Определение количества импульсных двигателей, необходимых для поддержания установившегося угла атаки.

Количество двигателей необходимых для поддержания установившегося угла атаки в режиме балансировки в течение времени Т_уст (рис.2.4.А) определяется из условия реализации периодического (скользящего) режима включения импульсных двигателей (рис.2.5).

 

Рис.2.5. Диаграмма периодического включения импульсных двигателей для поддержания установившегося угла атаки при совместном аэродинамическом и газодинамическим моментном управлении.

1. – угловое ускорение, создаваемое импульсными двигателями и аэродинамическими силами ( );

2. – угловая скорость w ;

3. – угловое ускорение, создаваемое аэродинамическими силами ; a – угол атаки.

Автоколебательный (скользящий) режим формируется относительно установившегося угла атаки. Поэтому аэродинамические моменты и создаваемое ими аэродинамическое ускорение допустимо принять постоянными, определяемыми установившимися значениями угла атаки и угла отклонения руля.

Обозначим параметры автоколебательного режима следующим образом:

w – амплитуда автоколебаний по угловой скорости;

– угловое ускорение, создаваемое аэродинамическими силами;

D Т – период автоколебаний;

t ₂ – периодический интервал движения под действием только аэродинамических сил.

Период автоколебательного процесса  состоит из двух участков:

1) участка работы n импульсных двигателей (длительностью t _ид), на котором происходит увеличение угловой скорости до значения w ;

2) участка длительностью t ₂, на котором противодействуют только аэродинамические силы, в результате чего угловая скорость изменяется от значения +wдо значения –w (напомним, что рассматриваются приращения относительно установившегося значения).

Условием существования режима устойчивых автоколебаний является периодическое включение импульсных двигателей, для чего амплитуда сигнала на входе коммутатора должна превышать минимальное значение , необходимое для включения одного импульсного двигателя. Это условие может быть записано следующим образом:

· для структурной схемы системы стабилизации с фильтром в прямой цепи:

      (2.10)

· для структурной схемы без фильтра в прямой цепи:

          (2.11)

Здесь:  – постоянная времени фильтра;

–расстояние между центром масс ЛА и датчиком линейных ускорений.

Из диаграммы периодического включения ИД для поддержания установившегося угла атаки (см. рис.2.5) непосредственно следуют соотношения:

                       

                                 (2.12)

                       

Из выражений (2.10); (2.11); (2.12) получаем соотношения для расчета числа импульсных двигателей, необходимых для поддержания установившегося угла атаки при совместном аэродинамическом и газодинамическом моментном управлении для двух вариантов структурной схемы системы стабилизации:

1) при наличии фильтра в прямой цепи:

          (2.13)

2) без фильтра в прямой цепи:

                   (2.14)

Тогда для обоих вариантов структурных схем системы стабилизации запишем:

                                                                                    (2.15)

                                                                                     (2.16)

                                                                              (2.17)

                                                                                    (2.18)

Здесь:

n —число импульсных двигателей, включаемых в одном цикле;

N —общее число импульсных двигателей, включаемых для поддержания установившегося угла атаки в течение времени T _уст .

Расчет параметров ИДУ на участке наведения ЛА реализован в специальной подпрограмме (СпП) NAVIDU. Входные величины подпрограммы сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Входные величины подпрограммы NAVIDU

 

Задаются в числе исходных данных
Обозначе-ние	Размер-ность	Идентифи-катор	Обозначе-ние	Размер-ность	Идентифи-катор
	б/р	XCT		с2/м	KGDLY
a (Т)	град	ALFAT		б/р	KDLY
	сек	TAUXCT		рад/с2	OMACT
Т	с	T4	J ф		JF
	б/р	DELTN	t ид	с	TIMP
	с	KGDYC	P1	Н	PIMP

 

Выходные величины подпрограммы NAVIDU:

n₁(AN4); n₂ (AN5); N (AN6); l _длу (LDLY); N_n1 (NOB1); N_n2 (NOB2);

n _кол (NKN).

Для расчета параметров ИДУ на участке наведения ЛА помимо перечисленных в таблице 2.1 исходных данных необходимо определить момент инерции ЛА I_z и тягу P ₁ импульсного двигателя.

Значение момента инерции ЛА относительно поперечной оси (I_z) на начальной итерации задачи проектирования может быть определено приближенно через параметры эквивалентного цилиндра корпуса ЛА ( l _w , d _ф ) со средней плотностью компоновки r _ср :

                                (2.19)

На последующих итерационных циклах, после определения размеров ЛА момент инерции уточняется как сумма произведений масс отсеков корпуса ЛА m_iна квадрат расстояния от центра масс оттека x_i ² до центра масс ЛА, т.е.:

I_z = ∑ x_i ²  m_i                                                                                         (2.20)

Для участка наведения (при полностью выгоревшем топливе основного двигателя) этот расчет реализован в СпП MINER 2

Тяга единичного ИД вначале задается в качестве исходного параметра. В дальнейшем после определения потребного запаса топлива на управление и массы топлива единичного ИД ее величина уточняется как произведение среднего секундного расхода топлива ИД m_{c 1} =( m _т1 /τ_дв1) на его удельный импульс тяги I _уд.имп, т.е.:

P ₁ = ( m _т1 /τ_дв1)· I _уд.имп                                                                       (2.21)

Для расчета массогабаритных характеристик ИДУ моментного управления воспользуемся алгоритмом и программно-методическими средствами, приведенными в разделе 1.3 настоящего пособия. На базе ТФ MAIMPDP ( MAIMPDPE ), подпрограмм MINER 2, NAVIDU разработан объединенный ТФ расчета параметров и характеристик ЛА с ИДУ моментного управления на участке наведения – IDNAV .

В число входных переменных, помимо данных, перечисленных в таблице 2.1, добавляются следующие величины:

i _ИД (INDV) –                                      число ИД в одном кольце;

λ_ДВ1(LLIMP) –                                                       удлинение одного ИД;

 ρ_Т1(ROTIMP) –                                                плотность топлива ИД;

 Δ₁(DDIMP) –            коэффициент заполнения камеры сгорания ИД;

τ_ДВ1 (TIMP) –                                                   время работы одного ИД;

x ( XCTA )--                                    относительная величина угла атаки;

α( ALFAT ) –                                           установившийся угол атаки;

Т₄( T 4)–                        время переходного процесса (первый этап);

D t _су ( DTCY ) –дискретность системы газодинамического управления;

Т_уст( TYCT )–                                         время установившегося режима

( KGDYC )–                  коэффициент датчика угловой скорости;

( KGDLY )–                коэффициент датчика линейных ускорений;

( OMACT ) –              угловое ускорение от аэродинамических сил;

     ρ_ДВ1 (RODVIMP) –              плотность материала конструкции ИД;

     ρ_с.к.(ROCK) –                  плотность материала силовой конструкции;

      p _к.ср1 (PKCPIMP) –               среднее давление в камере сгорания ИД;

        σ_вДВ1( SIGIMP) –        предел прочности материала конструкции ИД;

        J _уд.упр ( PUDUPR ) –                                    удельный импульс тяги ИД;

Результаты расчетов параметров и характеристик ЛА с ИДУ моментного управления на участке наведения оформлены в виде ТФ REZNAVS .

При формировании текста задания на генерацию программ проектирования ЛА типовой фрагмент IDNAV помещается после ТФ расчета размеров и центровки ЛА. В классической модели – после фрагмента В391 (или В392); в уточненной модели – после ТФ W861 (или W862, W862B, W862bk). ТФ REZNAVS размещается в конце задания на генерацию перед завершающими фрагментами вывода графической информации.

Так как характеристики ИДУ определяются после уточненного расчета размеров отсеков, то в программе проектирования необходимо организовать дополнительную итерационную ветвь расчета стартовой массы. С этой целью в тексте задания на генерацию помещаются два дополнительных ТФ: начала итераций – itergu и конца цикла – iteridu

 

2.2. Расчет параметров и характеристик ИДУ для стартового участка разворота корпуса ЛА.

Быстрый разворот корпуса ЛА относительно центра масс необходим, прежде всего, для ЛА класса П-В (ЗУР), стартующих вертикально. Импульсная двигательная установка позволяет за минимальное время изменить направление полета от вертикального до ориентированного в точку встречи с целью. Тем самым реализуется наиболее трудная задача вертикального старта – обеспечение заданной ближней границы зоны поражения.

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!