Система оценки воздушной скорости летательного аппарата на основании модели лобового сопротивления - RU2018106461A
Код документа: RU2018106461A
Формула
1. Система (10) оценки множества параметров воздушной скорости для непрерывного расчета воздушной скорости летательного аппарата (18), содержащая:
один или более процессоров (32) и
память (34), соединенную с указанными одним или более процессорами (32) и хранящую данные, содержащие базу данных (44) и программный код, который, при его исполнении указанными одним или более процессорами (32), побуждает указанную систему (10):
принимать множество рабочих параметров (20), каждый из которых представляет режим работы летательного аппарата (18);
определять коэффициент (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат на основании указанного множества рабочих параметров (20), при этом коэффициент (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат количественно определяет лобовое сопротивление по оси полусвязанной системы координат летательного аппарата (18), создаваемое при высокоскоростном режиме;
определять коэффициент (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат на основании указанного множества рабочих параметров (20), при этом коэффициент (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат соответствует подъемной силе летательного аппарата (18), создаваемой вдоль вертикальной оси связанной системы координат при низкоскоростном режиме;
оценивать динамическое давление (Qbar) на основании одного из коэффициента (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат и коэффициента (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат и оценивать указанное множество параметров воздушной скорости на основании динамического давления (Qbar).
2. Система (10) по п. 1, выполненная с возможностью определения, что летательный аппарат (18) работает в высокоскоростном режиме на основании:
определения, что множество закрылков (28) летательного аппарата (18) убраны; и
при приеме оцененного числа (MMDL) Маха со значением, превышающим приблизительно 0,4.
3. Система (10) по п. 1 или 2, выполненная с возможностью определения, что летательный аппарат (18) работает в низкоскоростном режиме,
на основании определения, что множество закрылков (28) летательного аппарата (18) не убраны; или
при приеме оцененного числа (MMDL,) Маха со значением, меньшим или равным приблизительно 0,4.
4. Система (10) по п. 1 или 2, определяющая, посредством логической схемы гистерезисной функции, что
при увеличении оцененного числа (MMDL) Маха от значения, меньше приблизительно 0,4, до значения, больше приблизительно 0,4, с погрешностью приблизительно 0,02 и при уборке множества закрылков (28) происходит переключение летательного аппарата (18) из низкоскоростного режима в высокоскоростной режим, а
при уменьшении оцененного числа (MMDL) Маха до значения, меньше или равно приблизительно 0,4, с погрешностью приблизительно 0,02 происходит переключение летательного аппарата (18) из высокоскоростного режима в низкоскоростной режим.
5. Система по п. 1 или 2, выполненная с возможностью:
переключения значения оцененного динамического давления (Qbar) между динамическим давлением (Qbardrag) и динамическим давлением (QbarLift) на основании алгоритма (94) сглаживания перехода, который постепенно изменяет значение оцененного динамического давления (Qbar) в течение периода времени.
6. Система (10) по п. 1 или 2, в которой указанные параметры воздушной скорости содержат оцененное число (MMDL) Маха, эквивалентную воздушную скорость (VeasMDL), давление (QcMDL) ударной нагрузки, откалиброванную воздушную скорость (VcasMDL) и истинную воздушную скорость (VtMDL) летательного аппарата (18).
7. Система (10) по п. 1 или 2, в которой указанное множество рабочих параметров (20) содержат угол (α) атаки, угол (β) бокового скольжения, множество положений поверхностей управления, содержащих множество положений интерцепторов и положение руля направления, положение поверхности стабилизатора, положение закрылков, положение шасси и оцененное число (MMDL) Маха.
8. Система (10) по п. 7, в которой коэффициент (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат определен следующим образом:
CD=CD1(α, MMDL)+CD2(Flap, MMDL)+CD3(Gear, MMDL)+CD4(Spoiler, α, MMDL)+CD5 (stabilizer, α, MMDL)+CD6(rudder, β, MMDL)
где
«Flap» представляет положение закрылков, являющееся показательным в отношении положения закрылков (28) крыльев (16),
«Gear» представляет положение шасси,
«Spoiler» представляет множество положений интерцепторов,
«Stabilizer» представляет положение поверхности стабилизатора,
«rudder» представляет положение руля направления, а
каждая из составляющих CD1-CD6 определена на основании соответствующих таблиц поиска, сохраненных в памяти (34).
9. Система (10) по п. 1 или 2, выполнена с возможностью оценки динамического давления (Qbardrag) при высокой скорости на основании модели лобового сопротивления летательного аппарата (18),
при этом динамическое давление (Qbardrag) при высокой скорости используется для определения динамического давления (Qbar), только если летательный аппарат (18) не работает в низкоскоростном режиме.
10. Система (10) по п. 9, в которой динамическое давление (Qbardrag) при высокой скорости определено на основании составляющей TXS силы тяги по направленной вперед оси полусвязанной системы координат, который определен путем вычитания силы воздушного сопротивления входа турбореактивного двигателя из полной силы тяги турбореактивного двигателя.
11. Способ оценки множества параметров воздушной скорости для непрерывного расчета воздушной скорости летательного аппарата (18), включающий:
прием, посредством компьютера (30), множества рабочих параметров (20), каждый из которых представляет режим работы летательного аппарата (18);
определение, посредством компьютера (30), коэффициента (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат на основании указанного множества рабочих параметров (20), при этом коэффициент (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат количественно определяет лобовое сопротивление по оси полусвязанной системы координат летательного аппарата (18), создаваемое при высокоскоростном режиме;
определение коэффициента (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат на основании указанного множества рабочих параметров (20), при этом коэффициент (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат соответствует подъемной силе летательного аппарата (18), создаваемой вдоль вертикальной оси связанной системы координат при низкоскоростном режиме;
оценку динамического давления (Qbar) на основании одного из коэффициента (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат и коэффициента (CL) подъемной силы по оси связанной системы координат и
оценку указанного множества параметров воздушной скорости на основании динамического давления (Qbar).
12. Способ по п. 11, включающий определение того, что летательный аппарат (18) работает в высокоскоростном режиме на основании
определения того, что множество закрылков (28) летательного аппарата (18) убраны, и
при приеме оцененного числа (MMDL) Маха со значением, превышающим приблизительно 0,4.
13. Способ по п. 11 или 12, включающий определение того, что летательный аппарат (18) работает в низкоскоростном режиме на основании
определения того, что множество закрылков (28) летательного аппарата (18) убраны, или
при приеме оцененного числа (MMDL) Маха со значением, меньшим или равным приблизительно 0,4.
14. Способ по п. 11 или 12, включающий:
при увеличении оцененного числа (MMDL) Маха от значения, меньше приблизительно 0,4, до значения, больше приблизительно 0,4, с погрешностью приблизительно 0,02 и при уборке множества закрылков (28) определение, посредством логической схемы гистерезисной функции, что происходит переключение летательного аппарата (18) из низкоскоростного режима в высокоскоростной режим и
при уменьшении оцененного числа (MMDL) Маха до значения, меньше или равно приблизительно 0,4, с погрешностью приблизительно 0,02 определение, посредством логической схемы гистерезисной функции, того, что происходит переключение летательного аппарата (18) из высокоскоростного режима в низкоскоростной режим.
15. Способ по п. 11 или 12, включающий переключение значения оцененного динамического давления (Qbar) между динамическим давлением (Qbardrag) и динамическим давлением (QbarLift) на основании алгоритма (94) сглаживания перехода, который постепенно изменяет значение оцененного динамического давления (Qbar) в течение периода времени.
16. Способ по п. 11 или 12, согласно которому указанные параметры воздушной скорости содержат оцененное число (MMDL) Маха, эквивалентную воздушную скорость (VeasMDL), давление (QcMDL) ударной нагрузки, откалиброванную воздушную скорость (VcasMDL) и истинную воздушную скорость (VtMDL) летательного аппарата (18).
17. Способ по п. 11 или 12, согласно которому указанное множество рабочих параметров (20) содержат угол (α) атаки, угол (β) бокового скольжения, множество положений поверхностей управления, содержащих положение интерцептора и положение руля направления, положение поверхности стабилизатора, множество положений закрылков, положение шасси и оцененное число (MMDL) Маха.
18. Способ по п. 17, включающий определение коэффициента (CD) лобового сопротивления по оси полусвязанной системы координат следующим образом:
CD=CD1(α, MMDL)+CD2(Flap, MMDL)+CD3(Gear, MMDL)+CD4(Spoiler, α, MMDL)+CD5(stabilizer, α, MMDL)+CD6(rudder, β, MMDL)
где
«Flap» представляет положение закрылков, являющееся показательным в отношении положения закрылков (28) крыльев (16),
«Gear» представляет положение шасси,
«Spoiler» представляет множество положений интерцепторов,
«Stabilizer» представляет положение поверхности стабилизатора,
«rudder» представляет положение руля направления, а
каждая из составляющих CD1-CD6 определена на основании соответствующих таблиц поиска, сохраненных в памяти (34) компьютера (30).
19. Способ по п. 11 или 12, включающий оценку динамического давления (Qbardrag) при высокой скорости на основании модели лобового сопротивления летательного аппарата (18),
при этом динамическое давление (Qbardrag) при высокой скорости используют для определения динамического давления (Qbar), только если летательный аппарат (18) не работает в низкоскоростном режиме.
20. Способ по п. 19, включающий определение динамического давления (Qbardrag) при высокой скорости на основании составляющей (TXS) силы тяги по направленной вперед оси полусвязанной системы координат, определенного путем вычитания силы воздушного сопротивления входа из полной силы тяги турбореактивного двигателя летательного аппарата (18).
