- •Жанжеров Е.Г.
- •1.1. Назначение системы стабилизации летательных аппаратов
- •1.2. Функциональная схема системы стабилизации
- •1.4. Возмущения, действующие на летательный аппарат в полете
- •1.5. Рулевые органы летательного аппарата
- •СТАБИЛИЗАЦИЯ УГЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЖЕСТКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
- •2.1. Структурная схема системы стабилизации
- •2.5. Анализ точности дискретного канала рысканья системы угловой стабилизации
- •2.6. Способ повышения точности стабилизации движения летательного аппарата по каналу тангажа
- •РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ
- •4.1. Функциональная схема рулевого привода
- •4.2. Принцип действия рулевых машин
- •4.3. Передаточные функции рулевых машин
- •4.4. Передаточная функция рулевого привода
- •Глава 5
- •5.1. Влияние упругих колебаний корпуса на угловое движение летательного аппарата
- •5.3. Структурная схема системы угловой стабилизации упругого летательного аппарата
- •5.4. Явление транспонирования частоты в системе угловой стабилизации упругого летательного аппарата
- •5.6. Условия стабилизации четных и нечетных тонов упругих колебаний корпуса летательного аппарата
- •5.8. Методика выбора частоты квантования при стабилизации нескольких тонов упругих колебаний корпуса
- •Глава 6
- •6.1. Уравнения движения летательного аппарата при учете колебаний жидкого топлива
- •'Pvefp
- •6.3. Стабилизация углового движения летательного аппарата при учете колебаний топлива в баках
- •СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
- •7.1. Принципы построения системы стабилизации
- •7.2. Выбор закона управления системы боковой стабилизации
- •7.3. Анализ динамики системы боковой стабилизации
- •8.1. Понятие о квантовании сигнала по уровню
- •8.4. Динамика системы стабилизации при учете нелинейности рулевого привода
- •МЕТОДЫ ЧИСЛЕННОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ
- •Интегрирование по правилу прямоугольников
6.3. Стабилизация углового движения летательного аппарата при учете колебаний топлива в баках
Как правило, Л А имеет два бака: верхний и нижний. Поэтому осуще ствим анализ динамики системы угловой стабилизации при учете колеба ний жидкости вначале в нижнем, а затем в верхнем баках ЛА.
Стабилизация углового движения ЛА при учете колебаний жидко сти в нижнем баке. Анализ динамики СУС будем осуществлять с помо щью метода ЛЧХ. Прежде всего необходимо учесть следующее.
Знаки коэффициентов и зависят от взаиморасположения цен
тра масс бака и центра масс ЛА. При расположении центра масс бака ниже центра масс ЛА знаки коэффициентов б^р и Ьрц отрицательны:
6у р < 0; |
(6.21) |
Это положение влияет на соотношение постоянных времени Т\ и 72. Так, для нижнего бака Т\> Т2. ЛЧХ системы представлены на рис. 6.4.
При построении ЛЧХ не учитывались демпфирующие члены в пере даточной функции (6.20) в связи с их малой величиной. Анализ данных ха рактеристик показывает, что система угловой стабилизации при учете ко лебаний жидкости в нижнем баке устойчива, т.е. стабилизация колебаний жидкости в нижнем баке осуществляется с помощью корректирующего устройства, обеспечивающего устойчивость углового движения ЛА и упругих колебаний корпуса.
Стабилизация углового движения Л А при учете колебаний жидко
сти в верхнем баке. Для верхнего бака коэффициенты |
и бру положи |
|
тельны: |
|
|
6у р > 0; |
6ру>°* |
(6.22) |
Это приводит к изменению соотношений постоянных времени Т\ и Т2: Т2> Т ]. ЛЧХ системы представлены на рис. 6.5.
Анализ ЛЧХ показывает, что система угловой стабилизации неустой чива. Для устойчивости системы необходимо на частоте колебаний жидко сти создать отставание по фазе. Но так как частота колебаний жидкости близка к частоте колебаний жесткого ЛА, то создать данное отставание по фазе невозможно.
Итак, обеспечить подавление колебаний жидкости с помощью автома та стабилизации не представляется возможным. Поэтому в данном случае поступают следующим образом.
Для решения поставленной задачи в верхнем баке устанавливают продольные перегородки. Вследствие того, что по мере выработки топлива центр масс верхнего бака может переместиться в нижнее по сравнению с центром масс Л А положение, перегородки устанавливают только в той части бака, которая обусловливает верхнее расположение центра масс ба ка. Это позволяет уменьшить вес перегородок.
Продольные перегородки разбивают бак на несколько полостей. В ре зультате увеличивается демпфирование колебаний жидкости, что и обу словливает подавление этих колебаний.
В заключение можно отметить, что передаточная функция дискретно го корректирующего устройства для решения данной задачи аналогична передаточной функции, обеспечивавшей стабилизацию углового движения жесткого ЛА и двух тонов упругих колебаний корпуса. Алгоритмы СУС при учете стабилизации как углового движения жесткого ЛА, так и стаби лизации упругих колебаний и колебаний жидкого топлива приведены в подразделе 3.4 (формулы (3.26) и (3.30)).
Глава 7
СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
7.1. Принципы построения системы стабилизации
Как указывалось в главе I, система стабилизации движения центра масс ЛА рассматривается на примере системы боковой стабилизации (БС).
Обоснование необходимости применения системы стабилизации центра масс ЛА. Запишем выражение для отклонения точки падения го ловной части Л А от цели в боковом направлении. Ограничимся только членами линейного порядка:
|
|
а 7 |
dZ А. |
dZ А |
, dZ А. |
dZ А |
,dZ A. d Z А |
уч |
||
|
|
AZ = — A z + — Az + — Дх + — Дх+— Ау + — Ду. |
(7.1) |
|||||||
|
|
|
oz |
|
oz |
ах |
ох |
ду |
ду |
|
Здесь AZ - отклонение точки падения головной части от цели; |
|
|||||||||
dZ |
dZ |
dZ |
dZ |
8Z |
dZ . |
|
|
|
|
|
oz |
oz |
ox |
ox |
oy |
— |
баллистические коэффициенты; |
|
|||
ду |
|
|
|
|
|
|||||
Az,Az,Ax,Ax,Ay,Ay - отклонения параметров движения ЛА в точке выключения двигателя.
Анализ выражения (7.1) показывает, что наибольший вес имеют чле ны, содержащие отклонения боковой скорости и боковой координаты. От сюда следует, что, для того чтобы уменьшить разбросы точки падения го ловной части ЛА в боковом направлении, необходимо прежде всего уменьшать Az и Дг. Эту задачу и выполняет система стабилизации движе ния центра масс.
Функциональные схемы системы БС. Рассмотрим функциональные схемы дискретной и аналоговой системы БС (рис. 7.1, 7.2).