Выбор режима работы винтомоторной группы при заданной потребной тяге

Как видно из сетки графиков на рис 6.1, получить потребную тягу P можно множеством способов назначения числа оборотов n и угла винта . Один них тот, который является в определенном смысле лучшим, если воспользоваться выбранным критерием.

Среди наиболее распространенных критериев, таких как минимум расходуемого топлива, максимум коэффициента полезного действия и др., остановимся на двух, рассматривающих задачу с разных сторон;

-критерий минимума расхода топлива.

-критерий максимального быстродействия при выходе на нужный режим.

Если рассматривать первый критерий, то ему соответствует решение задачи параметрический оптимизации, для которой нужно в алгебраической форме знать необходимые зависимости. Первой из них является формализованная зависимость , найденная из графиков на рис 6.1. При этом предварительно нужно внести поправку на то, что если в винтомоторный группе имеется m двигателей, то потребная тяга для одного двигателя должна быть уменьшена в раз по сравнению с исходной. Считая, что потребная тяга при посадке не превышает 50% от максимальной, а значит при невысоких оборотах это относится к большим значениям , линеаризуем эту зависимость формулой

(6.1)

Второй зависимостью является расходная характеристика , которая, если увеличение угла винта более существенно, увеличит расход топлива при большем числе оборотов . Эта зависимость может быть аппроксимирована формулой

(6.2)

Если из первой формулы(6.1) при заданной потребной тяге найти и затем подставить это значение в формулу(6.2), то можно записать однопараметрический критерий

(6.3)

Отсюда видно, что существует некоторая пара оптимальных значений , причем чем больше число оборотов, тем меньше оптимальный угол винта для создания нужной тяги. Итак, при малой потребной тяге, что характерно для посадочного режима, лучше использовать больший угол винта.

Этот вывод не вступает в противоречие с критерием максимального быстродействия, поскольку при увеличении числа оборотов тяга нарастает через 3÷5сек, а при изменении угла винта тяга увеличивается пусть на меньшую величину, но на порядок быстрее - через 0.3÷0.5сек, что весьма выгодно для высокодинамичного режима посадки. Поэтому при желании увеличить тягу лучше сначала увеличить угол винта, а если этой меры нехватает, то следует начать увеличивать число оборотов.

Высказанным соображениям соответствуют показанные на рис 6.2 графики, смысл которых состоит в том, что для различных значений потребной тяги есть участки, на каждом из которых либо увеличивается угол винта, либо число оборотов.

Рис 6.2 Графики зависимости уставок n и j от потребной теги

В частности, для трех показанных участков характерным является то, что назначение уставок в виде значений и можно произвести с помощью одних и тех же линейных зависимостей

при (6.3)

где b₁=0; c₁= 0; b₂>0; c₂>0; b₃=0 c₃>c₂

d₁>0; a₂>a₁; d₂<0; a₃>a₂ d₃>0

 

Формула(6.3) позволяет назначать уставки для различных силовых установок в общем виде, если для применяемой винтомоторной группы заранее знать параметры p₁, a_i, b_i, c_i, d_i, m, N.

 

Выводы по главе 6

1. Для назначения уставок по числу оборотов и углу винта для используемой винтомоторной группы нужно знать две характеристики - зависимость тяги от назначаемых уставок и расходную характеристику в безразмерном виде, для чего необходимо предварительно знать:

Ø максимальную мощность двигателя;

Ø минимальное и максимальное число оборотов;

Ø диаметр и профиль винта;

Ø скорость полета.

2. Анализ расходных характеристик поршневого двигателя показал, что можно найти оптимальный режим достижения нужной тяги при минимальном расходе топлива. Показано, что исходя из соображений экономичности и быстродействия работы винтомоторной группы лучше в первую очередь использовать при посадке угол винта для изменения малой тяги.

3. Получены кусочно-линейные зависимости в общем виде для вычисления уставок для различных участков потребной тяги, на каждом из которых либо увеличивается угол винта, либо число оборотов.

4. Вопрос назначения уставок и для винтомоторной группы при различных режимах полета требует в перспективе углубленных исследований, поскольку изначально назначение самой потребной тяги зависит от заданной скорости полета , высоты и угла наклона траектории. Поэтому можно поставить задачу назначения уставок в виде зависимостей и , минуя промежуточное вычисление тяги .

 

Заключение

1. Главной новой компонентой бортовой САУ посадкой БЛА является логическая часть управления полетом, образующая верхний уровень принятия решений при перестройке работы КСУ на нижнем исполнительном уровне, подчиняясь в свою очередь командам с наземного пункта управления.

2. Нижний уровень образует основной быстродействующий тракт с постоянным тактом , верхний уровень – параллельно действующий дополнительный тракт в редкие необходимые моменты времени с задержкой .

3. В состав логической части входят классификатор основных полетных операций и 8 логических анализаторов (еще 2 входят в состав автоматов КСУ траекторного управления). На выходе подсистемы определяется одна из 29 полетных ситуаций, охватывающих полную группу событий при посадке.

4. При возвращении к месту посадки логическими анализаторами 1 и 7 фиксируются факты обнаружения БЛА в двух случаях:

- при отказе СНС - на большой высоте над линией горизонта на рубеже дальнего перехвата, перпендикулярного ожидаемому курсу возвращения БЛА. При этом предложено использовать три несканирующих наземных пеленгатора с фиксированными углами места и азимута, а основным маневром БЛА является снижение по спирали;

- при работе СНС - на меньшей высоте и дальности при снижении по прямолинейной глиссаде в направлении оси ВПП. В этом случае используется режим наблюдения БЛА пеленгаторами при его снижении по глиссаде.

 

5. При выходе на ось ВПП логический анализатор 2 решает задачу назначения своей заданной линии пути для каждой из зон, в какую попадает БЛА при вписывании в глиссаду.

6. При снижении по прямолинейной глиссаде, сходе с неё и приземлении наиболее ответственной является задача выполнения посадочного маневра при сильных порывах ветра. Логические анализаторы 3,4,5 контролируют отклонения БЛА от оси ВПП и определяют условия начала выполнения маневра с креном, а затем- только с одним рулем направления.

7. При выполнении пробега после приземления логический анализатор 6 с помощью датчиков обжатия шасси определяет вариант включаемой системы автоматического управления приводами носового и главных колес с целью приближения БЛА к середине ВПП.

8. В случае невозможности успешного завершения посадки на заданном месте логический анализатор 8 с учетом метеоусловий и оставшегося запаса топлива определяет возможность выбора нового варианта посадки в другом запасном месте, где посадочный курс может быть назначен навстречу ветру.

9. С учетом повышенных требований к безопасности автоматической посадки особую роль приобретают автоматы непрерывного контроля безопасности, при вычислении вероятного риска в виде одного числа с помощью специальной свертки тех отклонений, которые создают определенную угрозу. Сравнение этого числа с рядом допусков позволяет своевременно дать команду ухода на повторный круг, избегая при этом гибели летательного аппарата

10. Конечным результатом работы логических алгоритмов является определение уставок, вносимых в автоматы КСУ траекторного управления посадкой. Всего уставок – 12, образующих одну из строк таблицы полетных операций, из них 7 основных, изменяемых и требующих вычисления с малой временной задержкой. Эти уставки различны для 29 различных полетных ситуаций, входящих в общую таблицу, образующих полную группу событий при посадке.

В дополнение нужно заметить, что определение нужной строки таблицы полетных ситуаций может быть повторено в наземном командном пункте, для формирования репортажа о ходе выполнения посадки с помощью соответствующих служебных слов.

11. Чрезвычайно важным является вопрос информационного обеспечения и точности и безотказности измерительных и навигационных устройств, как бортовых, так и наземных. С этой точки зрения наиболее «узкими» местами является:

- процесс обнаружения в районе посадки БЛА, летящего при значительном начальном удалении с использованием БИНС;

- процесс определения малой высоты при выравнивании вблизи земли и приземлении, для чего необходим бортовой высотомер, имеющий нужную точность.

По существу БЛА не обладает своими бортовыми средствами наблюдения места посадки,т.е «не видит» и целиком рассчитывает на наземную систему. Все это затрудняет сформировать логику безотказного управления посадочными операциями.

В перспективе для нового, более тяжелого БЛА целесообразно изучить возможность установления на борту устройств типа головок самонаведения телевизионного типа или др. гарантирующих успешность поставленной задачи с повышенной вероятностью.

 

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: