1. Цель работы

Изучение способов управления движением летательного аппарата (ЛА) по линии заданного пути (ЛЗП): а) курсового; б) путевого; в) маршрутного.
Изучение критерия оптимального полёта по маршруту – функционала обобщённой работы.
Изучение законов управления боковым отклонением и отклонением высоты.
Изучение алгоритма траекторного управления.
Изучение численного решения задачи оптимизации маршрутного управления.
Определение оптимальных коэффициентов по отклонению и по скорости (k_Z и k_Ż) методом чисел Фибоначчи.

2. Способы управления движением летательного аппарата по линии заданного пути [2, 3]

Управление движением ЛА по заданной траектории осуществляется путём последовательного его вывода в поворотные пункты маршрута (ППМ). При путевом способе управление движением в боковом направлении осуществляется с помощью путевого пеленга ППМ _W (рис.1, а). Для полёта по ЛЗП и последующего вывода ЛА в ППМ вектор путевой скорости W должен быть направлен в заданную точку. Для этого угол путевого пеленга _W необходимо выдерживать равным нулю:

_W=ЗПУ– ФПУ =ЗПУ– (ИК+) = 0, (1)

где ЗПУ–заданный путевой угол, ФПУ–фактический путевой угол, ИК–истинный курс, –угол сноса. Это условие обеспечит полёт к заданной точке по кратчайшему расстоянию по ортодромии, проходящей через данную точку и ППМ. Это достоинство путевого способа. Однако при отклонении ЛА от ЛЗП способ не обеспечивает выхода на неё, что является его недостатком. Если параметры ветра неизвестны, то экипаж считает угол сноса равным нулю, и путевой способ превращается в курсовой.

В курсовом способе управление движением в боковом направлении осуществляется с помощью курсового пеленга _V (рис.1, б), который выдерживается равным нулю. При отсутствии ветра ЛА будет подходить к ППМ по кратчайшему расстоянию, а в условиях ветра – по сложной траектории, не совпадающей с ЛЗП. В ряде случаев возможны значительные отклонения линии фактического пути (ЛФП) от ЛЗП и значительные отклонения ФПУ от ЗПУ.

Маршрутный способ полёта по ЛЗП и вывода ЛА в ППМ реализуется, когда обеспечивается непрерывное определение и индикация координат Z и S. Задача решается в системе земных координат, одной из осей которой служит ЛЗП, а второй – перпендикулярное к ней направление (рис.1, в). Управляющий параметр в маршрутном способе – линейное боковое уклонение от ЛЗП Z. При Z=0 ЛА следует по ЛЗП и обеспечивается его выход в ППМ. При управлении маршрутным способом форма ЛФП определяется формой ЛЗП. Если точки излома маршрута соединяются отрезками ортодромии, то маршрутный способ обеспечивает движение по ортодромии. При отклонении от заданного маршрута ЛА выводится на ЛЗП и в этом преимущество маршрутного метода.