, δ,…) и mx,y,z=f[α, β, M, δ,…), скорости сваливания Vs, критические углы атаки αs и другие летно-технические характеристики ЛА. Полученные с использованием представленной модели значения cy показаны на фиг.2.After that, calibration dependences are determined for air pressure receivers, aerodynamic angle sensors, dependences c x, y, z = f [α, β, M, δ, ...) and m x, y, z = f [α, β, M, δ, ...), stall speeds V s , critical angles of attack α s and other aircraft performance characteristics. Obtained using the presented model, the values of c y are shown in figure 2.
При прохождении сигнала через блок 9 в блоке 10 в испытательном режиме дополнительно определяются составляющие вектора скорости ветра Ux, Uz на высотах H выполнения испытательного режима. Для этого в зондирующих режимах, выполненных на высотах начала H1 и конца H2 испытательного режима, определяются скорости ветра, после чего используются следующие соотношения:When the signal passes through block 9 in block 10 in the test mode, the components of the wind velocity vector U x , U z at the heights H of the test mode are additionally determined. For this, in sounding modes performed at the heights of the beginning H 1 and end H 2 of the test mode, wind speeds are determined, after which the following relationships are used:
В блоке 11 определение воздушной скорости без учета скорости ветра выполняется следующим образом. Пусть летательный аппарат перед неустановившимся режимом движения выполняет зондирующий режим с выдерживанием воздушной скорости V1, высоты H1, курсового угла ψ1, при значениях проекций путевой скорости Wx1, Wz1, и в некоторый момент времени t2 неустановившегося движения имеет значения горизонтальной составляющей воздушной скорости V2, курсового угла ψ2, проекций путевой скорости Wx2, Wy2, Wz2.In block 11, the determination of air speed without taking into account wind speed is performed as follows. Let the aircraft in front of an unsteady mode of motion perform a sounding mode withstanding airspeed V 1 , altitude H 1 , heading angle ψ 1 , with values of projections of ground speed W x1 , W z1 , and at some point in time t 2 of unsteady motion has values of the horizontal component air velocity V 2 , course angle ψ 2 , projections of ground speed W x2 , W y2 , W z2 .
Предполагается, что за время от начала зондирующего режима до конца неустановившегося режима движения вектор скорости ветра является неизменным и лежит в плоскости горизонта, движение совершается без скольжения. Тогда, на основании уравнения косинусов, текущее значение проекции воздушной скорости V2 в плоскости горизонта в момент времени t2 неустановившегося режима движения определится выражением:It is assumed that during the time from the beginning of the probing mode to the end of the unsteady mode of motion, the wind velocity vector is unchanged and lies in the plane of the horizon, the movement is performed without sliding. Then, based on the equation of cosines, the current projection of the airspeed V 2 in the plane of the horizon at time t 2 unsteady mode of motion is determined by the expression:
Откуда:From:
где:Where:
знак (+) берется на режиме разгона, знак (-) на режиме торможения;the sign (+) is taken in acceleration mode, the sign (-) in braking mode;
(ΔW)2=(Wx1-Wx2)2+(Wz1-Wz2)2,(ΔW) 2 = (W x1 -W x2 ) 2 + (W z1 -W z2 ) 2 ,
Δψ=ψ1-ψ2,Δψ = ψ 1 -ψ 2 ,
ΔW - модуль вектора изменения путевой скорости в плоскости горизонта.ΔW is the module of the vector of the change in ground speed in the horizon plane.
В общем случае, когда неустановившийся режим выполняется с набором, потерей высоты, необходимо учесть вертикальную составляющую воздушной скорости:In the general case, when the transient mode is performed with a set, loss of altitude, it is necessary to take into account the vertical component of airspeed:
В остальном, в системе по п.3 используются те же соотношения, что и для системы по п.1 и присутствуют блоки 12 и 13, аналогичные блокам 6 и 7.Otherwise, the system according to claim 3 uses the same relations as for the system according to claim 1, and there are blocks 12 and 13, similar to blocks 6 and 7.
На фигуре 2 приведены значения коэффициента подъемной силы для различных углов атаки. На фигуре представлены: 14 - значения угла атаки, 15 - значения коэффициента подъемной силы, 16 - результаты расчета.The figure 2 shows the values of the coefficient of lift for different angles of attack. The figure shows: 14 - values of the angle of attack, 15 - values of the coefficient of lift, 16 - calculation results.
Таким образом, предлагаемая модель позволяет определить: значения параметров атмосферы - температуры, давления, вектора скорости ветра, воздушные параметры в испытательных режимах, градуировочные зависимости для приемников воздушных давлений и датчиков аэродинамических углов, летно-технические характеристики летательного аппарата; снизить влияние случайных факторов изменчивости параметров атмосферы на погрешность определения рассматриваемых характеристик в испытательном режиме полета; повысить надежность и точность результатов летных испытаний.Thus, the proposed model allows us to determine: the values of atmospheric parameters — temperature, pressure, wind velocity vector, air parameters in test modes, calibration curves for air pressure receivers and aerodynamic angle sensors, aircraft flight performance; to reduce the influence of random factors of variability of atmospheric parameters on the error in determining the considered characteristics in the test flight mode; improve the reliability and accuracy of flight test results.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128308/28U RU99181U1 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128308/28U RU99181U1 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99181U1 true RU99181U1 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010128308/28U RU99181U1 (en) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU99181U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579551C1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Device for determining error of measurement of angles of attack and gliding |
RU2780012C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | Automated measuring complex for determining the hydrogasdynamic characteristics of swirling flows in devices with narrow annular channels of variable cross-section |
-
2010
- 2010-07-09 RU RU2010128308/28U patent/RU99181U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579551C1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Device for determining error of measurement of angles of attack and gliding |
RU2780012C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | Automated measuring complex for determining the hydrogasdynamic characteristics of swirling flows in devices with narrow annular channels of variable cross-section |
RU2792261C1 (en) * | 2022-02-03 | 2023-03-21 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method for determination of attack and slip angles of unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102419381B (en) | For the airspeed sensing system of aircraft | |
CN109710961B (en) | High-altitude unmanned aerial vehicle limit rising data processing method based on GPS data | |
US20170356925A1 (en) | Method for correcting the calculation of a flight characteristic of an aeroplane by taking vertical wind into account, method for calculating the drag coefficient | |
CN110346605B (en) | Method and system for aircraft airspeed calibration based on static pressure error correction | |
US10352813B2 (en) | Calibration of aircraft instruments using a laser sensor | |
CN113205706A (en) | ILS signal quality monitoring method based on flight QAR data | |
CN102901613B (en) | Method for determining pressure center of reentry vehicle | |
RU2396569C1 (en) | Method of determining aerial parametres in flight tests of aircraft flying at high angle of attack | |
Cooper et al. | Calibrating airborne measurements of airspeed, pressure and temperature using a Doppler laser air-motion sensor | |
RU99181U1 (en) | SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS | |
US20050159857A1 (en) | System and method for determining aircraft tapeline altitude | |
CN111637878A (en) | Unmanned aerial vehicle navigation filter | |
Korsun et al. | Detection of dynamic errors in aircraft flight data | |
Ranaudo et al. | Effects of horizontal tail ice on longitudinal aerodynamic derivatives | |
RU2375690C1 (en) | Method for determination of pitot probe aerodynamic errors in flight tests of flying vehicle | |
CN113525711B (en) | Method for identifying aerodynamic focus of aircraft through flight test | |
RU2579796C1 (en) | Method of determining aircraft engine thrust | |
RU2331892C2 (en) | Method of aircraft velocity component defining | |
CN112762960A (en) | Online calculation method for wind field of aircraft | |
Stojanowski et al. | The FALCON 7X: from ETW to flight | |
Schibelius et al. | Multi-MASS: a fleet of unmanned aerial vehicles for atmospheric characterization | |
CN113375634B (en) | Altitude measurement method based on atmospheric model and aircraft normal overload combination | |
Strunin | Estimation of accuracy of temperature and wind measurements in the AMDAR system using the Yak-42D “Roshydromet” research aircraft data | |
RU2744772C1 (en) | Method for determining wind speed and direction using unmanned aircraft | |
KR20120071958A (en) | Barometric altimeter and self-setting method of the same based on onboard navigation data in flight |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140710 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20160327 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170710 |