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
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
Читать статью полностью
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:
Список литературы:
- Янкевич Ю. Применение беспилотных авиационных комплексов в гражданских целях // Аэрокосмический курьер. 2006. № 6. С. 55—57.
- Практическая аэродинамика маневренных самолетов / Под ред. Н. М. Лысенко. М.: Воениздат, 1977. 439 с.
- Кравцов В. Г., Алексеев Н. В. Аэрометрия высотно-скоростных параметров летательных аппаратов // Приборы и системы: управление, контроль, диагностика. 2000. № 8. С. 47—50.
- 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.
- Yamasaki H., Rubin M. The Vortex Flowmeter. Flow Measurement and Control in Science and Industry. Pittsburg, USA, 1974. P.975—983.
- Киясбейли А. Ш., Перельштей М. Е. Вихревые измерительные приборы. М.: Машиностроение, 1972. 152 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975. 776 с.
- 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.