Учет свойств атмосферы при сравнении математических моделей аэродинамических коэффициентов с данными летных испытаний

Предложены методические подходы к вычислению параметров атмосферы, прежде всего плотности воздуха и скоростного напора, в задаче сравнения полетных данных с результатами математического моделирования движения летательного аппарата. Рассмотрены модели, отличающиеся разной степенью использования бортовых измерений, и модели стандартной атмосферы. Проведено сравнение моделей по данным летных экспериментов, выполненных на современном летательном аппарате для таких режимов полета, как горизонтальная площадка, вираж, набор, снижение, разгон. Результаты сравнения приведены в виде абсолютных и относительных рассогласований по температуре, статическому давлению и плотности воздуха. Показано, что отличие свойств реальной атмосферы от стандартной --- это основной источник рассогласований, по сравнению с которым влияние вида полетных режимов, высоты и скорости несущественно. Дополнительно выполнено сравнение модели стандартной атмосферы с аналогичными результатами метеорологического зондирования атмосферы. Сделан вывод о том, что расчет плотности воздуха и скоростного напора через стандартную атмосферу, широко распространенный на практике, в общем случае дает значительную погрешность, что может привести к ошибочным выводам при оценке соответствия математической модели летательного аппарата и реального объекта Работа поддержана грантом РФФИ № 20-08-00449

Литература

[1] Корсун О.Н., Тихонов В.Н. Определение пилотажных характеристик на основе моделирования экспертных оценок в системе "летчик--самолет". Информационно-измерительные и управляющие системы, 2008, т. 6, № 2, с. 45--50.

[2] Корсун О.Н., Николаев С.В. Применение моделирования в практике испытаний летательных аппаратов. Cloud of Science, 2018, т. 5, № 2. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35105224

[3] Николаев С.В. Метод имитационного моделирования в летных испытаниях авиационных комплексов. Прикладная физика и математика, 2017, № 3, с. 57--68.

[4] Тихонов В.Н., Николаев С.В. Особенности пространственного движения маневренных самолетов с высокоавтоматизированными системами управления. Проблемы безопасности полетов, 2010, № 5, с. 66--70.

[5] Шибанов Г.П. Оценка эффективности внедрения новых технологий в перспективные авиационные комплексы. Автоматизация. Современные технологии, 2015, № 8, с. 37--40.

[6] Шибанов Г.П. Методический подход к процессу испытаний вооружения и военной техники в условиях ресурсных ограничений. Мехатроника, автоматизация, управление, 2017, т. 18, № 2, с. 122--127. DOI: https://doi.org/10.17587/mau.18.122-127

[7] Овчаренко В.Н. Идентификация аэродинамических характеристик воздушных судов по полетным данным. М., Изд-во МАИ, 2017.

[8] Корсун О.Н., Николаев С.В. Идентификация аэродинамических коэффициентов самолетов в эксплуатационном диапазоне углов атаки. Вестник компьютерных и информационных технологий, 2016, № 9, с. 3--10. DOI: https://doi.org/10.14489/vkit.2016.09.pp.003-010

[9] Chauhan R.K., Singh S. Review of aerodynamic parameter estimation techniques. ICTUS, 2017, pp. 864--869. DOI: https://doi.org/10.1109/ICTUS.2017.8286127

[10] Condaminet V., Delvare F. Identification of aerodynamic coefficients of a projectile and reconstruction of its trajectory from partial flight data. CAMES, 2014, vol. 21, no. 3-4, pp. 177--186.

[11] Гребнев О.Н., Корсун О.Н. Минимизация погрешностей идентификации, обусловленных неточной информацией о структуре математической модели летательного аппарата и системы измерений. Мехатроника, автоматизация, управление, 2009, № 9, с. 59--64.

[12] Пушков С.Г., Харин Е.Г., Кожурин В.Р. и др. Эталонное измерение воздушных параметров с использованием спутниковых средств траекторных измерений в летных испытаниях воздушных судов. Авиакосмическое приборостроение, 2010, № 4, с.3--13.

[13] Zhan Y., Chang L.M., Li J. Research of barometric altitude measurement technology. MATEC Web Conf., 2016, vol. 63, art. 01014. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/20166301014

[14] Пушков С.Г., Ловицкий Л.Л., Корсун О.Н. Аэродинамические погрешности систем измерения статического давления самолета при полете в режимах скольжения. Измерительная техника, 2018, № 2, с. 37--42.

[15] Пушков С.Г., Ловицкий Л.Л., Малахова И.В. и др. Способ определения аэродинамических погрешностей приемника воздушных давлений в летных испытаниях летательного аппарата. Патент РФ 2375690. Заявл. 30.06.2008, опубл. 10.12.2009.

[16] Анцыферов С.С., Голубь Б.И. Общая теория измерений. М., Горячая линия--Телеком, 2007.

[17] University of Wyoming: веб-сайт. URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html (дата обращения: 16.09.2021).