ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

11
Содержание
том 64 / Ноябрь, 2021
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2021-64-9-774-781

УДК 629.7.054.44: 629.7.05.067

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ДАТЧИКА ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ МАЛОРАЗМЕРНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Ефремова Е. С.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, кафедра приборов и информационно-измерительных систем;


Никитин А. В.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева-КАИ, кафедра приборов и информационно-измерительных систем; старший преподаватель


Солдаткин В. В.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ, кафедра приборов и информационно-измерительных систем; доцент


Солдаткин В. М.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева-КАИ, кафедра приборов и информационно-измерительных систем; профессор


Аннотация. Отмечается важность для пилотирования и обеспечения безопасности движения летательных аппаратов (ЛА) в атмосфере информации о модуле вектора воздушной скорости и его положении относительно продольной оси ЛА, определяемом аэродинамическими углами атаки и скольжения. Представлен анализ средств измерения параметров вектора воздушной скорости, реализующих аэродинамический, флюгерный, вихревой и ионно-меточный методы измерения параметров набегающего воздушного потока. Рассматриваются ограничения на их использование на малоразмерных ЛА. Приведена функциональная схема интегрированного электронного датчика параметров вектора воздушной скорости малоразмерного ЛА с ультразвуковыми измерительными каналами. Отличительные особенности датчика — использование двух пар совмещенных излучателей и приемников ультразвуковых колебаний, которые распространяются по направлению набегающего воздушного потока и против потока и регистрируются электронной измерительной схемой с двумя измерительными каналами. Получены аналитические модели формирования и обработки информативных сигналов, определения параметров вектора воздушной скорости малоразмерного ЛА по частотным, время-импульсным и фазовым информативным сигналам ультразвуковых измерительных каналов. Рассмотрены конкурентные преимущества и перспективность применения электронного датчика параметров вектора воздушной скорости на малоразмерных пилотируемых и беспилотных ЛА.
Ключевые слова: малоразмерный летательный аппарат, вектор воздушной скорости, датчик, ультразвуковые сигналы, модели, обработка

Список литературы:
  1. Янкевич Ю. Применение беспилотных авиационных комплексов в гражданских целях // Аэрокосмический курьер. 2006. № 6. С. 55—57.
  2. Практическая аэродинамика маневренных самолетов / Под ред. Н. М. Лысенко. М.: Воениздат, 1977. 439 с.
  3. Кравцов В. Г., Алексеев Н. В. Аэрометрия высотно-скоростных параметров летательных аппаратов // Приборы и системы: управление, контроль, диагностика. 2000. № 8. С. 47—50.
  4. Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов / Г. И. Клюев, Н. Н. Макаров, В. М. Солдаткин, И. П. Ефимов; Под ред. В. А. Мишина. Ульяновск: Изд-во Ульяновск. гос. техн. ун-та, 2005. 590 с.
  5. Yamasaki H., Rubin M. The Vortex Flowmeter. Flow Measurement and Control in Science and Industry. Pittsburg, USA, 1974. P.975—983.
  6. Киясбейли А. Ш., Перельштей М. Е. Вихревые измерительные приборы. М.: Машиностроение, 1972. 152 с.
  7. Ефремова Е. С., Солдаткин В. М. Построение и погрешности системы воздушных сигналов на основе вихревого метода // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 8. С. 756—762.
  8. Никитин А. В., Солдаткин В. В., Солдаткин В. М. Анализ статической точности системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником набегающего воздушного потока // Изв. вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62, № 8. С. 693—701.
  9. Barriol R., Hannoyer G., Roussean C. A new approach for ionic air flow sensors transit time // SAE Techn. Pap. Ser. 1984. № 840138. P.29—39.
  10. Ганеев Ф. А., Солдаткин В. М. Ионно-меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости с логометрическими информативными сигналами и интерполяционной схемой обработки // Изв. вузов. Авиационная техника. 2010. № 3. С. 46—50.
  11. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975. 776 с.
  12. Measuring air speed with a low-power mems ultrasonic anemometer via adaptive phase tracking / A. Ghahramani, M. Zhu, R.J. Przybyla, M.P. Andersen, P.J. Galicia, T.E. Peffer, H. Zhang, E. Arens // Sensors Journal IEEE. 2019. Vol. 19, N 18. P. 8136—8145.