Примеры решения задачи общего проектирования ЛА с газовыми рулями и АУПУ.
Для подтверждения работоспособности и выявления особенностей применения разработанных программно-методических средств рассмотрим задачу общего проектирования ЛА с двумя вариантами газодинамических устройств: газовыми рулями и АУПУ.
Структура задания на генерацию программы проектирования ЛА для обоих вариантов газодинамического управления отличается лишь именами ТФ расчета их характеристик и вывода результатов. Пример записи текста задания на генерацию программы общего проектирования ЗУР, рассмотренной в разделе 2.4, но отличающейся устройствами газодинамического управления, приведен в табл.2.4.
Таблица 2.4
Пример записи текста задания на генерацию программы проектирования ЗУР с газовыми рулями или АУПУ.
| Классическая модель: | Уточненная модель: |
| *grfile *b302 b700 b701 b702 *b400 b402 b501 *b321 b505 b502 b334 b342 b521 *b351 b503 b504 b360 b301g b508 *b511 b512 b361 b362 b364 *MGASRUL(или MAUPU) *b365 b376 b514 b516 *b381 *b715 *b391 *REZGASRUL(или REZAUPU) *b605l b609l *graf2 *b707 | *grfile *w1000 w100 w105 *w200 w201 w231rt *w300 w301 w302 w304 *MGASRUL(или MAUPU) *w311r w361bk w381 *w400 w405 w470 *w500 w502 w531r w540 w551 *w546 w547 w549 *w600 w621 w628 w690 w695 *w699 w700 w781 w785 *w800 w840 w861 *w900 w971r w976r *REZGASRUL(или REZAUPU) *graf2pe *w990 |
Исходные данные для проектирования ЛА приведены в разделе 2.4. Основные отличия объясняются особенностями применяемых устройств газодинамического управления.
Склонение ЗУР на старте с помощью газовых рулей осуществляется при работающем двигателе и происходит путем искривления траектории полета ЛА, имеющего достаточно большую осевую скорость. Склонение же ракеты с помощью АУПУ производится без запуска разгонного двигателя. При этом преодолевается лишь момент инерции ЛА. Это позволяет сократить время разворота. Однако для сравнительного анализа время склонения обоих вариантов газодинамического управления принято одинаковым: T 1 = τ ау=1с.
|
|
|
В качестве материала газового руля выбран пиролитический графит, материалы конструкции элементов управления газовыми рулями, так же, как и газогенератора АУПУ, арматуры и дополнительных элементов – стали. Поскольку в АУПУ регулирование тяги происходит с некоторыми «утечками» продуктов сгорания, поэтому величина удельного импульса тяги газогенератора АУПУ несколько ниже, чем РДТТ, и принята равной I уд.ау=2000м/с.
Результаты проектных расчетов приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5
Результаты общего проектирования ЗУР с газовыми рулями и АУПУ.
|
Характеристики ЗУР | ЛА с газовыми рулями | ЛА с АУПУ | ||||
| Классич. метод | Уточн. метод | Классич. метод | Уточн. метод | |||
| Pезультаты массового pасчета ЛА
| ||||||
| Относительная масса кpыльев | 0.019 | 0.0188 | 0.019 | 0.0189 | ||
| Относительная масса пpиводов | 0.076 | 0.0724 | 0.075 | 0.0761 | ||
| Относительная масса топлива | 0.570 | 0.557 | 0.571 | 0.5564 | ||
| Относительная масса РДТТ | 0.177 | 0.2262 | 0.176 | 0.2243 | ||
| Относительная масса коpпуса | 0.287 | 0.248 | 0.287 | 0.2526 | ||
| Площадь кpитического сечения сопла РДТТ, м2 | 0.00451 | 0.00453 | 0.00457 | 0.00464 | ||
| Удельная нагpузка на кpылья | 900 | 900 | 900 | 900 | ||
| Стартовая масса ЛА, кг | 396.9 | 415.5 | 405.5 | 426.5 | ||
| Масса кpыльев, кг | 7.676 | 7.782 | 7.889 | 8.062 | ||
| Масса опеpения, кг | 3.969 | 4.155 | 4.055 | 4.265 | ||
| Масса pулевых пpиводов, кг | 30.130 | 30.052 | 30.562 | 32.550 | ||
| Масса твеpдого топлива РДТТ, кг | 226.295 | 231.427 | 231.443 | 237.321 | ||
| Масса РДТТ (без топлива), кг | 40.079 | 52.280 | 40.825 | 53.380 | ||
| Масса констpукции коpпуса, кг | 28.702 | 23.810 | 29.388 | 24.941 | ||
| Pезультаты геометpического pасчета ЛА
| ||||||
| Диаметp коpпуса, м | 0.316 | 0.324 | 0.318 | 0.327 | ||
| Длина коpпуса,м | 4.734 | 4.531 | 4.773 | 4.573 | ||
| Длина носовой части коpпуса,м | 0.947 | 0.971 | 0.955 | 0.980 | ||
| Длина коpмовой части коpпуса,м | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| Площадь кpыльев, м2 | 0.441 | 0.4617 | 0.451 | 0.4739 | ||
| Размах кpыльев, м | 0.811 | 0.898 | 0.819 | 0.909 | ||
| Коpневая хоpда кpыла, м | 0.882 | 0.612 | 0.891 | 0.620 | ||
| Концевая хоpда кpыла, м | 0.206 | 0.416 | 0.209 | 0.422 | ||
| Боpтовая хоpда кpыла, м | 0.619 | 0.541 | 0.626 | 0.549 | ||
| САХ кpыла, м | 0.612 | 0.520 | 0.619 | 0.527 | ||
| САХ консоли кpыла, м | 0.446 | 0.481 | 0.451 | 0.488 | ||
| Координата боpтовой хоpды, м | 3.972 | 3.447 | 4.000 | 3.472 | ||
| Кооpдината оси вpащения pулей | 1.215 | 1.155 | 1.221 | 1.168 | ||
| Кооpдината центpа масс ЛА с топливом, м | 2.848 | 2.871 | 2.872 | 2.897 | ||
| то же без топлива, м | 2.127 | 2.183 | 2.144 | 2.201 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=1,м | 0.473 | 0.971 | 0.477 | 0.980 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=2, м | 0.647 | 0.923 | 0.648 | 0.940 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=3, м | 0.294 | 0.000 | 0.312 | 0.000 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=4, м | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=5, м | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=6, м | 0.370 | 0.412 | 0.370 | 0.412 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=7, м | 2.309 | 2.225 | 2.322 | 2.241 | ||
| Длина отсека с пpизнаком JK=8(9) | 0.158 | 0 | 0.159 | 0 | ||
| Результаты расчета устройств газодинамического управления
| ||||||
| Момент инерции ЛА, кг·м2 | 523.086 | 497.729 | 535.802 | 520.815 | ||
| Управляющая сила, необходимая для склонения ЛА, Н | 2332.67 | 1904.77 | 2377.96 | 1974.088 | ||
| Тяга основного РДТТ, Н | 37314.8 | 34033.4 | ||||
| Тяга АУПУ, Н | 2081.85 | 1769.80 | ||||
| Доля управляющей силы рулей | 0.063 | 0.056 | ||||
| Приращение массы топлива для склонения ЛА газовыми рулями | 2.3327 | 1.9048 | ||||
| Масса топлива склонения АУПУ | 2.313 | 1.770 | ||||
| Масса газовых рулей, кг | 3.8116 | 2.4185 | ||||
| Приращение массы ЛА с газовыми рулями, кг | 6.14 | 4.32 | ||||
| Масса АУПУ с топливом, кг | 5.783 | 4.424 | ||||
| Дополнительная длина отсека корпуса с АУПУ, м | 0.065 | 0.046 | ||||
|
|
|
Предварительный анализ результатов проектных расчетов показывает, что по критерию стартовой массы оба варианта газодинамического склонения – газовые рули и АУПУ, близки. Однако по конструктивным и тактико-техническим характеристикам они отличаются значительно. Поэтому решение о выборе того или иного варианта склонения ЛА на старте принимают на основе анализа множества факторов.
Заключение
Рассмотренные в данном пособии компоненты методического и программного обеспечения учебной системы автоматизированного проектирования беспилотных летательных аппаратов (САПР-602) позволяют решать задачи общего проектирования ЛА различных классов, с разнообразными вариантами систем аэрогазодинамического управления. К их числу относятся устройства как поперечного, так и моментного управления различных вариантов конструктивного исполнения. Это, прежде всего, двигательные установки поперечного управления в трех вариантах реализации: многократного импульсного поперечного управления; моноимпульсного поперечного управления и пропорционального поперечного управления. Из систем моментного управления рассмотрены наиболее часто применяемые на практике импульсные двигательные установки, газовые рули и автономные устройства пропорционального управления.
Разработанные методики и алгоритмы расчета газодинамических, массовых и геометрических характеристик всех перечисленных систем газодинамического управления доведены до программной реализации в виде унифицированных компонент прикладного программного обеспечения учебной САПР. Работоспособность представленных в пособии средств подтверждена примерами решения задач общего проектирования беспилотных ЛА с каждым вариантом устройств газодинамического управления, во всех возможных вариантах их применения.
Приложение 1
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 247; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!