Составление дифференциальных уравнений движения БЛА на режиме разбега и взлета

Для теоретического анализа любой сложной системы, в том числе и БЛА, необходимо построить ее математическую модель, что в конечном итоге сводится к составлению дифференциальных уравнений, описывающих зависимость характеристик процесса от его параметров. При изучении системы исследованием ее математической модели неизбежно приходится принимать те или иные допущения, так как стремление к точному учету всех свойств реальной системы может привести к такому усложнению, при котором анализ окажется невозможным. С другой стороны, чрезмерное упрощение математической модели является недопустимым, так как результаты исследований в этом случае могут не отображать наиболее характерных свойств системы.

При выборе математической модели движения самолета для синтеза структуры автопилота будем в дальнейшем всегда полагать, что его конструкция является недеформируемой. Это позволяет рассматривать самолет при выводе уравнений его движения как твердое тело.

В практических расчетах под математической моделью движения самолета понимают совокупность его характеристик, анализ которых позволяет определить реакцию самолета на допустимые входные воздействия при заданных начальных условиях.

В данной дипломной работе рассматривается только продольное движение, при этом считается, в боковом канале осуществлена стабилизация заданной линии пути, совпадающей с осью ВПП.

Ниже представлена полная система уравнений движения ЛА:

(14)

В дипломной работе рассматривается только продольный канал, в связи с этим система уравнений (14) примет следующий вид:

(1)

где:

- угол наклона траектории (град),

- угол атаки (град),

- угловая скорость вращения корпуса самолета (град/с),

- угол тангажа (град),

- высота полета (м),

- скорость полета (м/с),

- нормальная перегрузка.

Далее проведем подробный анализ каждого уравнения, входящего в систему (1) на режиме взлета:

1) , (1.1)

где .

Преобразуем формулу, подставив значение Q в уравнение (1.1), в результате после некоторых преобразований получаем следующее дифференциальное уравнение продольных сил:

, (1.1a)

2) , (1.2)

где ,

Cx – коэффициент аэродинамической продольной силы;

Cy – коэффициент аэродинамической нормальной силы;

ρ – величина плотности воздуха при высоте 0 м над уровнем моря;

S – площадь крыла;

f – коэффициент трения;

g- ускорение силы тяжести. (g=9.81 м/сек2);

P(V) – тяга на винте является функцией скорости полета.

3) ; (1.3)

; (1.3a)

Запишем формулы для нахождения коэффициентов , ,:

, (1.3б)

, (1.3в)

, (1.3г)

Запишем расчетные формулы для моментов от сил реакции опор шасси:

Рис 2.1 Моменты реакции опоры на шасси

Расположение стоек шасси осуществляется таким образом, чтобы обеспечить равенство нулю суммарного момента от сил реакции опор. Аналитически это условие может быть выражено следующей системой уравнений:

Из систем уравнений (1.3 д) следует, что условию равенства нулю суммарного момента от сил реакции опор соответствуют следующие величины сил реакции опор шасси:

Популярные материалы:

Тяговый расчет рыхлителя
Тяговый расчет дорожно-строительных машин, в том числе и рыхли гелей, включает в себя три этапа: определение отдельных сопротивлений W1-Wn, действующих на машину; определение суммарной силы сопротивления ΣW и определение потребной мо ...

Построение графиков машиноиспользования
График машиноиспользования строится для каждой выбранной марки грузового автомобиля По горизонтальной оси откладываем календарное время в месяцах от января до декабря, разделенных на пятидневки. Для каждой операции по оси абсцисс отклады ...

Описание исследования "Анализ рынка каменного угля в России в 2007-2011 гг, прогноз на 2012-2016 гг"
За период с 2007 по 2011 гг спрос на каменный уголь в России вырос на 9%: с 253 до 276 млн т. Снижение спроса относительно предыдущих лет наблюдалось только в 2009 г – на 4%. По прогнозам, в 2012-2016 гг спрос на каменный уголь в стране б ...