Численное моделирование динамики захвата беспилотного летательного аппарата устройством с упругим аэрофинишером

Авиационная и ракетно-космическая техника

2023. Т. 30. № 4. С. 79–87.

Авторы

Васильев Ф. А.1*, Подколзин В. Г.2**, Щеглов Г. А.1***

1. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия
2. Научно-методический центр «Норма», ул. Петровка, 24, стр.1, Москва, 127051, Россия

*e-mail: vasilevfa@list.ru
**e-mail: nmcnorma@inbox.ru
***e-mail: shcheglov_ga@bmstu.ru

Аннотация

Рассматривается проблема обеспечения укороченной посадки беспилотного летательного аппарата (БПЛА) самолетного типа. Обосновывается актуальность исследуемой темы, приводятся примеры существующих устройств. Представлены результаты моделирования динамики функционирования посадочного устройства, оснащенного упругим аэрофинишером. Путем численного моделирования с использованием программного комплекса MSC ADAMS переходного режима в процессе захвата беспилотного летательного аппарата определен диапазон значений жесткости троса аэрофинишера и длины гака летательного аппарата, при которых самолет не переворачивается после захвата. Установлена необходимость жесткого соединения гака с корпусом БПЛА. Показана возможность трехкратного снижения пиковых нагрузок в элементах системы, возникающих в процессе захвата БПЛА при его обтекании искусственным встречным потоком, что позволит либо облегчить посадочное устройство, либо осуществлять укороченную посадку более тяжелых БПЛА.

Ключевые слова:

беспилотный летательный аппарат, посадочное устройство, численное моделирование, аэрофинишер, MSC ADAMS

Библиографический список

  1. Ширяев Н.А., Водолажская Ю.В. Развитие беспилотных летательных аппаратов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2016. Т. 2. № 1(7). C. 67–69.

  2. Gacovski Z. ed. Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Drones. – Arcler Press, 2020. – 431p.

  3. Догерти М.Дж. Дроны. Первый иллюстрированный путеводитель по БПЛА / Пер. В. Бычкова, Д. Евтушенко. – М.: ГрандМастер, 2017. – 224 с.

  4. Швецова С.В., Швецов А.В. Интеграция беспилотных летательных аппаратов в работу современных инфратруктурных систем // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 3. С. 186–193. DOI: 10.34759/vst-2021-3-186-193

  5. Клочков В.В., Никитова А.К., Ефимова Н.С. Экономическое обоснование основных направлений разработки авиационной техники (на примере беспилотных летательных аппаратов) // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 224–233.

  6. Skyeye Sierra VTOL. Multipurpose platform with vertical take-off and landing capabilities. URL: https://www.elevonx.com/solutions/skyeye/

  7. Альбокринова А.С., Грумондз В.Т. Динамика полета беспилотного планирующего летательного аппарата при малых скоростях и высотах старта // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 79–85.

  8. Lesonen O.S., Nazarenko P.A., Ovchinnikova N.A. Landing methods of unmanned aerial vehicle // 2020 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF; 01–05 June 2020; Saint-Petersburg). DOI: 10.1109/WECONF48837.2020.9131459

  9. Eriksson M., Ringman P. Launch and recovery systems for unmanned vehicles onboard ships. A study and initial concepts. Master Thesis, 2013, 96 p. URL: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:783979/FULLTEXT01.pdf

  10. Fahlstrom P.G., Gleason T.J. Introduction to UAV systems. – Fourth Edition. – A John Wiley & Sons, Ltd., Publication, 2012. – 280 p.

  11. Былинович Е.С., Руденко М.С., Вахман Б.А., Манихин И.В. Система для посадки на палубу судна в условиях интенсивных ветра и морского волнения беспилотного летательного аппарата типа «самолет» с винтовым движителем. Патент RU 130964 U1. Бюл. 22, 10.08.2013.

  12. Mcdonnell W.R. Launch and recovery system for unmanned aerial vehicles. Patent WO2001007318A1, 01.02.2001. URL: https://patents.google.com/patent/WO2001007318A1/en

  13. Watts M.A., Root G.R. Jr., Adamski D.M. UAV recovery system. Patent US7219856B2, 22.05.2007. URL: https://patents.google.com/patent/US7219856B2/en?oq=US+7219856

  14. Deng Z., Bing F., Guo Z., Wu L. Rope-Hook Recovery Controller Designed for a Flying-Wing UAV // Aerospace. 2021. Vol. 8. No. 12: 384. DOI: 10.3390/aerospace8120384

  15. Ma C., Liu X., Zhang C. Parameter Research of UAV Vertical Rope-type Recovery System // 2nd International Conference on Mechanical, Material and Aerospace Engineering (10-13 May 2018; Wuhan, China). Vol. 179. DOI: 10.1051/matecconf/201817903001

  16. Pei J., He C., Wang T., Li Y. Dynamics Analysis of Rope-Hook Recovery System for Fixed-Wing UAV. //Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2017. Vol. 49. No. 5, pp. 693-698. DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.05.013

  17. Boeing Insitu RQ-21 Blackjack. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_Insitu_RQ-21_Blackjack

  18. ScanEagle. URL: https://www.boeing.com/defense/autonomous-systems/scaneagle/index.page

  19. Adams. The multibody dynamics simulation solution. URL: https://hexagon.com/products/product-groups/computer-aided-engineering-software/adams

  20. Егер С.М. (ред.) Проектирование самолетов: Учебник. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1983. – 616 с.

  21. Airfoil Tools. Tools to search, compare and plot airfoils. URL: airfoiltools.com

  22. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник. 10-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 592 с.

  23. ГОСТ 6467-79. Шнуры резиновые круглого и прямоугольного сечений. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2005. – 12 с.

  24. Резина. URL: http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_3259.html

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024