Лекция №9.1. Создание информационного поля (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОЛЯСтруктурная схема и состав системыдистанционного управления современногоманевренного самолетаДатчики положения ручки управленияВнешний вид датчика положенияЭлектрическая схемадатчика положения-------------------Датчики линейных ускоренийВнешний вид датчика линейных ускоренийСхема датчика линейных ускорений1–«электрическая пружина», 2-маятник, 3-датчик угла,4-усилитель.Принципиальные схемыДатчик линейных ускоренийДатчик угловых ускоренийУравнение движенияУравнение движенияd 2xd 2 x1dxm 2  m 2  b 1  Cпр x1dtdtdtd 2d 21dJ 2  J 2  b 1  Cтор1dtdtdtx - линейное перемещение ЛА- угловое отклонение ЛАx1 - линейное перемещение массы1 - угол поворота торсионадатчикаВ преобразованиях Лапласа:В преобразованиях Лапласа:Jp 2 ( p)  1 ( p)( Jp 2  bp  Cтор )mp 2 x( p)  x1 ( p)(mp 2  bp  Cпр )W ДЛУ ( p) K ДЛУ р 2х1 ( р )х( р) TДЛУ 2 p 2  2 ДЛУ TДЛУ p  1Т ДЛУ  ДЛУ mСпр,  ДЛУ b2 mСпрCпрmm,, K ДЛУ  CпрW ДУУ ( p ) K ДУУ1 ( р )2 2 ( р ) T ДУУ p  2 ДУУ TДУУ p  1Т ДУУ  ДУУ JСтор,  ДУУ b2 JСтор,CторK ДУУ JJCтор,Датчики угловых скоростейГабаритный чертеж ДУСЭлектрокинематическаясхема ДУСВнешний вид ИБДПринципиальная схема ДУСаПрецессия гироскопаИзмерение скоростиММН J p - угловая скорость прецессии;M - внешний момент;H - кинетический момент;J - момент инерции; p - скорость вращения роторагироскопаМ  0 НУравнения движения ДУСаНМ Г  М н Н  Спр или  Спрd 2dН  J 2  k D CпрdtdtW ДУС ( p ) где:W ДУС ( p) Т ДУС H / Cпр ( р) ( р) TДУС 2 p 2  2 ДУСTДУС p  1JСпр,  ДУС Cпр,  ДУСJkD2 JСпр( KH / Cпр ) pU вых ( р )U  K2 ( р)T ДУС p 2  2 ДУСTДУС p  1 выхЭффект Саньяка – при посылке луча света в направлениивращения прибора и против направления вращения разница вовремени прихода лучей (определяемая интерферометром)позволяет найти разницу оптических лучей в инерциальной системеотсчета и, следовательно, величину углового поворота прибора завремя прохождения лучей.

Разница лучей прямо пропорциональнаугловой скорости вращения интерферометра и площади контура иобратно пропорциональна квадрату скорости света в вакууме:t 4 Sc2Теоретически эффект Саньяка объясняется с помощьюспециальной теории относительности, согласно которой скоростьсвета постоянна в любой инерциальной системе отсчета, в то времякак в неинерциальной системе она может отличаться от c .Волоконно-оптическийгироскоппредставляетсобойинтерферометр Саньяка, в котором круговой оптический контурзаменен на катушку из длинного одномодового оптическоговолокна.

Для повышения чувствительности гироскопа используетсясветовод большой длины (около 1000 м), уложенный витками.Схема волоконно-оптического гироскопаРазмещение датчиков на самолетеРаспределение «упругой» линии по фюзеляжу самолетаАмплитуднофазочастотная характеристика ДУС-35Фильтры упругих колебаний конструкцииАмплитуднофазочастотная характеристика ФУКпродольного канала СДУ-915FUK1 (0,02p) 2  2  0,1  0,02p  11(0,02p) 2  2  0,6  0,02p  1 (0,012p) 2  2  0,6  0,012p  1FUK 2 (0,0145p) 2  2  0,1 0,0145p  1122(0,0145p)  2  0,6  0,0145p  1 (0,024p)  2  0,6  0,024p  1Y  A sin tY  A cos tY   A 2 sin tn y Д  n y ЦМ  lzgДатчики углов атаки и скольженияВнешний вид щелевогодатчика угла атакиВнешний вид флюгерногодатчика угла атакиЗависимость аэродинамических производных датчика углаатаки m z ФЛ и С y ФЛ от числа МахаКонструктивная схема ДАУКонструкция датчика угла атакиТ2ФЛ ФЛ  2 ФЛ  ФЛ   ФЛ  М ФЛ sign  ФЛ   СTФЛ М3I ФЛ(mz ФЛ ) 3 ba ФЛ  H SФЛ1 ,mz ФЛ qSФЛ ba ФЛ , ФЛ 2С y ФЛ2 I ФЛМ ФЛ М ТРmz ФЛ qS ФЛ ba ФЛ M  1,9 И  6,50 ,  М  2 ИСистемы контроля ДАУ6.50ДАУ-72лев. лев истлев1/1.9Wфe-p-15ДАУ-72  прправ.СМШ.У.15К.Э1/1.9Wф СОСотказ =1c истпрК.Э6.50ДЛУн-0.2СОС0.2nzК.ЭК.ЭК.ЭК.ЭК.ЭК.Э допСхема системы контроля разбежки флюгеров правого илевого датчиков угла атаки1ДАУ-72 1Wф0.5 ист1К.ЭШ.У.e-p-5ДАУ-72 22Wф0.55 =1c истотказ ист2К.ЭК.ЭК.ЭСхема системы контроля по сигналу угла скольженияДатчики высотно-скоростных параметровКонструкция датчика динамического давленияВнешний вид датчиков высотно-скоростныхпараметровВнешний вид датчиков статического и динамическогодавления.1 – датчик ДДАД, 2- датчик статического давленияДАД, 3- датчик динамического давления ДДД.Осредняющий ресивер.а) вид сверху, б) вид сбокуРазмещение датчиков на самолетеМиГ-29МиГ-29М, МиГ-29КЕврофайтер «Тайфун»Cу-27F-16Мираж-2000РафальF-14F-15F-18F-18JAS-39 «Грипен»МиГ-УТСV ≥ 100 км/ч«Отказ Р ст»РСТ«Отказ q сж»«СДУ нафиксированныхчислах.

Перейди направый ПВД»q сжИКДРДфКЭКЭСКДАДПлита(левыйборт)ДДДкДДДПлита(правыйборт)кранПВДлевыйПВДправыйСхема резервирования источников высотноскоростных параметровдля СДУ на самолете МиГ-УТСРазмещение плит для забора статического давления насамолете F-16СПВД, расположенные на флюгерных датчиках угла атаки насамолете «Рафаль»Отечественный датчик ДАП-3Датчик углов атаки и скольжения, устанавливаемый наносовом ПВД зарубежных опытных самолетов (на примереAERMACCHI М-346)Эффект ДопплераЭффект Доплера заключается в том, что при изменениирасстояния между наблюдателем и источником колебанийпроисходит изменение частоты этих колебаний в точкеизмерений.При неподвижных источнике колебаний и приемникепериод колебаний и частота будут равны:Т0 гдес1cи f0  T  0- длина волны;с - скорость света.Если приемник движется навстречу передатчику, тоскорость сближения, период колебаний и частота будут:с  V , Т1 с V1c Vи f1  T  1Если приемник удаляется от передатчика, то скоростьсближения, период колебаний и частота будут:с  V , Т2 Частотас Vпопадающихиf2 в1 c VT2приемникколебанийизменяется независимо от того, что движется приемник илиисточник.

Необходимо только, чтобы между ними менялосьрасстояние. Если из частоты f 0 вычесть частоту f1 или f 2Vполучим разностную или допплеровскую частоту f D   .Если измерить допплеровскую частоту, то получимскорость движения приемника относительно источника(или наоборот), а при интегрировании скорости получимпройденный путь.Определение путевой скорости ракеты посредствомэффекта ДоплераfD 2V рсоsБлок-схема бортового оборудования1 – передатчик, 2 – приемник, 3 – смеситель, 4 –фильтр, 5 – измеритель частоты, 6 – блок питанияВ отличие от других радионавигационных системсистема,основаннаяавтономной.наэффектеДоплераявляетсяДвухлучевая допплеровская радионавигационная системадля определения бокового снова ракетыДлянеобходимаизмерениявертикальноготрехлучеваясистема,приперемещенияиспользованиикоторой луч должен быть направлен вертикально вниз. Дляизмеренияуглачетырехлучеваякренаможетдопплеровскаябытьиспользованарадионавигационнаясистема.Четырехлучевая допплеровская радионавигационнаясистемаНедостатками радионавигационных систем являетсянедостаточная помехозащищенность..