Расчёт закона управления продольным движением самолета

РАСЧЁТ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЁТА Оглавление Введение 1. Математическое описание продольного движения самолета 1.1 Общие сведения 1.2 Уравнения продольного движения самолета 1.3 Силы и моменты при продольном движении 1.4 Линеаризованные уравнения движения 1.5 Математическая модель привода стабилизатора 1.6 Математические модели датчиков угловой скорости и перегрузки 1.7

Математическая модель датчика положения штурвала 2. Техническое задание на разработку алгоритма ручного управления продольным движением самолета 2.1 Общие положения 2.2 Требования к статическим характеристикам 2.3 Требования к динамическим характеристикам 2.4 Требования к разбросам параметров 2.5 Дополнительные требования 3. План выполнения курсовой работы 3.1

Этап анализа 3.2 Этап синтеза 4. Рекомендации к выбору желаемых собственных значений Введение Целью курсовой работы является закрепление материала первой части курса ТАУ [1] и освоение модальной методики расчета алгоритмов управления на примере синтеза закона управления продольным движением самолета. Методические указания содержат вывод математических моделей продольного движения самолета, электрогидравлического привода руля высоты, датчиков положения штурвала, угловой

скорости тангажа, перегрузки, а также приводятся числовые данные для гипотетического самолета. Одним из наиболее ответственных и трудных моментов при реализации методики модального синтеза является выбор желаемых собственных значений. Поэтому приведены рекомендации по их выбору. 1. Математическое описание продольного движения самолета 1.1 Общие сведения Полет самолета осуществляется под влиянием сил и моментов, действующих на него.

Отклоняя органы управления, летчик может регулировать величину и направление сил и моментов, тем самым, изменяя параметры движения самолета в желаемую сторону. Для прямолинейного и равномерного полета необходимо, чтобы все силы и моменты были уравновешены. Так, например, в прямолинейном горизонтальном полете с постоянной скоростью подъемная сила равна силе тяжести самолета, а тяга двигателя – силе лобового сопротивления.

При этом обязательно должно соблюдаться и равновесие моментов. В противном случае самолет начинает вращаться. Равновесие, созданное летчиком, может быть нарушено воздействием какого-либо возмущающего фактора, например, турбулентностью атмосферы или порывами ветра. Поэтому когда режим полета установлен, требуется обеспечить устойчивость движения. Другой важнейшей характеристикой самолета является управляемость.

Под управляемостью самолета понимают его способность реагировать на перемещение рычагов управления (органов управления). О хорошо управляемом самолете летчики говорят, что он хорошо «ходит за ручкой». Это означает, что для выполнения требуемых маневров летчику необходимо совершить простые по характеру отклонения рычагов и прилагать к ним небольшие по величине, но четко ощутимые усилия, на которые самолет отвечает соответствующими изменениями положения в пространстве без излишнего запаздывания.

Управляемость – важнейшая характеристика самолета, определяющая возможность полета. На неуправляемом самолете летать невозможно. Летчику одинаково трудно управлять самолетом, когда требуется прикладывать большие усилия к рычагам управления и выполнять большие перемещения штурвала, а также когда отклонения штурвала и усилия, потребные для их отклонения, слишком малы. В первом случае летчик быстро утомляется при совершении маневров.

О таком самолете говорят, что он «тяжел в управлении». Во втором случае самолет реагирует на малое, иногда даже непроизвольное перемещение ручки, требуя от летчика большого внимания, точного и плавного управления. О таком самолете говорят что он «строг в управлении» [2]. На основе летной практики и теоретических исследований установлено, какими должны быть характеристики

устойчивости и управляемости, чтобы удовлетворить требованиям удобного и безопасного пилотирования. Один из вариантов формулирования этих требований представлен в техническом задании на курсовую работу. 1.2 Уравнения продольного движения самолета Обычно полёт самолёта рассматривают как движение в пространстве абсолютно жёсткого тела. При составлении уравнений движения используют законы механики, позволяющие в самом общем виде записать уравнения движения центра масс самолёта и его вращательного движения вокруг

центра масс. Исходные уравнения движения вначале записывают в векторной форме