Разработка метода оценивания скорости ветра в полете с использованием воздушной скорости самолета

Авиационная и ракетно-космическая техника

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

2018. Т. 25. № 2. С. 152-159.

Авторы

Чжо З. Л.*, Моунг Х. О.**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: pinkesive@gmail.com
**e-mail: mounghtangom50@gmail.com

Аннотация

Рассматривается проблема оценки скорости ветра в полете. Предлагаемый метод дает оценки для трех проекций скорости ветра в нормальной земной системе координат с использованием данных спутниковых навигационных систем (СНС), а также бортовых барометрических измерений скорости полета. Предполагается, что для участка полета продолжительностью 5060 с ветер имеет постоянную скорость и направление. Это означает, что для данного временного интервала значения проекций скорости ветра на оси нормальной земной системы координат постоянны. Далее представлены модели объекта и наблюдений, а также характеристики точности алгоритма идентификации, полученные при обработке данных, полученных на пилотажном стенде. Обсуждается влияние погрешности измерения скорости на оценку скорости ветра. Приведены результаты, показывающие точность оценки скорости ветра в зависимости от погрешностей измерения постоянной скорости.

Анализ показывает, что горизонтальные проекции скорости ветра оцениваются с высокой точностью (относительные погрешности 13%), но для получения надлежащей степени идентифицируемости необходим определенный временной интервал. После этого точность оценки горизонтальных проекций скоростей ветра сохраняется на хорошем уровне и не сильно зависит от увеличения погрешности измерения скорости. При этом точность оценки вертикальной проекции ветра составляет 3040% даже при нулевой ошибке скорости полета и значительно увеличивается при росте погрешности измерения скорости. Таким образом, предложенный метод обеспечивает хорошую точность оценки горизонтальных проекций скорости ветра и не применим для оценки вертикальной составляющей.

Ключевые слова:

параметрическая идентификация, воздушная скорость, оценивание скорости ветра в полете, постоянная погрешность измерения воздушной скорости

Библиографический список

  1. Васильченко К.К., Леонов В.А., Пашковский И.М., Поплавский Б.К. Летные испытания самолетов: Учебник для втузов. – М.: Машиностроение, 1996. – 720 с.

  2. Klein V., Morelli E.A. Aircraft system identification: Theory and Practice. USA, Reston: American Institute of Aeronautics & Astronautics (AIAA), 2006. 484 p. DOI 10.2514/4.861505

  3. Korsun O.N., Poplavsky B.K. Approaches for flight tests aircraft parameter identification // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS), St. Petersburg, Russia, 7-12 September 2014. Paper № 2014-0210.

  4. Jategaonkar R.V. Flight vehicle system identification: A time-domain methodology. USA, Reston: American Institute of Aeronautics & Astronautics (AIAA), 2006. 410 p. DOI: 10.2514/4.866852

  5. Корсун О.Н. Методы параметрической идентификации технических систем: Электронное учебное издание. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

  6. Овчаренко В.Н. Аэродинамические характеристики идентификации самолетов по полетным данным. – М.: Изд-во МАИ, 2017. – 181 с.

  7. Korsun O.N., Poplavskii B.K. Estimation of systematic errors of onboard measurement of angle of attack and sliding angle based on integration of data of satellite navigation system and identification of wind velocity // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2011. Vol. 50. No 1, pp. 130-143. DOI: 10.1134/S1064230711010126

  8. Bulgakov V.V., Korsun O.N., Kulabukhov V.S., Stulovskii A.V., Timofeev D.S. Algorithms of increasing the calculation accuracy for an aircrafts orientation angle // Journal of computer and systems sciences international.2016. Vol. 55. No 1, pp. 150-161. DOI: 10.1134/S1064230715050032

  9. Korsun O.N., Nikolaev S.V., Pushkov S.G. An algorithm for estimating systematic measurement errors for air velocity, angle of attack, and sliding angle in flight testing // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2016. Vol. 55. No 3, pp. 446-457. DOI:10.1134/S1064230716030114

  10. Gumarov S.G., Korsun O.N. A method of determining the dynamic error of optical trajectory measurement stations // Measurement Techniques. 2011. Vol. 54. No 3, pp. 281-286.

  11. Schütte A., Einarsson G., Raichle A., Schöning B., Mönnich W., Orlt M., Neumann J., Arnold J., Forkert T. Numerical simulation of maneuvering aircraft by aerodynamic, flight mechanics and structural mechanics coupling // Journal of Aircraft. 2009. Vol. 46. No 1, pp. 53-64. DOI: 10.2514/1.31182

  12. Htang Om M., Zin Latt K., Karapetyan T.S. Estimation of aerodynamic parameters in conditions of measurement // ITM Web of Conferences. 2017. Vol. 10, p. 4. DOI: 10.1051/itmconf/20171001007

  13. Wang Y., Dong J., Liu X., Zhang L. Identification and standardization of maneuvers based upon operational flight data // Chinese Journal of Aeronautics. 2015. Vol. 28. No 1, pp. 133-140. DOI: 10.1016/j.cja.2014.12.026

  14. Moung Htang Om, Kyaw Zin Latt. Influence analysis of input signal forms on the accuracy of aerodynamic parameter identification in aircraft longitudinal motion // Cloud of Science. 2017. Vol. 4. No 4, pp. 636-649.

  15. Luchtenburg D.M., Rowley C.M., Lohry M.W., Martinelli L., Stengel R.F. Unsteady high-angle-of-attack aerodynamic models of a generic jet transport// Journal of Aircraft. 2015. Vol. 52. No. 3, pp. 890-895. DOI: 10.2514/1.C032976

  16. Wang Q., He K.F., Qian W.Q., Zhang T.J., Cheng Y.Q., Wu K.Y. Unsteady aerodynamics modeling for flight dynamics application // Acta Mechanica Sinica. 2012. Vol. 28, No. 1, pp. 14-23. DOI: 10.1007/s10409-012-0012-z.

  17. Пушков С.Г., Горшкова О.Ю., Корсун О.Н. Математические модели погрешностей бортовых измерений скорости и угла атаки на режимах посадки самоле-та // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 8. С. 66-70.

  18. Пушков С.Г., Корсун О.Н., Яцко А.А. Оценивание погрешностей определения индикаторной земной скорости в летных испытаниях авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 11. С. 771-776. DOI: 10.17587/mau.16.771-776

  19. Пушков С.Г., Ловицкий Л.Л., Корсун О.Н. Методы определения скорости ветра при проведении лётных испытаний авиационной техники с применением спутниковых навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 9. С. 65-70.

  20. Корсун О.Н., Лысюк О.П. Комплексная оценка погрешностей бортовых измерений и регистрации в целях обеспечения задач безопасности полетов // Проблемы безопасности полетов. 2007. № 2. С. 31-41.

  21. Патрикеев С.А. Возможности инновационных систем бортовых измерений при наземных и лётных испытаниях // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 76-83.

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

  23. Аглямутдинова Д.Б., Сидякин С.В. Алгоритм уточнения границ объекта при инициализации процесса слежения с беспилотного летательного аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 109-121.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024