Введение к работе
Актуальность. Современной тенденцией развития вертолётной авиации является повышение скоростных и маневренных возможностей вертолётов. Это находит отражение, как в материалах вертолётных форумов, так и в планах конструкторских бюро и научно – исследовательских институтов. Приказы Министра Обороны и Главкома ВВС и ПВО требуют, чтобы ни один полёт вертолёта на выполнение боевой задачи не осуществлялся без основательной предварительной подготовки, включающей в себя моделирование полёта и тренажную подготовку. И то и другое требует наличия адекватных динамических программ и тренажёров. Вертолёт как объект управления – это невероятно сложная динамическая задача, решаемая с привлечением быстродействующих ЭВМ, обладающих большой памятью. При создании тренажёров важен другой фактор – расчёты должны вестись в реальном масштабе времени. Наличие того и другого в лётных (вертолётных) училищах и в строевых полках позволит значительно сократить расходы на подготовку и переподготовку лётных кадров. Тренажёрам в настоящее время уделяется очень большое внимание. На их создание выделяются большие средства. Как вывод – наличие хороших динамических программ и тренажёров – вопрос времени. Но адекватные динамические модели и программы расчёта маневров необходимы уже сейчас, как командиру полка, при планировании полетов, так и рядовому лётчику в его персональном полетном задании.
Цель работы. Создание математической модели, алгоритма и программ расчёта маневренных возможностей вертолёта, учитывающих конкретные эксплуатационные условия, а именно полётный вес, температуру наружного воздуха, высоту маневра, степень изношенности конкретного борта.
Задачи исследования. С помощью данной модели есть возможность решить все три задачи динамики полёта:
- поиск балансировочных состояний вертолёта;
- определение траекторий движения вертолёта при заданных законах управления;
- определение закона управления при оптимизации того или иного выходного параметра маневра.
Практическая значимость работы сводится к тому, что она выполнена в соответствии с перспективными планами по подготовке и переподготовке лётного состава. Разработанная динамическая модель уже используется в учебном процессе Сызранским высшим военным училищем летчиков. А также при проведении учебных и тренировочных полетов в вертолётных полках в г. Сызрани (в/ч 15566), г. Пугачёве (в/ч 93836), г. Саратове (в/ч 21965), г. Торжке (334 Центре боевой подготовки и переподготовки лётного состава армейской авиации).
Научная новизна работы заключается в том, что метод энергий, широко известный в аэромеханике, в вертолётной динамике полёта может использоваться лишь со значительными коррективами, так как прямого перехода одного вида энергии в другой не наблюдается. Все маневры вертолета производятся изменением аэродинамических сил на несущем винте вертолёта. Инструментом для расчёта манёвров являются перегрузки. Умение вычислять их с учётом конкретных эксплуатационных условий полёта и возможностей каждого конкретного вертолета, умение уточнять их, при изменении параметров полёта и пространственного положения вертолёта, умение задавать их с учётом существующих ограничений, варьировать ими с целью достижения желаемого результата делает работу интересной, полезной и многовариантной.
Достоверность предлагаемой динамической модели подтверждена удовлетворительным совпадением результатов расчёта с материалами лётных испытаний, выполненных на трёх вертолётах учебных вертолётных полков Сызранского ВВАУЛ (ВИ).
На защиту выносятся:
1. Математическая модель, алгоритмы и программы расчёта располагаемых перегрузок вертолётов.
2. Результаты исследования маневров вертолёта МИ-24 в горизонтальной, вертикальной плоскостях и в пространстве, а также их связок.
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований докладывались:
- на Всероссийской научно-технической конференции, г. Сызрань, 2006 год;
- на международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» г. Казань, 2006 год;
- на Всероссийском семинаре «Управление движением и навигация летательных аппаратов», г. Самара, 2007 год.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объём и структура работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, приложений. Основное содержание работы изложено на 205 страницах машинописного текста, иллюстрированного 122 рисунками. Список литературы содержит 97 наименований.
