Алгоритм оптимального управления посадкой самолета при боковом ветре

ВЕДЕНИЕ 5
2.1 Разработка программы оптимального выравнивания самолета 9
2.1.1 Анализ известных систем управления посадкой самолета 9
2.1.2 Анализ известных способов посадки самолета при боковом ветре 22
2.1.3 Анализ известных методов теории оптимального управления 24
2.2. Определение контура стабилизации при выравнивании 34
2.2.1 Постановка задачи оптимального управления координированным движением при посадке 34
2.2.2 Формулировка задачи оптимального управления с помощью динамического программирования 36
2.2.3 Сокращение числа алгебраических уравнений при нахождении коэффициентов функции Беллмана 40
2.2.4 Синтез регуляторов бокового и продольного движений, координированных по положению и скорости 43
2.3 Моделирование движения при условии бокового ветра 46
2.3.1 Моделирование без учета перекрестных связей между каналами 49
2.3.2 Моделирование с учетом перекрестных связей 51
2.6.1 Моделирование с учетом бокового и встречного ветра 56
2.6.2 Моделирование с учетом турбулентности ветра 58
2.6.3 Идентификация бокового ветра 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67

Весь текст будет доступен после покупки

Существующая практика посадки пилотируемых самолетов в гражданской авиации показывает, что при сильном боковом ветре в основном используются два типа маневров при снижении по глиссаде – в одном случае отклонение по курсу ликвидируется при управлении по крену, и тогда возникает либо приземление на одно колесо шасси, либо оказывается значительной боковая скорость, что недопустимо при недостаточной прочности стоек шасси.
В другом случае осуществляется предварительное отклонение в сторону ветра, и вблизи земли ненулевой курс выравнивается без крена, но при этом боковая скорость оказывается еще больше, чем в первом случае. Таким образом, известными способами ручного управления невозможно одновременно свести к нулю углы крена, пути и курса в момент приземления.
Развитие авиационной техники идёт в направлении дальнейшего совершенствования электродистанционных систем управления (ЭДСУ), приводящее к расширению интеграции функций ручного и автоматического управления. Современные автоматические системы штурвального управления (АСШУ) позволяют разгрузить экипаж от выполнения таких функций как стабилизация углов тангажа и крена (функция фиксации углов), балансировка самолёта в продольном и боковом каналах управления, управление средствами аэродинамического торможения на пробеге и ряд других функций. Кроме этого, ЭДСУ современных самолётов эффективно решает задачи защиты лётного диапазона, увода от препятствий, угрозы столкновения самолётов в воздухе и других задач. В этой связи возрастает роль человеческого фактора во взаимодействии человеко-машинных систем. На пути интеграции важно обеспечить бесконфликтные условия взаимодействия сигналов автоматических систем с сигналами ручного управления.
Интеграция автоматического и ручного управления кроме вспомогательных функций должна решать и функции обеспечения безопасности полётов и расширения области ожидаемых условий эксплуатации (ОУЭ).

Весь текст будет доступен после покупки

2.1 Разработка программы оптимального выравнивания самолета
2.1.1 Анализ известных систем управления посадкой самолета Известно, что из всех режимов полета летательных аппаратов
наиболее напряженным является непосредственно посадка, особенно при ручном управлении.
Ручная посадка любого самолета на шасси состоит из следующих четко разделяемых стадий :
? заход на посадку;
? снижение;
? выравнивание;
? выдерживание;
? приземление;
? пробег.
После завершения захода на посадку начинается непосредственный процесс посадки, который приведен в статье. При посадке важно выдерживать постоянный угол тангажа, иными словами, самолет должен пикировать с небольшим постоянным отрицательным углом наклона, а значит, и постоянным углом атаки. Если ветер дует не прямо по полосе, а под небольшим углом, то надо удерживать самолет вдоль оси полосы, и он будет лететь со скольжением, т.е. ось фюзеляжа будет под углом относительно оси взлетно-посадочной полосы.
При выравнивании следует уменьшать угол наклона, добиться, чтобы он был близкий к горизонтальному. При этом скорость руля относительно воздуха необходима для работы аэродинамических рулей.
При выдерживании необходимо некоторое время удерживать горизонтальное положение самолета, не допуская его пикирования, не позволяя задирать нос и постепенно снижать скорость полета, чтобы самолет приземлился на «три точки», если это заднеколесная схема шасси. Самолет должен сначала коснуться земли задними колесами и только потом плавно опустить нос, чтобы коснуться земли передней стойкой.
Как только самолет касается земли, начинается завершающая фаза управления по крену с постепенным снижением скорости движения. При увеличении скорости бокового ветра выполнение перечисленных этапов становится весьма затруднительным, особенно на этапе удержания, который является наиболее важным, так как к его окончанию необходимо установить курс и курсовой угол относительно заданной линии курса в центр взлетно-посадочной полосы (далее - взлетно-посадочная полоса).
Любые угловые отклонения приводят к необоснованному увеличению нагрузки на шасси в точке приземления. Поэтому большинство авиакатастроф происходит на завершающем этапе полета — посадке. При посадке, особенно в сложных метеоусловиях, крайне важно внимательно следить за параметрами и принимать правильное решение экипажа. Опоздание на несколько секунд и неспособность членов экипажа прийти к соглашению могут привести к катастрофе.
Существует несколько методов повышения безопасности захода на посадку и посадки. В частности, это приборная посадка – с использованием системы наземного оборудования, позволяющей точно управлять самолетом при заходе на посадку и посадке, с использованием комбинации радиосигналов и, во многих случаях, интенсивной световой матрицы для обеспечения безопасности посадки в сложных метеорологических условиях, таких как малая предельная высота, сильный боковой ветер или ограниченная видимость из-за снега, дождя и тумана.
Посадка самолета на аэродром происходит на взлетно-посадочную полосу, имеющую, как правило, два направления захода на посадку. Обычно посадка осуществляется при встречном и встречно-боковом ветре. Боковая составляющая ветра не должна превышать установленного предела для каждого типа воздушного судна.
Курс, соответствующий положению взлетно-посадочной полосы, называется курсом посадки. В настоящее время существует три типа систем посадки: радиотехническая (ОСП), радиомаячная (РМС), радиолокационная (РСП).
Наземное и воздушное оборудование системы посадки обеспечивает вывод самолета на аэродром, полет по установленной схеме захода на посадку и снижение по установленной траектории. Каждый аэродром обычно оборудован радиомаяком дальнего действия (ДПРМ) и радиомаяком ближнего действия (БПРМ) с радиокамерами и датчиками маяков, огни которых облегчают взлет, посадку и руление самолетов. ДПРМ – главный радионавигационный пункт аэродрома (см. рис. 1.1).

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки