Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Солдаткин, Вячеслав Владимирович

• Солдаткин, Вячеслав Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Солдаткин, Вячеслав Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТНО-СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕРТОЛЕТА

1.1. Требования и особенности получения информации о высотно-скоростных параметрах вертолета

1.2. Способы построения системы воздушных сигналов вертолета

1.3. Системы воздушных сигналов вертолета с модуляцией первичных пневматических сигналов

1.4. Системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижных приемников давлений

1.5. Системы воздушных сигналов вертолета на основе принудительно и свободно ориентируемых приемников давлений

1.6. Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника и информации

аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта

ВЫВОДЫ И ФОРМУЛИРОВКА ПРОБЛЕМЫ НАУЧНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ НЕПОДВИЖНОГО АЭРОМЕТРИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА И ИНФОРМАЦИИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВИХРЕВОЙ КОЛОННЫ НЕСУЩЕГО ВИНТА

2.1. Анализ особенностей аэродинамического поля вертолета

2.2. Методологические основы измерения высотно-скоростных параметров вертолета по информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта

2.3. Математические модели связи высотно-скоростных параметров вертолета с аэрометрической информацией вихревой колонны несущего винта

2.4. Алгоритмы обработки информации системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта

2.5. Методика уточнения алгоритмов обработки информации системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта при летных испытаниях

2.6. Анализ требований к метрологическим характеристикам

измерительных каналов системы

ВЫВОДЫ по главе 2

Глава 3. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕПОДВИЖНОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО АЭРОМЕТРИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА

3.1. Концепция построения и модели информативных сигналов неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника

3.2. Методика параметрического синтеза неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника

3.3. Обоснование рациональных конструктивных параметров неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника по результатам планируемого эксперимента

3.4. Экспериментальные исследования характеристик неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника

3.5. Выбор конструктивных параметров приемника аэрометрической

информации вихревой колонны несущего винта

ВЫВОДЫ по главе 3

Глава 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ НЕПОДВИЖНОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО АЭРОМЕТРИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА

4.1. Анализ статических погрешностей системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника

4.2. Исследование влияния конструктивных параметров неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника на точность работы системы воздушных сигналов вертолета

4.3. Анализ влияния разброса и нестабильности характеристик пневмоэлектрических измерительных каналов на инструментальную погрешность системы воздушных сигналов вертолета

4.4. Динамические погрешности системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника

4.5. Алгоритмическая коррекция систематических погрешностей и оценка суммарной погрешности каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника

4.6. Автоматическая подстройка пневмоэлектрических измерительных

каналов системы воздушных сигналов вертолета

ВЫВОДЫ по главе 4

Глава 5. КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ВОЗДУШНЫХ СКОРОСТЕЙ ВЕРТОЛЕТА

5.1. Аэромеханическая измерительно-вычислительная система определения составляющих вектора истинной воздушной скорости вертолета

5.2. Алгоритмы функционирования аэромеханической измерительно-

вычислительной системы определения составляющих вектора истинной

воздушной скорости вертолета

5.3. Имитационные модели аэромеханической системы определения составляющих вектора истинной воздушной скорости вертолета

5.4. Анализ и синтез комплексной системы измерения малых

воздушных скоростей вертолета

ВЫВОДЫ по главе 5

Глава 6. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ВОЗДУШНЫХ СКОРОСТЕЙ ЛЕГКОГО ВЕРТОЛЕТА

6.1. Математические модели движения легкого вертолета

6.2. Линеаризация уравнений движения легкого вертолета

6.3. Разработка алгоритмического и программного обеспечения аэромеханической измерительно-вычислительной системы определения составляющих вектора истинной воздушной скорости легкого вертолета

6.4. Моделирование аэромеханической измерительно-вычислительной системы определения составляющих вектора истинной воздушной скорости

легкого вертолета

6.5. Оценка погрешностей комплексной системы измерения малых

воздушных скоростей легкого вертолета

ВЫВОДЫ по главе 6

Глава 7. РАЗРАБОТКА, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ НЕПОДВИЖНОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО АЭРОМЕТРИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА

7.1. Разработка и исследование в аэродинамической трубе экспериментального образца системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многоканального прочного аэрометрического приемника

7.2. Разработка и трубные испытания экспериментального промышленного образца системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника и информации

аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта

7.3. Реализация и внедрение результатов исследования, направления совершенствования и развития системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического

приемника

ВЫВОДЫ по главе 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В народном хозяйстве и для обороны страны широко используются вертолеты различных классов. В последние годы вертолеты составляют значительную часть экспорта авиационной техники России. Повышение безопасности полетов и эффективности применения вертолетов имеет существенное значение для экономики и обороноспособности страны.

Полет вертолета происходит в приземном возмущенном слое атмосферы и для его выполнения в инструментальном и автоматическом режимах пилотирования необходима информация о высотно-скоростных параметрах (ВСП), определяющих движение относительно окружающей воздушной среды и получивших название воздушных сигналов. Наличие достоверной информации о барометрической высоте, приборной скорости, величине и составляющих вектора истинной воздушной скорости, углах атаки и скольжения позволяет наиболее полно использовать летно-технические и боевые возможности вертолетов, повысить качество управления, обеспечить безопасность полета при взлете, при полете на предельных режимах, при посадке на ограниченные площадки и в условиях плохой видимости, предотвратить такие нештатные ситуации как «явление подхвата», попадание в режим «вихревого кольца», выход на границу максимально-допустимой приборной скорости.

При выполнении строительно-монтажных, погрузочно-разгрузочных, поисково-спасательных работ и применении высокоточного оружия воздушные сигналы необходимо измерять на околонулевых скоростях вплоть до режима висения при изменении угла скольжения вертолета в диапазоне ±180°.

Большой вклад в разработку и применение средств измерения высотно-скоростных параметров вертолета внесли: Е.С. Вождаев, М.А. Головкин,

А.Н. Петунии (ЦАГИ), А.И. Акимов, В.П. Бутов, Е.Г. Харин, С.Г. Пушков (ЛИИ), Б.М. Абрамов, Г.Е. Бельфор, Б.В. Лебедев (НИИАО), С.П. Крюков, А.Г. Кузнецов (МИЭА), Э.А. Петросян, Ю.Г. Соковиков (УВЗ), А.И. Птицин,

A.Н. Иванов (МВЗ), В.Г. Кравцов, А.К. Панкратов, Н.В. Алексеев (Аэроприбор-Восход), H.H. Макаров, В.К. Козицин (УКБП), Ю.М. Игнатин,

B.И. Соболев (МАИ), В.А. Ференец, В.М. Солдаткин, A.A. Порунов (КНИТУ-КАИ), Н.Г. Федоров, В.А. Мишин, И.П. Ефимов (УлГТУ) и другие отечественные ученые и специалисты. Среди зарубежных исследователей следует отметить J.P. Arethens, J.T. Auderes, P.G. Beraud, S. Coule, D.F. Daw, T.A. Egolf, H.Favre, R.B.Grau, J. Kaletka, N.M. Komerach, С. G. Knight, S.G. Lion, P.E. Lorber, H.B.Miller, V.E. Neredka, W. Johnson, R.P.Smith, P.E. Sheridian, F.A. Summerling, T.L. Tompson, G. Yamauchi и др.

Объект исследования. Измерение высотно-скоростных параметров вертолета, особенно в области малых и околонулевых скоростей полета, затрудняется значительными искажениями его аэродинамического поля индуктивными потоками несущей системы, а также пространственным обтеканием расположенных на фюзеляже приемников аэрометрической информации. При этом способность вертолета совершать движение как вперед и назад, так и вправо и влево, а также необходимость устойчивого измерения в диапазоне малых и околонулевых скоростей и на режиме висения, в широком диапазоне изменения углового положения вектора воздушной скорости ограничивают применение на вертолетах известных систем воздушных сигналов (СВС), обусловливает необходимость создания СВС, построенных на новых принципах, максимально учитывающих специфику аэродинамики и динамики полета вертолета, удовлетворяющих современным требованиям по точности и надежности работы в реальных условиях эксплуатации.

Предмет исследования. Широкими возможностями по обеспечению панорамного (в плоскости рыскания) и всенаправленного (при трехмерном

изменении положения продольной оси вертолета) измерения высотно-скоростных параметров вертолета, в том числе в диапазоне малых и околонулевых скоростей полета и на режиме висения при сравнительно простой конструкции обладает СВС-В, построенная на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального аэрометрического приемника, расширение нижней границы рабочих скоростей которой обеспечивается за счет использования информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

Целью диссертационной работы является повышение точности измерения высотно-скоростных параметров вертолета при малых и околонулевых скоростях полета в условиях сильных аэродинамических возмущений несущего винта.

Проблема научного исследования заключается в разработке теоретических основ построения, методов системного проектирования и исследования системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

Решение поставленной проблемы проводилось по следующим основным направлениям:

• Анализ проблемы измерения высотно-скоростных параметров вертолета в области малых и околонулевых скоростей полета и обоснование перспективности построения СВС-В на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального аэрометрического приемника (АМП) и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

• Разработка теоретических основ построения СВС-В на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего

винта.

• Разработка математического описания и алгоритмического обеспечения СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

• Анализ погрешностей и разработка способов повышения точности вариантов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

• Разработка комплексной СВС-В на основе аэрометрических и аэромеханических измерительных каналов с наблюдателем Люэнбергера, методик моделирования, анализа и синтеза комплексной системы.

• Разработка и экспериментальные исследования вариантов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

• Обобщение результатов исследования в виде методологии построения, системного проектирования, исследования и применения СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

Методы исследования: При решении поставленной проблемы научного исследования использовались методы прикладной аэродинамики и теории измерений, теории управления и измерительных преобразователей, методы математического моделирования, анализа и синтеза каналов информационно-измерительных систем при детерминированных и случайных воздействиях, методы комплексирования, имитационного моделирования и экспериментального исследования, вероятностно-статистической обработки результатов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в разработке нового подхода к построению, методов проектирования и исследования нового класса системы воздушных сигналов вертолета, содержащих совокупность взаимосвязанных научных элементов, в частности:

о Новый подход и теоретические основы построения системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП и информации

аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

о Разработанные принципы построения, математическое описание, методы анализа и параметрического синтеза неподвижного многофункционального АМП первичной информации.

о Разработанные математические модели и алгоритмы обработки информации измерительных каналов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

о Алгоритмический и структурный методы повышения инструментальной точности измерительных каналов СВС-В на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника.

о Разработанные особенности построения, математические модели, алгоритмы и методики моделирования, анализа и синтеза комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета на основе разработанной аэрометрической системы и аэромеханической измерительно-вычислительной системы с наблюдателем Люэнбергера.

о Разработанные особенности построения, модели, алгоритмы и требования к датчикам первичной информации аэрометрического канала стартовой информационно-измерительной системы пилотажно-навигационных параметров одновинтового вертолета, построенного на основе неподвижного многофункционального АМП.

о Разработанные методики экспериментального исследования вариантов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

о Обобщение результатов исследования в виде научно-обоснованной методологии построения, проектировании и исследования нового поколения конкурентоспособной СВС-В с повышенной точностью измерения высотно-скоростных параметров вертолета при малых и околонулевых скоростях полета и на режиме висения.

Практическая ценность работы. Работа выполнялась в соответствии с заданиями ФЦП «Развитие гражданской авиационной техники России на

2001 - 2010 г.г. и на период до 2015 года» в рамках совместных НИОКР Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева - КАИ, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» и ОАО «Научно-производственный комплекс «ЭЛАРА» имени Г.А. Ильенко».

Основными результатами, определяющими практическую ценность работы являются:

• Научно обоснованная техническая разработка конкурентоспособной СВС-В на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта, направления ее совершенствования и развития.

• Методика синтеза конструктивных параметров и алгоритмы обработки информации СВС-В с учетом кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической информации, обусловленной вращением вертолета, индуктивными потоками несущей системы и обтеканием неподвижного многофункционального АМП.

• Методики анализа статических и динамических погрешностей каналов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

• Схемотехническая и конструктивная реализация вариантов системы, рекомендации по повышению точности определения высотно-скоростных параметров вертолета за счет реализации конструктивно-технологических методов, алгоритмической коррекции погрешностей и автоматической подстройки пневмоэлектрических измерительных каналов, принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

• Алгоритмическое и программное обеспечение, результаты имитационного моделирования, трубных исследований и натурных испытаний экспериментальных и опытных образцов, рекомендации по изготовлению, применению и совершенствованию вариантов СВС-В на

основе неподвижного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

Достоверность полученных научных результатов базируется на построении адекватных математических моделей, применении современных методов анализа и синтеза информационно-измерительных систем, на проведении имитационного моделирования, согласованности результатов моделирования, трубных исследований и натурных испытаний экспериментальных образцов системы, а также на опыте внедрения и использования полученных научно-технических результатов.

Реализация и внедрение результатов работы. Полученные научно-технические результаты внедрены в ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» при разработке базового варианта СВС-В с неподвижным многофункциональным АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта, на ОАО «Научно-производственный комплекс «ЭЛАРА» имени Г.А. Ильенко при разработке вариантов малогабаритной навигационной системы на базе магнитоинерциального датчика курса и аэрометрического канала счисления пути, при разработке аэрометрического канала стартовой информационно-измерительной системы пилотажно-навигационных параметров одновинтового вертолета. Результаты исследования использованы при выполнении госбюджетной НИР по проекту 6100 «Разработка теории и методов проектирования панорамной и всенаправленной системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многоканального приемника давлений» Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2011 годы)», при выполнении НИР «Разработка системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта» по гранту №14.В37.21.1858 от 04.10.2012 г. победителя конкурса Минобрнауки

России 2012 года по НИР, выполняемых под руководством кандидата наук, а также при выполнении хоздоговорных НИР. Ряд полученных результатов внедрен и используется в учебном процессе Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н.Туполева - КАИ при подготовке инженеров по специальности «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

На защиту выносятся:

1. Научно обоснованная техническая разработка конкурентоспособной СВС-В на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта, методология построения, проектирования и исследования системы.

2. Методология формирования и использования информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта в СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП.

3. Математические модели и алгоритмическое обеспечение каналов системы с учетом кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной информации, обусловленных вращением вертолета, индуктивными потоками несущей системы и обтеканием неподвижного многофункционального АМП.

4. Принципы построения, математическое описание, методы анализа и параметрического синтеза неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП.

5. Методики анализа погрешностей и синтеза каналов СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях, методы уменьшения методических и инструментальных погрешностей за счет конструктивно-технологических мероприятий, использования

алгоритмической коррекции, реализация адаптивной автоматической подстройки пневмоэлектрических измерительных каналов, реализации принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

6. Схемное и конструктивное построение, методы инженерного проектирования, моделирования и экспериментального исследования, результаты трубных и натурных испытаний вариантов системы, опыт внедрения и пути совершенствования СВС-В на основе неподвижного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на III Международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2002 г.), на II Международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии» (С-Петербург, 2002 г.), на 8-ой Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы измерений» (Москва, 2002 г.), на XIV, XV и XVI научно-технических конференциях с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 2002 - 2004 г.г.), на 3, 4 и 5 Международных конференциях «Авиация и космонавтика» (Москва, 2004 -

2007 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2004 г.), на XIV, XV, XVI, XVII, XVIII, XIX, XX, XXI, XXII Международных научно-технических семинарах «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (Алушта, 2005 — 2013 г.г.), на Международных научно-технических конференциях «Приборостроение» (Ялта - Винница, 2004, 2005 г.г.), на Международных научно-практических конференциях «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2006,

2008 г.г.), на Всероссийской научной конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (Казань, 2007 г.), на

Международной научно-практической конференции «Современные технологии - ключевое звено в возрождении отечественного авиастроения» (Казань, 2008 г.), на V Международной научно-практической конференции «Современные технологии и материалы - ключевое звено в возрождении отечественного авиастроения» (Казань, 2010 г.), на Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2011, 2013 г.г.), на Международной научно-технической интернет-конференции «Информационные системы и технологии» (Орел, 2011 г.), на XXXVII и XXXVIII Всероссийских конференциях по управлению движением кораблей и специальных подводных аппаратов» (Адлер, 2011 г., Таганрог, 2012 г.), на Первой Всероссийской научно-практической конференции «Устройства измерения, сбора и обработки сигналов в информационно-управляющих комплексах» (Ульяновск, 2011 г.), на VI Международной научно-практической конференции «Современные технологии, материалы, оборудование и ускоренное восстановление квалифицированного кадрового персонала -ключевое звено в возрождении отечественного авиа- и ракетостроения» (Казань, 2012 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и решения построения приборов и систем ориентации, навигации и управления подвижными объектами» (Тула, 2012 г.), на III Международной научно-практической конференции «Системы управления жизненным циклом изделий авиационной техники: Актуальные проблемы, исследования, опыт внедрения и перспективы развития» (Ульяновск, 2012 г.), а также на НТС ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» (2005 -2013 г.г.) и на заседаниях кафедры приборов и информационно-измерительных систем Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева - КАИ (2005 - 2013 г.г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 85 печатных работах, в том числе в монографии и 6 книгах, 22 статьях в

ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 5 статьях в других изданиях, 35 материалах и 6 тезисах докладов. На предложенные технические решения получены 10 патентов на изобретения и полезные модели.

Личный вклад автора заключается в разработке методологии построения, системного проектирования и исследования нового класса СВС-В на основе неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта, с повышенной точностью и расширенной нижней границей рабочих скоростей полета, а также принципов формирования и использования аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта, особенностей построения и проектирования неподвижного пространственно распределенного многофункционального АМП, новых схем, технических решений, алгоритмов и математических моделей каналов системы, методик анализа статических и динамических погрешностей и методов повышения инструментальной точности за счет алгоритмической коррекции квазистатических погрешностей, адаптивной автоматической подстройки пневмоэлектрических измерительных каналов, комплексирования аэрометрической системы с аэромеханической измерительно-вычислительной системой с наблюдателем Люэнбергера, методик инженерного проектирования, изготовления, моделирования, экспериментального исследования и натурных испытаний вариантов системы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения. Основное содержание диссертации изложено на 440 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц и 119 рисунков. Библиография включает 181 наименование.

Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТНО-СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕРТОЛЕТА

Задача исследования:

1. С учетом особенностей получения и использования информации о высотно-скоростных параметров вертолета на различных этапах и режимах полета, в том числе в диапазоне малых скоростей и на режиме висения сформулировать современные требования к системе воздушных сигналов вертолета.

2. В целях определения направлений развития и совершенствования системы воздушных сигналов вертолета провести систематизацию способов и схем ее построения.

3. Провести анализ используемых и разрабатываемых схем построения и особенностей применения системы воздушных сигналов вертолета, обосновать перспективные направления по расширению нижней границы' рабочих скоростей и повышения надежности работы за счет использования неподвижного пространственно распределенного многофункционального аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта.

4. Сформулировать проблему научного исследования диссертационной работы и направления ее решения.

1.1. Требования и особенности получения информации о высотно-скоростных параметрах вертолета

При штурвальном и автоматическом управлении вертолетом, решении навигационных задач, выполнении бомбометания и управлении высокоточным оружием [1] широко используется информация о барометрической Н и относительной Ноти высотах полета, продольной Ух,

вертикальной Уу и боковой V, составляющих вектора ¥в истинной воздушной скорости, а также о величине приборной Кпр и истинной воздушной Ув скоростей, углах атаки а и скольжения [3 вертолета, определяющих движение вертолета относительно окружающей воздушной среды. Поэтому указанные параметры принято называть воздушными сигналами [2-4].

В условиях реального полета процессы изменения воздушных сигналов вертолета в общем случае являются нестационарными и определяются как собственным управляемым движением вертолета и работой его несущей системы, так и возмущениями набегающего воздушного потока в виде турбулентности атмосферы, случайных порывов и изменений скорости и направления ветра, воздушных ям, восходящих потоков и т.п.

На отдельных этапах или режимах полета процессы изменения высотно-скоростных параметров вертолета можно считать стационарными и характеризовать автокорреляционными функциями и соответствующими им спектральными плотностями мощности, например, вида [5, 6]

К (т\= 2 • к (-тЛ = 2 .

аре"ар|х| со5брх;

1 ап ■ I

COS ЬпТЛ— sin Ь„ т

. р к \

2 1 2 сг..а„ 1 „ , . ст., я.,

SJLа>)= 2 = —; (1.1)

со) =

Sa(co)

71 а~ + со" ж + со*

_(S)2+al+bl

п [ар + (со + bp)2 ]-[аЦ+(а-ЬрУ] 2 a2 a al+b

о-,'

к (ш2 + а2 - а2У + 4а со2

\ а р 1 а

Р.

где ан, (jv, ар, ац, и ап, av, ар, аа, bp, ba - параметры, определяющие преобладающий уровень и спектр частот случайных процессов изменения высотно-скоростных параметров на данном этапе или режиме полета.

Диапазон высот полета вертолетов определяется значениями от -500 до +7000 м. Максимальная воздушная скорость вертолетов ограничена значениями 350 - 450 км/ч. Диапазон рабочих скоростей вертолета включает режим висения и полеты на малых скоростях, полеты вперед-назад, вправо-влево, вверх-вниз, при которых угол скольжения может изменяться в пределах±180°, угол атаки-±40...60° [7-11].

Анализ характеристик возмущенного движения вертолета при различных сочетаниях возмущающих факторов показывает [12-17], что чем сильнее реакция вертолета на них, тем больше управляющих воздействий в единицу времени должны формировать летчик или система автоматического управления (САУ). Наиболее благоприятные условия работы летчика имеют место, когда спектр управляющих воздействий не превышает 0,5 Гц [13]. При более высоких частотах летчик, вследствие запаздывания его реакции и инерционных свойств контура управления, может «раскачать» вертолет. Следовательно, для обеспечения безопасности полета вертолета контур управления должен осуществлять стабилизацию параметров полета таким образом, чтобы возмущенное движение не содержало частот выше 0,5 Гц и быстро затухало. Реализация этих требований обеспечивается за счет системы повышения устойчивости [12], использующей в законе управления сигналы, пропорциональные высотно-скоростным параметрам. Поэтому системы воздушных сигналов вертолета должны иметь быстродействие, необходимое для реализации таких алгоритмов управления.

Требования к метрологическим характеристикам систем воздушных сигналов вертолета можно обосновать, проведя анализ рекламных данных фирм-разработчиков и производителей лучших отечественных и зарубежных систем, приведенных в таблице 1.1 [4, 6, 18-21].

Как показывает анализ, для эффективного решения полетных задач и обеспечения безопасности пилотирования вертолета современная система воздушных сигналов должна обеспечивать измерение высотно-скоростных

Технические характеристики СВС-В Таблица 1.1

№ п/п Наименование параметра Всенаправленная система воздушных данных ODAS 2000

Приборная (индикаторная) скорость, км/ч Составляющие вектора воздушной скорости Аэродинамические углы, град. Высота полета, м Статическое давление, кПа Температура, °С Относительная плотность

К, км/ч Г» км/ч К, км/ч

1 Диапазон измерения 0-394 -92 -394 - ±92 по а ±25 по Р ±180 -500+7000 119-35 -18,3+54,2 0,8-1,3

2 Погрешность измерения ±5,1 ±5,1 по Да, Aß ±(1 + 1,5) (V<ioo км/ч) ±9

3 Чувствительность (макс вых. сигнал) 27 мВ/км/ч (0-10 В) -2,5+2,5 В ±5 В 3-8,25В 50 мВ/°С

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Солдаткин, Вячеслав Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Соковиков Ю.Г. Применение вертолетов с авианесущих кораблей. -М.: Воениздат. - 1989. - 180 с.

2. Кравцов В.Г., Алексеев Н.В. Аэрометрия высотно-скоростных параметров летательных аппаратов // Приборы и системы управления: Управление, контроль, диагностика. - 2000. — №8. - С. 47 — 50.

3. Алексеев Н.В., Вождаев Е.С., Кравцов В.Г. и др. Системы измерения воздушных сигналов нового поколения // Авиакосмическое приборостроение. - 2003. - №8. - С.31 - 36.

4. Макаров H.H. Системы обеспечения безопасности функционирования бортового эргатического комплекса: Теория, проектирование, применение / Под ред. докт. техн. наук В.М. Солдаткина. -М.: Машиностроение. - 2009. - 760 с.

5. Иванов Ю.П., Синяков А.Н., Филатов И.В. Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов. - Л.: Машиностроение. - 1984. - 208 с.

6. Солдаткин В.М. Методы и средства измерения аэродинамических углов летательных аппаратов. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. -2001.-448 с.

7. Нормы летной годности гражданских и военных вертолетов (НЛГВ). - М.: ЦАГИ. — 1987.

8. Порунов A.A. Измеритель высотно-скоростных параметров вертолета / Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. -1996.-442 с.

9. Солдаткин В.В. Системы воздушных сигналов вертолета / Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - Казань: Изд-во КГТУ им. А.Н. Туполева. -2004. - 290 с.

10. Клюев Г.И., Макаров H.H., Солдаткин В.М., Ефимов И.П.

Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов: Учебное

422

пособие / Под ред. В.А. Мишина. - Ульяновск: Изд-во Ульяновск, гос. техн. ун-та.-2005.-509 с.

11. Клюев Г.И., Макаров H.H., Солдаткин В.М. Авиационные приборы и системы: Учебное пособие / Под ред. В.А. Мишина. - Ульяновск: Изд-во Ульяновск, гос. техн. ун-та. - 2000. - 343 с.

12. Доброленский Ю.Л. Динамика полета в неспокойной атмосфере. -М.: Машиностроение. - 1969. -258 с.

13. Трошин И.С. Динамика вертолета. Ч. 1. Продольное движение. — М.: Изд-во МАИ. - 1973. - 150 с.

14. Дмитриев И.С., Есаулов С.Ю. Системы управления одновинтовых вертолетов. М.: Машиностроение, 1969. 220 с.

15. Берестов JT.M. Моделирование динамики вертолета в полете. - М.: Машиностроение. - 1978. - 158 с.

16. Рамасевич В.Ф., Самойлов РД. Практическая аэродинамика вертолетов и самолетов. -М.: Воениздат. - 1980. -348 с.

17. Акимов А.И. Аэродинамика и летные характеристики вертолетов. -М.: Машиностроение. - 1988. - 144 с.

18. Измерители воздушной скорости на современных зарубежных вертолетах и самолетах с вертикальным взлетом и посадкой (обзоры по материалам зарубежной печати) / Сост. Г.Н. Завалихин. - М.: ОЦАОНТИ. -1981.-47 с.

19. Knight C.G. Low Airspeed Measuring Device for Helicopter Usage Monitoring System / Air Vehieles Division Platforms Sciences Laboratory. DSTO

- TN - 0495. May 2003.28 p (http: // www.dsto.defence.gov.au/corporate/DSTO-TM-0495.pdf).

20. Бутов В.П., Акимов A.M., Кульман A.E. и dp. Летные испытания по определению рационального места размещения на лопасти несущего винта ПВД для комбинированного измерителя скорости КВИС / Отчет № 848-76-11.

- Жуковский: ЛИИ. - 1976.

21. Бутов В.П., Скрипникова Е.М., Ивченко Ю.Г. Летные исследования

423

на вертолете Ка-26 экспериментального образца комбинированного измерителя скорости КВИС / Отчет А 584-76-П. - Жуковский: ЛИИ. - 1976.

22. Брамвелл А.Р. Динамика вертолетов. - М.: Машиностроение. -

1982.-368 с.

23. Пейн П.Р. Динамика и аэродинамика вертолета. - М.: ГНТИ Оборнгиз. - 1963. - 491 с.

24. Вождаев Е.С. Теория несущего винта на режиме вихревого кольца /Труды ЦАГИ. - 1970. - Вып. 1184.

25.Аникин В.А., Опушкин Ю.П. Поле скоростей, индуцированное вихревой структурой винта (линейная постановка) / Научно-методические материалы по аэродинамике летательных аппаратов. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. - 1981.

26. Leishman J.G., Naipei B.I. Airdynamic Interactions Bethcen a Rotor and a Fuselage in Forward Flight //J.Amer. Helicopter. - Soc.1990. - T.35. - No 3. -P. 22-31.

27. Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. — М.: Машиностроение. - 1970. - 392 с.

28. Боднер В.А. Авиационные приборы. - М.: Машиностроение. - 1969. -468 с.

29. Боднер В.А. Приборы первичной информации. — М.: Машиностроение. -1981. - 344 с.

30. А.с. СССР 339815 (МКИ G01P 5/12). Фюзеляжный приемник статического давления / Абрамов Б.М. - Опубл. 1972. - Бюл. № 17.

31. De Lucien Bud Loras The low-range omrnidecfional airspeed System // Rotor and Wind. - 1975. - Vol. 9. - №6. - P. 34 - 36.

32. Vertevil R.A. Omri-directional air data Systems for helicopter // Nat. Aerosp. and Ellection. Conf. (NAFCON - 1983). Dayton. Ohio. 17-19 May

1983.- New York. - Vol. 1. - P. 227 - 253.

33. Патент РФ на полезную модель № 94346 (МГЖ G01P 5/16). Система

измерения малых воздушных скоростей вертолета / Солдаткин В.В.,

424

Солдаткин В.М., Порунов H.A., Макаров H.H., Белов В.П., Истомин Д.А. -Опубл. 20.06.2010. -Бюл. № 14.

34. Патент РФ на полезную модель № 100279 (МПК G01P 5/16). Система воздушных сигналов вертолета / Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Порунов A.A., Никитин A.B., Макаров H.H., Кожевников В.И., Белов В.П., Истомин Д.А. - Опубл. 10.12.2010. - Бюл. №34.

35. Патент США 4.360.888 (МКИ G01C 21/00). Всенаправленная система измерения воздушной скорости. — Опубл. 1980.

36. A.c. СССР 867137 (МКИ G01P 5/16). Устройство для измерения воздушной скорости на вертолете / Тарасов В.Г., Климов A.C., Горенштейн И.А., Гуськов В.И. - Опубл. 1984.

37. A.c. 1148243 СССР (МПК B64D 43/00). Устройство для измерения высотно-скоростных параметров летательного аппарата / Журавлев А.М., Корольков И.В., Павлов Ю.В. - Опубл. 2005.

38. A.c. 1246709 СССР (МПК G01L 19/00) B64D 45/00. Устройство для измерения статического и динамического давлений воздушного потока (его варианты) / Климов A.C., Симакова Н.Р. - Опубл. 2005.

39. Малое В.В. Пьезорезонансные датчики. — М.: Энергоатомиздат. -1989.-270 с.

40. Патент на изобретение № 2115102 (МПК G01L 19/00). Приемник воздушного давления / Вождаев Е.С., Головкин В.А., Головкин М.А., Ефремов A.A., Михеев C.B., Касьянников В.А., Вакуленко А.Ф., Якименко Г.В., Сударев Е.В., Панкратов А.К., Кравцов В.Г., Алексеев Н.В., Назаров О.И.-Опубл. 1998.

41. Патент № 1020717 ЕРП (ЕР) (МПК G01P 5/00). Приемник воздушных давлений / Вождаев Е.С., Головин М.А., Якименко C.B., Сударев Е.В., Панкратов А.К., Кравцов В.Г., Алексеев Н.В., Назаров О.И. - Опубл. 2002.

42. Патент США 3.763.838 (МКИ G01W 1/02). Датчик потока. - Опубл.

43. Патент США 3.779.193 (НКИ 73-178). Fluid flow measuring device. -Опубл. 1957.

44. Патент США 2.531.521 (НКИ 72-182). Air-speed indicating system for rotary wined aircraft. - Опубл. 1950.

45. A.c. СССР 347622 (МКИ G01P 5/16). Указатель вектора воздушной скорости вертолета / Жуков Л.Ю., Завалихин А.И., Коновалов Ю.В., Лисс А.Ю., Мещангина Н.В., Родионова B.C. - Опубл. 1973. - Бюл. №24.

46. Комбинированный вертолетный измеритель скорости КВИС. Техническое описание и инструкции по эксплуатации БЭ2.781.01 ТО. 1976

47. Ференец В.А. Полупроводниковые струйные термоанемометры. -М.: Энергия.- 1972.- 112 с.

48. А.с. СССР 747294 (МКИ G01P 5/18). Измеритель скорости вертолета / Танеев Ф.А., Иванчук А.С., Порунов А.А., Ференец В.А. - Опубл. 1980.-Бюл. №16.

49. А.с. СССР 1135259 (МКИ G01C 21/00) Устройство формирования предупреждения о предельной скорости вертолета / Бондарев Л.Б., Гринкевич О.П., Кудрявцев Л.С., Козицин В.К., Макаров Н.Н., Мязин Т.Д., Никольский С.А., Попов Б.А., Тепанов Ю.А. - Опубл. 1984.

50. А.с. СССР 279213 (МКИ G01P 5/02). Устройство для формирования малых воздушных скоростей / Добролюбов Н.В., Барсуков И.И., Климов А.С., Урманцев С.А. и др. - Опубл. 1970.

51. А.с.. СССР 987746 (МКИ G01P 5/02). Устройство для преобразования малых скоростей / Комаров А.В., Климов А.С., Кравцов В.Г. -Опубл. 1984.

52. Патент США 3.070.999 (НКИ 73-181). Fluid Velocity measuring System for rotorcraft. - Опубл. 1963.

53. Патент США 2.986.933 (НКИ 73-181). Helicopter air speed measuring instrument. - Опубл. 1961.

54. Патент США 3.332.282 (НКИ 73-182). Индикатор воздушной скорости вертолета. - Опубл. 1965.

55. United States Patent №7.561.548. Method and a device for measuring the speed of aircraft, in particular a rotorcraft at low speed, (МПК G01W 1/00). Edward Lefkewitz, Jermaine Jenkins. - 2008.

56. A.c. СССР 1503513 (МКИ GOlp 5/00). Устройство для измерения вектора воздушной скорости / Брагин Г.Е., Зимин Л.В., Козицин В.К., Мязин Г.Д., Никольский С.А., Попов Б.А., Тепанов Ю.А. - Опубл. 1989.

57. Патент США 2.661.624 (НКИ 73-180). Air speed indicating device. -Опубл. 1953.

58. Патент США 3.768.308 (МКИ G01W 1/2, НКИ 73-189). Flow sensor. -Опубл. 1973.

59. Патент РФ на изобретение №2152042 (МПК G01P 5/16). Приемник воздушного давления (варианты) / Вождаев Е.С., Головкин М.А., Головкин В.А., Ефремов А.А., Панкратов А.К., Келлер Х.Г. - Опубл. 2007.

60. Патент РФ на полезную модель № 55145 (МПК G01P 5/00). Система воздушных сигналов вертолета / Бердников А.В., Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. - Опубл.

27.06.2006.-Бюл. №21.

61. Патент РФ на полезную модель №55479 (МПК G01P 5/00). Система воздушных сигналов вертолета / Козицин В.К., Макаров Н.Н., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. -Опубл. 10.08.2006. - Бюл. №22.

62. Патент РФ на изобретение № 2307337 (МПК G01P 5/16). Способ измерения воздушных сигналов вертолета и система для его осуществления / Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. - Опубл. 28.09.2007. - Бюл. №27.

63. Патент РФ на изобретение № 2307338 (МПК G01P 5/00). Система воздушных сигналов вертолета / Бердников А.В., Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. - Опубл.

27.09.2007.-Бюл. №27.

64. Солдаткин В.В. Алгоритмы обработки информации системы

измерения малых скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная

427

техника. - 2004. - №1. - С. 62 - 66.

65. Патент РФ на изобретение № 20337157 (МПК G01P 5/16). Многоканальный аэрометрический зонд / Пору нов A.A. - Опубл. 1995. -Бюл. №16.

66. Патент РФ на изобретение № 2042137 (МПК G01P 5/16). Многоканальный аэрометрический преобразователь / Порунов A.A., Олин В.Н., Захаров Н.С. - Опубл. 1995. - Бюл. №23.

67. Патент РФ на полезную модель № 41875 (МПК G01P 5/00). Система воздушных сигналов вертолета / Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Порунов A.A. - Опубл. 10.11.2004. - Бюл. №31.

68. Солдаткин В. В. Автоматическая подстройка измерительных каналов системы воздушных сигналов вертолета // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева. - 2004. - №3. - С. 26 - 29.

69. Солдаткин В.В. Анализ комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. -2004.-№3.-С. 52-57.

70. Солдаткин В.В. Синтез комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Вестник Орел ГТУ, серия «Машиностроение». - 2004. - №1. - С. 62 - 68.

71. Порунов A.A., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Комплексная система измерения малых воздушных скоростей вертолета // Межд. журнал «Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем: процессы, модели, эксперимент» (на русском и английском языках). - 2005. - №2(20), -Т. 10.-С. 106- 132.

72. Козицин В.К., Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Анализ принципов построения систем измерения воздушных сигналов вертолета // Авиакосмическое приборостроение. - 2003. - № 10. - С. 2 - 13.

73. Патент США 3.149.491 (НКИ 73-178). Airspeed indicator. - Опубл.

74. Патент США 3.474.669 (НКИ 73-178). Устройство для ориентации

428

приемника Пито. - Опубл. 1969.

75. Kaletka J. Evaluation of the Helicopter Low Airspeed System Lassie // Journal of American Helicopter Society. - 1983. - №4. - P. 35 - 43.

76. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Некоторые вопросы исследования аэродинамического поля вертолета применительно к задачам аэрометрии // Тезисы докладов Международной конференции-выставки «Авиация и космонавтика». - М.: Изд-во МАИ. - 2003. - С. 81 - 82.

77. Патент США 4.052.894 (МКИ G01W 1/02, НКИ 73-189). Датчик для определения вектора воздушного потока. - Опубл. 1978.

78. Солдаткин В.В. Аэрометрическая система измерения малых воздушных скоростей вертолета на основе информации о положений вихревой колонны // Известия вузов. Авиационная техника. - 2009. - №4. -С. 52-56.

79. Солдаткин В.В., Никитин А.В. Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного комбинированного аэрометрического приемника // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2010. - №6. -С. 71-78.

80. Солдаткин В.В. Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижных пространственно распределенных приемников первичной информации // Нелинейный мир. -2010. -№5. - Т.8. - С. 13-23.

81. Jlapwi А. Вихревой след за вертолетом // Авиация и космонавтика. 1973. №3. С. 32-33.

82. Ларин А. Вихревой след за вертолетом // Авиация и космонавтика. -1973. -№4. - С. 30-31.

83. Джонсон У. Теория вертолета: В 2 т. Т.1 / Пер. с анг. - М.: Мир. -1983.-502 с.

84. Браверманн А. С., Вайнтруб А.П. Динамика вертолета. Предельные режимы полета. - М.: Машиностроение. - 1988. - 280 с.

85. Аникин В.А., Опушкин Ю.П. Поле скоростей, индуцированное

вихревой структурой винта (линейная постановка) // Научно-методические

429

материалы по аэродинамике летательных аппаратов. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского. -1981.

86. Экспериментальные исследования по аэродинамике вертолета / Под ред. А.К. Мартынова. -М.: Машиностроение. - 1980. - 387 с.

87. Баскин В.Э., Вшьдгрубе JI.C., Майкапар Г.И. Теория несущего винта / Под ред. А.К. Мартынова. - М.: Машиностроение. - 1973. - 364 с.

88. Новые исследования по аэродинамике вертолета: Материалы исследовательского центра UTRC, США / Обзоры, переводы, рефераты. - М.: ОЦАОНТИ. - 1978.

89. Шайдаков В.И. Исследование режимов вертикального снижения вертолета // Труды МАИ. - 1961. - Вып. 142.

90. Betzina M.D., Smith С.А. and Shinoda Р. Rotor / bodi aerodynamic interaction // Vertica. - 1985. - Vol. 9, - №1. - P. 65 - 81.

91. Lorber P.E., Egolf T.A. An Unsteady Helicopter Rotor-Fuselage // Aerodynamic Interaction Analysis. - 1990. - №2. - P. 32 - 42.

92. Silcox R.J., Szwarx W.J. Wind trennel dynamic analysis of an oscillating air foil //AIAA Pap. - 1979.-№259.-P. 1-9.

93. Leishman J.G, Nai-pei Bi. Aerodynamic Interactions Bathcen a Rotor and Fuselage in Forward Flight // Amer. Helicopter. Soc. - 1990. -Vol. 35. - №3. -P. 22-31.

94. Солдаткин В.В. Методологические основы измерения высотно-скоростных параметров вертолета по аэрометрической информации вихревой колонны несущего винта // Известия вузов. Авиационная техника. — 2010. — №3.-С. 51-56.

95. Козицин В.К. Алгоритмическое обеспечение системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений // Известия вузов. Авиационная техника. - 2006. - № 4. - С. 52 - 57.

96. ГОСТ 5212-74. Таблица аэродинамическая. Динамические давления и температура торможения воздуха для скорости от 10 до 4000 км/ч. Параметры. - М.: Изд-во стандартов. - 1974. - 239 с.

97. ГОСТ 4701-81. Атмосфера стандартная. Параметры. - М.: Изд-во стандартов. - 1981. - 179 с.

98. Петунии A.A. Методы и техника измерения параметров газового потока. - М.: Машиностроение. - 1972. — 332 с.

99. Козицын В.К. Математические модели каналов системы воздушных давлений на основе свободно ориентированного приемника давлений // Известия вузов. Авиационная техника. - 2006. - №3. - С. 46 - 49.

100. Козицын В.К. Система воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений // Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. - Ульяновск. - 2006. - 313 с.

101. Володко A.M. Безопасность полетов вертолетов. - М.: Транспорт. -1981.-223 с.

102. Володко A.M. Основы аэродинамики и динамики полета вертолета. -М.: Транспорт. - 1988.-342 с.

103. Базов Д.И. Аэродинамика вертолетов. - М.: Транспорт. - 1969.

104. Жданюк Б.В. Основы статистической обработки траекторных измерений. - М.: Сов. Радио. - 1978. - 384 с.

105. Летные испытания систем пилотажно-навигационного оборудования / Харин Е.Г., Цветков П.М., Волков В.К. и др.; Под ред. Е.Г. Харина. - М.: Машиностроение. — 1986. - 136 с.

106. Горлын С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. Методы и приборы. - М.: Наука. - 1964. - 720 с.

107. Федоров Н.Г. Исследование возможности расширения диапазона измерения скорости летательного аппарата. Дисс. на соиск. ученой степени. — Казань: КАИ. - 1993. - 190 с.

108. Ефимов И.П. Исследование и синтез приемников воздушных давлений для малых дозвуковых скоростей. Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. - Ульяновск: УлГТУ. - 1995. - 220 с.

109. Порунов A.A., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Методология

построения и модели информативных сигналов неподвижного

1 431

многоканального проточного аэрометрического приемника системы воздушных сигналов вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. -2010.-№4. -С. 58-63.

110. Потрягин Л.С., Болтинский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мащенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. -М.: Наука. — 1961. — 384 с.

111. A.c. 695299 СССР (МКИ G01P 15/00). Преобразователи статического давления на летательном аппарате / Ференец В.А., Порунов A.A. - Опубл. 1979.

112. A.c. 1018154 СССР (МКИ НО 1С 10/00). Пневматический потенциометр / Порунов A.A., Сапаров И.Б., Ференец В.А., Захарова Н.С. -Опубл. 1983.-Бюл. №18.

113. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. - М.: Высшая школа. - 1992. - 224 с.

114. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Методика параметрического синтеза неподвижного многоканального аэрометрического приемника системы воздушных сигналов вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. -2010. -№4.-С. 53 -57.

115. Солдаткин В.В. Концепция построение и синтез конструктивных параметров неподвижного многоканального аэрометрического приемника системы воздушных сигналов вертолета // Мехатроника, автоматизация, управление.-2011.-№1.-С. 56-64.

116. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / Пер. с нем.; Под ред. Э.К. Лецкого. - М.: Мир. - 1977. - 436 с.

117. Окунь Я. Факторный анализ / Пер. с польск.; Под ред. В.М. Жуковского. - М.: Статистика. - 1974. - 200 с.

118. Агейкин Д.И., Костина Е.И., Кузнецова H.H. Датчики контроля и регулирования. - М.: Машиностроение. - 1965. - 928 с.

119. Электрические измерения неэлектрических величин / Под ред. П.В. Новицкого. - Л.: Энергия. - 1975.-576 с.

120. Аш Ж. и др. Датчики измерительных систем / Пер. с франц.; Под

432

ред. A.C. Обухова. -М.: Мир. - 1992. - Кн. 1.-480 с.

121. Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств. -М.: Машиностроение. - 1976. -312 с.

122. Заллшнзон Л.А. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. - М.: Изд-во АН СССР. - 1961. - 247 с.

123. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. - М.: Наука. — 1977.-560 с.

124. Петров В.В., Усов A.C. Основы динамической точности автоматических информационных устройств и систем. - М.: Машиностроение. - 1976. -212 с.

125. Солдаткин В.В. Динамические погрешности системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. - 2006. - №3. - С. 50 - 54.

126. Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Анализ погрешностей и методы повышения точности измерительных приборов и систем: Учебное пособие. -Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. - 2009. - 248 с.

127. Солдаткин В.В. Алгоритмическая коррекция погрешностей системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - 2007. - №1. - С. 27 - 32.

128. Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. - М.: Изд-во стандартов. - 1972. - 200 с.

129. Порунов A.A., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Всенаправленная система воздушных сигналов вертолета с неподвижным многоканальным аэрометрическим приемником // Мехатроника, автоматизация, управление: Управление и информатика в аэрокосмических системах. - 2007. — №3. -С. 8- 14.

130. Эргатические интегрированные комплексы летательных аппаратов / Сильвестров М.М., Бегичев Ю.Н., Варочко А.Г., Козиоров H.H., Луканичев В.И., Наумов А.И., Чернышов В.А. - М.: Филиал Воениздата. -2007.-512 с.

131. Солдаткин B.B. Моделирование комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. - 2008. - №3. - С. 53 - 58.

132. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Система измерения малых воздушных скоростей вертолета // Электронное приборостроение. — Казань: ЗАО «Новое знание». - 2004. - Вып. 3(37). - С. 49 - 66.

133. Порунов A.A., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Измерительно-вычислительная система определения малых воздушных скоростей вертолета // Авиакосмическое приборостроение. - 2004. - №11. - С. 43 — 51.

134. Патент ЕВП (ЕР) 0249848 (МКИ G01P 5/00). System zur Bestimmung der Fluggeschwindgkein von Hubschraubern // Burhard Muller // Patentblant. - Опубл. 1987.

135. Матов B.K и др. Бортовые цифровые вычислительные машины и системы. -М.: Высшая школа. -1988.-216 с.

136. Кожевников В.А. Автоматическая стабилизация вертолета. - М.: Машиностроение. - 1977. - 152 с.

137. Есаулов С.Ю., Бахов О.П., Дмитриев КС. Вертолет как объект управления. - М. Машиностроение. - 1977. - 192 с.

138. Колоколов С.Н. и др. Динамика управляемого движения вертолета. - М.: Машиностроение. - 1987. - 160 с.

139. Солодов A.B. Методы теории систем в задачах непрерывной фильтрации. - М.: Наука. - 1976. - 264 с.

140. Солдаткин В.В. Построение и методы исследования информационно-измерительных систем: Учебное пособие. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. - 2008. - 198 с.

141. Матросов В.М., Анапольский Л.Ю., Васильев С.Н. Принцип сравнения в математической теории систем. - Новосибирск: Наука. - 1979. -481 с.

142. Васильев С.Н., Жернов А.К., Федосов Е.А., Федунов Б.Е.

Интеллектуальное управление динамическими системами. - М.: Физматлит.

434

-2000.-352 с.

143. Степанов А.К. и др. Вертолет «АНСАТ-У». Математическая модель / Технический отчет АНС.000.000.ММ02. - Казань: ОАО «Казанский вертолетный завод». - 2004. - 43 с.

144. Максимей КВ. Имитационное моделирование на ЭВМ. - М.: Радио и связь. - 1988.-230 с.

145. Моисеев H.H. Численные методы в теории оптимальных систем. -М.: Наука.- 1971.-424 с.

146. Солдаткин В.М., Порунов A.A., Солдаткин В.В. Основы проектирования измерительных приборов и систем: Учебное пособие с грифом УМО России по образованию в области приборостроения и оптотехники. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. - 2006. — 380 с.

147. Рыэюиков Ю.И. Имитационное моделирование. -М.: Альтекс-А. -2009.-384 с.

148. Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Всенаправленная комплексная система воздушных сигналов вертолета на базе неподвижного многоканального аэрометрического приемника // Известия вузов. Авиационная техника. - 2008. - №2. - С. 55 - 61.

149. Солдаткин В.В. Моделирование и оценка погрешностей аэромеханического канала коррекции (метод VIMI) и комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета / Отчет о НИР, шифр НЧ 303037, этап 3. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2004. - 58 с.

150. Архипов В.А., Лебедев С.О., Олаев В.А., Порунов A.A., Потапов A.A., Солдаткин В.М. Малогабаритная пилотажно-навигационная система // Авиакосмическое приборостроение. - 2005. - №11. - С. 14 - 21.

151. Олаев В.А. Алгоритмическое обеспечение малогабаритной навигационной системы на базе магнито-инерциального датчика курса // Известия вузов. Авиационная техника. - 2009. - №2. - С. 54 - 57.

152. Небылов A.B. Измерение параметров полета вблизи морской поверхности. - СПб.: Изд-во СПб ГААП. - 1994. - 307 с.

153. Диомидов В.Б. Автоматическое управление движением экранопланов. - СПб.: Изд-во ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». - 1996. -204 с.

154. Солдаткин В.В. Система воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного аэрометрического приемника и информации аэродинамического поля вихревой колонны несущего винта: Монография. — Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та. - 2012. - 284 с.

155. Солдаткин В.В. и др. Разработка принципов построения, алгоритмов обработки информации и требований к измерительным каналам системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного комбинированного аэрометрического приемника. Разработка технического задания на экспериментальный образец системы / Отчет о НИР, шифр Ц43С/10, этап 1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2011. - 80 с.

156. Солдаткин В.В. и др. Разработка конструкции и принципиальной электрической схемы, подбор элементной базы измерительных каналов экспериментального образца системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного комбинированного аэрометрического приемника / Отчет о НИР, шифр Ц43С/10, этап 2. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2012. - 53 с.

157. Солдаткин В.В. и др. Изготовление экспериментального образца системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного комбинированного аэрометрического приемника с обработкой информативных сигналов на промышленном ноутбуке. Подготовка и проведение трубных испытаний экспериментального образца системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного комбинированного аэрометрического приемника с обработкой информативных сигналов на промышленном ноутбуке. Выработка рекомендаций по совершенствованию системы. Передача экспериментального образца Заказчику / Отчет о НИР, шифр Ц43С/10, этап 3. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2013. - 189 с.

158. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Разработка ТЗ на СИМВС.

Исследование полей распределения скоростей и давлений над втулкой

436

несущего винта вертолета на различных режимах полета. Разработка и обоснование требований к преобразователям давлений. Разработка ТЗ на конструирование многокамерного ПВД /Отчет о НИР, шифр НЧ 303037, этап 1. — Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2003. - 96 с.

159. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Разработка алгоритмов вычисления Knß, расчет точностных характеристик, исходя из полученных алгоритмов и реальных возможных преобразователей давления. Проведение исследований по поиску алгоритмов повышения точности вычисления V и Р в диапазоне малых скоростей путем привлечения дополнительной информации, имеющейся на вертолете. Обоснование требований к вычислительным средствам / Отчет о НИР, шифр НЧ 303037, этап 2. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т.-2003.- 184 с.

160. Бердников A.B., Порунов A.A., Солдаткин В.В. Поиск и исследование характеристик серийных анемочувствительных элементов и датчиков давлений для системы измерения малых воздушных скоростей вертолета на основе неподвижного многоканального приемника давлений / Техническая справка по НИР, шифр НЧ 303041, этап 1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2005. - 82 с.

161. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Разработка конструкции всенаправленного (трехмерного) неподвижного многоканального приемника и алгоритмов обработки построенной на его основе системы воздушных сигналов вертолета / Техническая справка по НИР, шифр НЧ 303041, этап 2. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2005. - 96 с.

162. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Отработка алгоритмического обеспечения и моделирование комплексной системы малых воздушных скоростей вертолета на основе неподвижного многоканального приемника с серийными дифференциальными термоанемометрами и аэрометрического канала коррекции с наблюдателем Люэнбергера, разработка методики оценки стабильности характеристик серийных дифференциальных

термоанемометров / Отчет о НИР, шифр НЧ 303041, доп. соглашение №1,

437

этап 1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2006. - 129 с.

163. Порунов A.A., Солдаткин В.В. Разработка технического задания, структурной и функциональной схемы автономной навигационной системы (АНС) на базе магнитного датчика курса и аэрометрического канала коррекции / Отчет о НИР, шифр НЧ 303036, этап 1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2003. - 76 с.

164. Порунов A.A., Потапов A.A., Солдаткин В.В. Разработка протоколов обмена информации функциональных элементов, участие в разработке эскизного проекта на экспериментальный образец АНС, проведение математического моделирования системы / Отчет о НИР, шифр НЧ 303036, этап 2. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2003. - 98 с.

165. Порунов A.A., Потапов A.A., Солдаткин В.В. Разработка алгоритмического и программного обеспечения экспериментального образца АНС и их отработка, научно-техническое сопровождение изготовления экспериментального образца на производственной базе Заказчика / Отчет о НИР, шифр НЧ 303036, этап 3. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2003. - 54 с.

166. Порунов A.A., Потапов A.A., Солдаткин В.В. Разработка программ и методик испытаний экспериментального образца АНС / Отчет о НИР, шифр НЧ 303036, этап 4. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2003. - 86 с.

167. Порунов A.A., Солдаткин В.В., Кушаев Р.Ф. Протокол трубных испытаний и тарировки экспериментального образца аэрометрического канала автономной навигационной системы. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. -2004.-32 с.

168. Акт натурных испытаний экспериментального образца навигационной системы на базе магнитного датчика курса и аэрометрического канала коррекции. -Чебоксары: ОАО «Чебоксарское научно-производственное приборостроительное предприятие «ЭЛАРА». — 2004. - 12 с.

169. Потапов A.A., Солдаткин В.В. Обоснование структуры,

функционального состава и базовых алгоритмов обработки информации

438

стартовой информационно-измерительной системы пилотажно-навигационных параметров одновинтового вертолета / Отчет о НИР, шифр НЧ 303045, этап 1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2011. - 80 с.

170. Солдаткин В.В., Потапов A.A., Никитин A.B. Обоснование требований и выбор датчиков первичной информации. Оценка погрешностей каналов стартовой информационно-измерительной системы с базовыми алгоритмами обработки информации / Отчет о НИР, шифр НЧ 303045, этап 2. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2011. - 119 с.

171. Солдаткин В.В., Никитин A.B. Разработка эскизной конструкторской документации на датчик воздушных сигналов, функциональной и принципиальной электрической схемы экспериментального образца аэрометрического канала стартовой информационно-измерительной системы с базовыми алгоритмами обработки информации / Отчет о НИР, шифр НЧ 303045, доп. соглашение №1. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2011. - 48 с.

172. Потапов A.A., Солдаткин В.В., Никитин A.B. Анализ возмущающих факторов и разработка методов их коррекции. Проведение имитационного моделирования каналов стартовой информационно-измерительной системы с базовыми алгоритмами обработки информации / Отчет о НИР, шифр НЧ 303045, этап 3. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. -2011.-78 с.

173. Никитин A.B., Солдаткин В.В. Проведение стендовых и трубных исследований экспериментального образца аэрометрического канала стартовой информационно-измерительной системы пилотажно-навигационных параметров одновинтового вертолета / Отчет о НИР, шифр НЧ 303045, этап 4. - Казань: Казан, гос. техн. ун-т. - 2011. - 68 с.

174. Патент РФ на изобретение №2426995 (МПК G01P 5/00). Система измерения малых воздушных скоростей вертолета / Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Порунов H.A., Макаров H.H., Белов В.П., Истомин Д.А. -Опубл. 28.08.2011.-Бюл. №23.

) ч

175. Патент РФ на изобретение № 2427844 (МПК G01P 5/14). Система воздушных сигналов вертолета / Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Порунов

A.A., Никитин A.B., Макаров H.H., Кожевников В.И., Белов В.П., Истомин Д.А. - Опубл. 27.08.2011-. Бюл. №24.

176. A.c. СССР № 6565975 (МКИ G01P 5/18). Устройство для измерения скорости потока газа или жидкости / Иванчук A.C., Солдаткин

B.М., Ференец В.А. - Опубл. 1979.-Бюл. №13.

177. A.c. СССР № 1037183 (МКИ G01P 5/18). Способ измерения скорости потока / Танеев Ф.А., Солдаткин В.М., Ференец В.А. - Опубл. 1983. - Бюл. №31.

178. Ганеев Ф.А. Ионно-меточные измерители воздушной скорости летательного аппарата / Дисс. на соиск. учен. ст. канд. техн. наук / — Казань: Казанский авиационный институт им. А.Н. Туполева. - 1996. - 277 с.

179. Ганеев Ф.А. Синтез структуры и алгоритм преобразования время-пролетного ионно-меточного датчика воздушной скорости и угла атаки самолета // Известия вузов. Авиационная техника. - 2006. - №4. - С. 53 - 56.

180. Патент РФ на полезную модель № 99180 (МПК G01P 5/00, G01P 5/18, G01C 21/12). Меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости / Ганеев Ф.А., Солдаткин В.М., Уразбахтин И.Р., Макаров H.H., Кожевников В.И. - Опубл. 2010. - Бюл. №31.

181. Ганеев Ф.А., Солдаткин В.М. Ионно-меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости с логометрическими информативными сигналами и интерполяционной схемой обработки // Известия вузов. Авиационная техника. - 2010. — №3. — С. 46 — 50.