автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование маневров и полетных заданий вертолета с учетом рельефа местности

На правах руюпи'

САФОНОВ Анатолий Анатольевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ МАНЕВРОВ И ПОЛЕТНЫХ ЗАДАНИЙ ВЕРТОЛЕТА С УЧЕТОМ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ

Сп ец и ал ьно сть: 0 5.13.18 - Математич ее ко е мо д ел иро ван и е, численные методы и комплексы программ

Автореферат

диссертации насоисканиеученой степени кандидата технических нау к

2 О [.'Дм 20

Казань-2010

004602289

Работа выполнена в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева.

Научный руководитель:доктор технических наук,профессор

Михайлов Сергей Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,доцент Роднищев Николай Егорович

кандидат военных наук,доцент Елькин Михаил Николаевич

Ведущая организация: ОАО «Казанский вертолетный завод»

Защита состоится « 2$ » мая 2010 года в 14.00 часо в на заседании диссертационного совета Д212.079.01 в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адр есу: 420111 Казан ь, у л. К. Map кса 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Автореферат размещен на сайте КГТУ им. А.Н. Туполева, www.kai.ru

Автореферат разослан « 20 » апреля 2010 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета, доктор физиьзэ-математических наук,

профессор c^&^J^ П.Г. Данилаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Несмотря на сложившиеся экономические условия, в России нарастают темпы производства современной авиационной техники. Глубокой модернизации подвергаются существующие типы летательных аппаратов. В эксплуатацию приняты высокоманевренные вертолеты Ми-24ВМ, Ми-28Н, Ка-52. Для обучения курсантов авиационного училища поступил учебно-тренировочного вертолет АНСАТ. Но освоение современной авиационной техники требует применения и современных методов обучения. Для этого используются различные виды учебно-тренировочных средств, в том числе авиационные тренажеры.

Основой программного обеспечения современных тренажерных комплексов является математическая модель динамики полета вертолета. Она зависит от предъявляемых требований к тренажеру и возможностями вычислительной техники.

Обеспечением подобия динамики движения JIA в тренажерных комплексах занимались Долженков H.H., Бюшгенс А.Г., Володко A.M., Горин В.В., Береговой Б.И., Берестов JI.M., Пустовалов В.Н., МакГрегор Д.Х., Келли И.Р. и др.

Ведущими разработчиками и производителями тренажерной аппаратуры в России являются компания ТРАНЗАС и ЦНТУ «Динамика». Но стоимость оборудования высока и сопоставима со стоимостью летательного аппарата. Следовательно, поставок тренажерных комплексов в вертолетные части и подразделения не предусматривается. Летный состав при проведении наземной подготовки использует методики 20-30-летней давности.

Тренажерная подготовка служит для выработки процедурных, моторных и решающих навыков. Практический опыт показывает, что на пилотажных тренажерах достаточно успешно решаются задачи по привитию процедурных и моторных навыков. Решение задач по выработке решающих навыков (планирование полета, определение порядка выполнения операций и т.п.) происходит в недостаточной степени. Это связано, главным образом, с трудностями объективной оценки ситуации и принятия летчиком правильного решения.

Особый интерес представляет земная поверхность района полетов. Решение задач по ее воспроизведению неразрывно связано с использованием картографической информации в реальном масштабе времени. Геоинформационные системы обеспечивают наиболее полное создание и своевременное обновление картографической основы.

В связи с этим становится актуальной задача по разработке системы поддержки принятии решения в виде программного комплекса моделирования полетных заданий с использованием современных информационных технологий.

Целью работы является разработка имитатора полета вертолета на основе синтеза программного комплекса расчета маневров вертолета, геоинформационных систем и средств разработки интерактивных приложений (3D-моделирования).

Задачи исследования

1. Разработка методики создания трехмерной модели рельефа с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды ЗО-моделирования.

2. Разработка синтезированной модели динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе комплекса программ расчета маневров и геоинформационных технологий.

Предметом исследований диссертационной работы является программное обеспечение наземной и предполетной подготовки летного состава вертолетной авиации.

Объекты исследования: математическая модель динамики движения, алгоритм и комплекс программ расчета маневров вертолета. Геоинформационные системы и их возможности по созданию пространственных моделей рельефа.

Методы исследования

При решении сформулированных в работе задач используются методы: исследования операций, построения адекватной математической модели и отыскания законов управления; метод энергий для определения параметров движения вертолета; функциональный векторный анализ для нахождения условий Коши при интегрировании систем дифференциальных уравнений; полиномиальные преобразования сложных поверхностей для формирования цифровой модели рельефа.

Методы и средства исследований опираются на современные теоретические и практические основы геоинформационных систем, методы пространственного анализа и подходы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна

Новым является применение геоинформационных технологий для оценки траекторий и параметров полета вертолета при выполнении полетных заданий с учетом рельефа местности. Он основан на использовании предложенной пространственной модели рельефа местности.

Обоснованность и достоверность результатов, обеспечивается корректностью использования адекватных математических моделей, сопоставлением результатов компьютерного моделирования с реальными полетными данными вертолетов Ми-24 и АНСАТ.

Практическая ценность работы

Применение предложенной методики моделирования полетных заданий с учетом эксплуатационных факторов и рельефа местности может быть использовано в качестве системной основы для совершенствования подготовки летного состава. Это позволит повысить эффективность процесса обучения пилотов, сократить расход материалов и ресурс авиационной техники, снизить аварийность и повысить уровень безопасности полетов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- алгоритм создания трехмерной модели рельефа местности с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды 30 моделирования;

- программный комплекс имитационного моделирования динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе синтеза программ расчета маневров, геоинформационных технологий и средств разработки интерактивных приложений.

Реализация результатов работы

Теоретические и практические результаты работы внедрены и используются в учебном процессе курсантов Сызранского высшего военного авиационного училища летчиков, при подготовке летного состава к полетам в учебных авиационных частях училища и Центра боевой подготовки и переучивания летного состава, при подготовке к соревнованиям сборной команды России по вертолетному спорту.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях и семинарах, в их числе: Международная научно-практической конференция «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации», г. Ульяновск, (2006, 2008 гг.); Научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ»», г. Казань. (2007, 2009 гг.); 8-ой форум Российского вертолетного общества, г. Москва, 2008 г.; 2-я Всероссийская конференция ученых, молодых специалистов и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике-2009», г. Москва, 2009 г.; XIV Всероссийский научный семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов, г. Самара, 2009 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, куда входит 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 8 - в трудах всероссийских и международных конференций, 1 - отчет по НИР.

Личный вклад соискателя

При выполнении работ [1,2], опубликованных совместно с научным руководителем соискатель принимал участие в постановке задач, разработке алгоритмов. Подготовлена программная реализация создания пространственной модели рельефа местности с использованием геоинформационной системы «Интеграция» и программной среды В1кгЗО. Проведены расчеты и получены результаты численных экспериментов по моделированию полетных заданий с учетом рельефа местности. Результаты, изложенные в работе, являются новыми и получены автором самостоятельно.

Объем и структура диссертационной работе

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Текстовая часть работы изложена на 119 печатных страницах, формата А4. Диссертация иллюстрирована 62 рисунками, 6 таблицами. В приложениях имеются копии 4 актов внедрения научных разработок. Список литературы включает 128 источников, из них 117 на русском языке и 11 зарубежной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и основные задачи исследования. Раскрыты научная новизна и практическая значимость. Определены объект, предмет и методы исследования. Приведены основные положения, выносимые на защиту. Дан краткий обзор содержания работы.

Первая глава «Моделирование динамики движения вертолета» посвящена рассмотрению математических моделей динамики движения вертолета. Приведены основные допущения, в частности обоснована гипотеза квазистационарности. Показаны возможности перехода от силовых уравнений к уравнениям в перегрузках. Величина располагаемых перегрузок зависит от параметров движения, управления и условий эксплуатации (массы вертолета, высоты полета, температуры наружного воздуха). Для определения располагаемых перегрузок воспользуемся методом энергий. Это дает возможность представить динамическую модель движения вертолета как материальной точки в траекторной системе координат.

Xg=V cos в cos if/\ Ys =Fsin0; Zg = -Fsin^cos0; n^W^Vj^ С, H, ИВВ); п„=/г<У,па,М С, H, ИВВ).

Система уравнений разрешима, если задать в качестве начальных условий или определять в процессе расчета семь переменных: V, G, f„apB, Н, <рт ИВВ, пш(пуа). В работе исследуются уже существующие вертолеты, летающие в конкретных практических диапазонах высот и скоростей. Ограничением является либо нехватка мощности, либо срыв потока на элементах лопастей несущего винта. Вертолеты имеют силовые установки с известными высотно-скоростными характеристиками, несущий винт с известными тяговыми характеристиками. Это информация достоверна. Она апробирована в летных экспериментах, лидерных испытаниях и в процессе летной эксплуатации.

Воспользовавшись избытками мощности, которые имеет вертолет на различных скоростях горизонтального полета, можно получить зависимость перегрузки nxa-f(V, G = G,„,/Iu), которая указывает на возможности JIA изменять величину скорости в горизонтальном полете. Изменяя в расчетах полетный вес, получим семейство (сетку) зависимостей тангенциальной перегрузки от скорости полета при различных резервированных значениях нормальной перегрузки.

n,a=f[Cl, ¿нар.в. И, Л'П1Л ((/>„), К ИВВ, Пуа= Var].

n dV , ■ /п 4)

1) — = g(nxa- sin 6>);

dt 5) .. dd nm cos у -cos в

= -v-:

31 = n>° • ^

dt 8 V cos<?' 8)

100 200 300 Vkm/Ч

Рис. I. Сетка пт для заданных условий полета

На рис. 2 приведен алгоритм расчета маневра по заданному закону управления. Программный комплекс по расчету маневров реализован в программной среде Delphi.

^Начало ^

Рис. 2. Алгоритм расчета маневров вертолета

Ограничения по моделированию маневров:

- производится расчет только координированных маневров;

- при задании перегрузки превышающей максимально допустимую перегрузку вертолета программный расчет не производится;

- не учитывается влияние направления и скорости ветра.

Во второй главе «Создание пространственных моделей рельефа с использованием геоинформационных технологий» рассмотрены возможности геоинформационных систем по созданию цифровых моделей рельефа.

Для решения практической задачи по моделированию полетных заданий на конкретном участке местности предлагается методика, включающая в себя возможности геоинформационной системы «Интеграция» по предоставлению электронных карт и возможности программы ВШгЗБ по созданию и визуализации пространственной модели рельефа. Структура алгоритма представлена на рис. 3.

Рис. 3. Алгоритм создания пространственной модели рельефа, с использованием ГИС «Интеграция» и ВНЬЗО

Для лучшей детализации рельефа используются электронные карты не мельче 1:200 ООО, и моделируется участок местности размеров не более, чем 20 х 20 км. Координаты района полетов на электронной карте задаются в метрах или в градусах. Воспроизводимый район полетов имеет свою локальную систему координат (х„,у„, г„) с началом в центре участка.

Полученная матрица высот в виде двумерного массива значений высот, вписанных в регулярную сетку. В программной среде ВШгЗЭ каждый участок местности содержит свои собственные данные о вершинах, что позволяет создавать неповторяющийся ландшафт.

Программные пакеты трехмерного моделирования и анимации включают в себя функцию рендеринга в реальном масштабе времени. Уравнение рендеринга определяет количество светового излучения в определённом направлении как сумму собственного и отраженного излучения.

Физической основой уравнения является закон сохранения энергии. Пусть/!,— это количество излучения по заданному направлению в заданной точке пространства. Тогда количество исходящего излучения (Ь0) — это сумма излучённого света (Ье) и отражённого света. Отражённый свет может быть представлен как сумма приходящего излучения (Ь,) по всем направлениям умноженного на коэффициент отражения из данного угла:

где:

А. - длина волны света; /-время; Ье (х, со, X, ()- излученный свет; ¿о (х, со, X, I) - количество излучения заданной длины волны Л исходящего вдоль направления со во время /, из заданной точки х;

- интеграл по полусфере входящих направлений;

Рис. 4. К определению уравнения рендеринга

/г (х, со',со, X, /) - двунаправленная функция распределения отражения, количество излучения отражённого от со' к ш в точке х, в время /, на длине волны X;

и (х, со', X, - длина волны X по входящему направление к точке х из направления со' во время

-со'- п- поглощение входящего излучения по заданному углу Уравнение имеет две особенности: оно линейно, так как задано только с помощью операций суммы и умножения, и изотропно - то есть одинаково для всех направлений и точек пространства.

Реалистичность пространственной модели рельефа подчеркивает накладываемая текстура земной поверхности, небесная сфера, участки гидрографии и другие объекты, определяется местоположение камер наблюдения.

Третья глава «Проверка адекватности алгоритма и программ расчета маневров» посвящена верификации математической модели, алгоритма и программ расчета. Она проводилась на основе анализа материалов объективного контроля полетов на сложный пилотаж вертолета Ми-24 в учебных частях Сыз-ранского высшего военного авиационного училища летчиков и летных испытаний вертолета АНСАТ в ОАО «Казанский вертолетный завод».

Анализ производился как по суммарным характеристикам маневренности (времени выполнения), так и по частным параметрам маневрирования (изменению высоты, углам крена, тангажа и рыскания).

Некоторые результаты верификации программ по моделированию маневров, выполняемых на вертолете Ми-24 показаны в таблице 1.

Таблица 1.

Маневр Параметры маневра (по СОК) Расчетные данные

Разгон скорости К0 =140 км/ч; Кк=290 км/ч; т = 50 с К0 =140 км/ч; Кк=280 км/ч; т = 47,2 с

Вираж К0 =140 км/ч; у = 40°; пу= 1,8; т = 40 с К0 =140 км/ч; у = 40°; и„ = 1,8; т = 38,5 с

Пикирование К0 = 100 км/ч; Кк= 260 км/ч; 9 = 25°; пувв = 0,5; "увыв= 1,8; т = 25 с К0 = 100 км/ч; Кк= 279 км/ч; 3 = 25°; иувв = 0,5; ",'вь,в= 1,8; т = 27 с

Защищенный бортовой накопитель информации вертолета АНСАТ позволяет фиксирует 59 параметров полета. Это позволяет осуществить более качественную верификацию программ расчета маневров вертолета.

Рассмотрим маневр боевой разворот. Условия выполнения: полетная масса 3300 кг, ¿нарв -12°С. Параметры полета: К0= 220 км/ч, /Уо = 470 м. В процессе маневра тангаж в увеличивался до 20°, среднее значение крена у = -30°, перегрузка на вводе пу = 1,38, перегрузка на выводе пу = 1,08, угловая скорость ввода в крен (вывода из крена) 0)? = 10°/с, время выдерживания угла крена

гр=18с. На выходе из фигуры получены следующие параметры: #к = 620м, изменение курса Ai// = 172°, Ук= 160 км/ч, время выполнения маневра г = 35 с.

Данный полет был смоделирован с указанными входными параметрами. В результате расчетов получено: #„ = 660 м, Ау/ = 173°, Ук = 150 км/ч, г = 33,8 с.

Сопоставление параметров реального полета и результатов расчета приведено на рис. 5. Отличие конечных параметров полета по скорости 10 км/ч, по высоте 40 м, по изменению магнитного курса Ау/= 1°, по времени выполнения 1,2 с. Относительная погрешность по высоте и скорости полета составила 6.. .7%, по времени выполнения маневра = 3,4%.

1

\ \ К D е в 1

i\ fj а

2

\ f

\ ¡)

1 \ Дч и 1

1

7 В ы с о

Рис. 5. Параметры левого боевого разворота: 1 - летный эксперимент; 2 - результаты расчета

Так как, обобщенным показателем маневренности является перегрузка, то можно рассмотреть ее влияние на скороподъемность вертолета в зависимости от высоты и скорости полета. С этой целью выполнено моделирование полета на достижение динамического потолка и сопоставление результатов с данными летного эксперимента. Полетная масса вертолета 3300 кг. В реальном полете достигнута высота 4200 м. Вертикальная скорость на конечном этапе составила Уу= 3,5 м/с, при Кпр=100 км/ч.

Для моделирования маневра необходимо определить значения истинной скорости полета и тангенциальной перегрузки:

V

V

ист Va'

пг„ = -

AN _ Vу GV ~ V

На рис. 6 сопоставляются графики изменения скороподъемности и тангенциальной перегрузки в зависимости от высоты полета летного эксперимента и расчета полета на достижение динамического потолка с приборной скоростью У„р= 125 км/ч и меняющимися с высотой значениями пха и Уу.

Расчетная высота полета составила 4161 м и отличается от реального полета на 39 м. Относительная погрешность - 0,5%. Моделирование установившегося набора высоты на достижение динамического потолка #=5400 с полетной массой 3000 кг дало абсолютную погрешность по высоте 110 м, относительная погрешность - 3%.

пхэ 0,6

0.4 0,2

Перегрузи

—*

■ 2

_>

1 ^

I

— —ь

ч

I

4 Н, км 0

4 Н.км

Рис. 6. Характер изменения перегрузки и скороподъемности вертолета в зависимости от высоты полета: 1 - летный эксперимент, 2-результаты расчета

Некоторые результаты верификации по суммарным характеристикам для вертолета АНСАТ сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Маневр Параметры маневра (по СОК) Расчетные данные

Разгон скорости FBB =60 км/ч; K8b,s=220 км/ч; т = 15 с. Квв =60 км/ч; [_КВЫВ=220 км/ч; т = 12,6 с.

Разворот на «горке» Квв = 220 км/ч; Н = 500 м; в = 20°; у = 30°; т = 35 с; КВЬ1В = 110 км/ч; A(i/=180°; НВыв=770 м. Квв = 220 км/ч; Н = 550 м; в= 20°; у = 30°; т=36 с; Увыз = 104 км/ч; Дг=192°; Нвь|в=760 м.

Боевой разворот FBB = 220 км/ч; Н = 550 м; в = 20°; у = 30°; т = 36 с; КВЬ1В= ПО км/ч; Ду^ 180°; НВЬ|В=850 м. Увв = 220 км/ч; Н = 550 м; 0 =20°; у = 30°; г =34,6 с; Увыв = 102 км/ч; А^= 195°; Нвыв=800 м.

Расхождение результатов полученных в расчете и летном эксперименте для вертолетов Ми-24 и АНСАТ незначительное. Адекватность используемой динамической модели вертолета и алгоритма расчета маневров подтверждается экспериментально.

Четвертая глава «Моделирование полетных заданий с учетом рельефа местности» посвящена разработке комплекса программ моделирования маневров и полетных заданий с учетом рельефа.

у

р

^

я о ь о 01 ь о

н я

I о

о; X

>< о

2

в р

я

Р X ■а о

3

5: "О

о р

Л 3

3

о п

2 О

73 О Ьэ Я о

0" 3

ге й

-е-

Р РЧ о

2 р

П> о 2

н о

X 13

о п

¡3 я

5 ■а

о

а

р

5

Вьбортапа вертолета

зг

А.

Расчет сетки п >а

Выбор маневра

(^На ч а л7>

Перестроение диапазоне для зад. условий

Выбор района полетов

Каргографич еские данные ГИС "Интеграция"

Создаше матрицы высот

Пространственная модель рельефа

Модель вертолета ЗРМах

Анализ

рельефа

местности

I Нет

Указатели (приборы) высоты и скорости

Синтез модели вертолета полетного задания и рельефа местности

/ Визуализация ч/ полетного задания

Формирование полетного задания

ец

Для формирования полетного задания производится последовательное моделирование отдельных маневров:

- задается исходное положение модели вертолета в пространстве (координаты х„, ул, гл);

- рассчитывается первый маневр, его выходные параметры оптимизируются методом последовательного перебора и передаются в качестве исходных данных для второго (последующего) маневра при этом анализируется влияние рельефа местности на возможность выполнения фигур.

Расчет траектории движения вертолета выполняется интегрированием уравнений:

в результате чего определяются координаты модели вертолета в земной системе координат в любой момент модельного времени:

хе ~ хао +

I I

г = 2 „ +

а

К-

Программа работает в цикле по условию. Выход из цикла осуществляется после того, как будет сформировано полетное задание. Если не обеспечивается безопасность полета (столкновение с землей) или снижается его боевая эффективность (применение АСП, преодоление ПВО), происходит возврат на этап формирования полетного задания, где выполняется, либо коррекция параметров маневра, либо изменение последовательности выполнения фигур пилотажа.

Боезые развороти Разгороты горке

Чо- 240км/ч Уо= 240 км/ч

V к = 1X1 км/ч Уеш= 133 кг/Оч у- 41Х

®пвх=25' т=40* евт1=! 20* ®шх = 2У ,

Ф орсироЕаккые развороты Уо = 240 зги/ч V к-120 км/ч уаих = 40°

С

оты к- юрке = 240К7Д''Ч = 120 км/ч

*=2У у=40°

Пккйрокаюя V о = 133 км/ч Ук = 240км/ч ©1тх=33*

Рис. 8. Схемы выполнения полетного задания на сложный пилотаж

В случае удовлетворительных результатов анализа эффективности и безопасности полета полученный массив данных о траектории движения и пространственных положениях вертолета передается в блок программного комплекса для синтеза с пространственной моделью рельефа для последующей визуализации.

Для наблюдения за траекторией движения вертолета при выполнении маневров камеры наблюдения размещены в 5-ти позициях. На экран монитора выведены указатели высоты и скорости. Основным критерием безопасности для оператора, при моделировании полетных заданий на предельно малой высоте, является нестолкновение вертолета с земной поверхностью.

Программный комплекс расчета маневров, может использоваться для решения других прикладных задач. В работе рассмотрена методика определения полетного веса по выходным параметрам фигур пилотажа методом последовательного перебора параметров. В качестве примера, по выходным параметрам маневра пикирование, выполненного на вертолете АНСАТ проведен численный эксперимент. Предварительно для маневра строятся зависимости: т =_ДО); Н = ДС); I =ДС), V =/(С) по ним можно определить полетный вес, как недостающую информацию. Основные результаты расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3.

С, кг //„, м Д Н,м Ук, км/ч г, с

Значения выходных параметров, зафиксированных бортовой системой контроля

— 364 236 224 21

Значения выходных параметров расчета

3050 332 268 215 25

3100 351 249 216 23

3125 366 234 216 22

3150 372 228 217 22

3200 384 216 217 21

Проведенные расчеты позволяют сделать вывод, что на момент выполнения пикирования полетная масса вертолета составляла — 3125 кг.

В работе предложена методика определения возможности выполнения од-нодвигателыюго полета вертолета при различных условиях эксплуатаг]ии.

Рис. 9. Влияние температуры наружного воздуха на возможности выполнения однодвигательного полета вертолета АНСАТ

Для учета влияния температуры наружного воздуха выполнялись расчеты для модели вертолета с полетным весом 3300 кг, на высоте полета 500 м. Возможности вертолета выполнять полет на скорости 75... 180 км/ч при температуре наружного воздуха +15°С, при температуре наружного воздуха +35°С горизонтальный полет невозможен. Расчет производится по адаптированному практическому диапазону высот и скоростей полета или по сетке тангенциальных перегрузок, полученных для различных условий.

Заключение

Разработанный программный комплекс позволяет формировать объемную модель рельефа и проводить всесторонний анализ местности, воссоздавать перемещение модели вертолета по рассчитанным параметрам и траекториям движения. Органы управления, командиры среднего и низшего звена смогут выполнять планирование полета с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, летно-технических характеристик вертолета и эксплуатационных факторов. Моделирование полетных заданий дало возможность создать концептуальную модель образа полета на основе аналитических данных, прогнозировать развитие ситуации, производить селекцию рабочих гипотез возможных действий, принимать и реализовывать единственное правильное решение.

Современные геоинформационные технологии должны найти широкое применение в государственной авиации при подготовке летного состава.

Выводы по теме диссертационной работы:

1. Разработан алгоритм создания трехмерной модели рельефа местности с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды 3D моделирования

2. Разработан программный комплекс имитационного моделирования динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе синтеза программ расчета маневров, геоинформационных систем и средств разработки интерактивных приложений.

3. Выполнено экспериментальное исследование (выполнение полетов вертолета Ми-24 на сложный пилотаж в авиационных частях Сызранского ВВАУЛ), подтвердившее результаты моделирования отдельных маневров и их связок. Также в качестве экспериментальных данных использовались материалы объективного контроля испытательных полетов вертолета АНСАТ в ОАО «Казанский вертолетный завод». Адекватность динамической модели и программ расчета маневров вертолета подтверждается экспериментально.

4. Предложены методики использования программного комплекса для решения прикладных задач: определение полетного веса вертолета АНСАТ по выходным параметрам фигур пилотажа; моделирование возможности выполнения полета вертолета АНСАТ с одним отказавшим двигателем при различных условиях эксплуатации.

Основное положения диссертации опубликованы в работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Михайлов С.А., Онушкин Ю.П., Сафонов A.A., Кочиш С.И. Численное моделирование маневренных возможностей вертолета при исследовании фигур сложного пилотажа. // «Известия вузов. Авиационная техника» - №2. - Казань, 2009. С. 32-35.

2. Михайлов С.А., Онушкин Ю.П., Сафонов A.A., Кочиш С.И. Исследование фигур маневренных возможностей вертолета методом энергий. // «Известия вузов. Авиационная техника» - №3. - Казань, 2009. С. 24-27.

Публикации в других изданиях

3. Онушкин Ю.П., Сафонов A.A. Исследование маневренных возможностей вертолета Ми-24. // Материалы научно-технической конференции «Проблемы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-2007»». Казань, 2007. Т. 1.С. 28-32.

4. Онушкин Ю.П., Полуяхтов В.А., Сафонов A.A. Визуализация маневров применительно к конкретному трехмерному участку земной поверхности. // Материалы научно-технической конференции «Проблемы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ»». Казань, 2007. Т. 1. С. 33-35.

5. Онушкин Ю.П., Полуяхтов В.А., Сафонов A.A. Предполетное моделирование и экспресс-анализ маневренных возможностей вертолета Ми-24. // Материалы 8-ого форума Российского вертолетного общества. Москва, 2008. С. 6667.

6. Сафонов A.A. Моделирование динамики полета вертолета с использованием метода энергий (мощностей). / Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации». Ульяновск, 2008. С. 143-146.

7. Сафонов A.A. Экспресс-анализ возможностей вертолета при выполнении специальных задач. / Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации». Ульяновск, 2008. С. 147-149.

8. Сафонов A.A. Численное исследование динамики полета вертолета при выполнении фигур сложного пилотажа. // Материалы 2-ой Всероссийской конференции ученых, молодых специалистов и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике - 2009». Москва. Тезисы докладов. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. С. 95-96.

9. Сафонов A.A. Комплексное использование динамических моделей вертолета и геоинформационных систем в целях подготовки летного состава. // Материалы XIV-ого Всероссийского научного семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара, 2009. С. 83-86.

10. Сафонов A.A., Онушкин Ю.П., Полуяхтов В.А. Использование полиноминального преобразования для сопряжения геоинформационной системы с программой предполетного анализа маневренных возможностей вертолета в интересах исследования влияния подстилающей поверхности (рельефа местности) на аэродинамические характеристики и динамику движения вертолета. // Материалы научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ»». Казань, 2009. Т. 1.С. 31-36.

11. Сафонов A.A., Онушкин Ю.П., Полуяхтов В.А. Отчет по НИР «ПОЛЕТЫ» 1-ый этап Создание прикладных программ предварительного моделирования полетных заданий. «Предполетный экспресс-анализ маневренных возможностей вертолета с использованием геоинформационной системы «Интеграция». Сызрань, 2009.

Выражаю сердечную благодарность за содействие и консультации кандидату технических наук, доценту Онушкину Юрию Петровичу.

Формат бум. 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Печ. л. 1,0. Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,0. _Тираж 100 экз. Заказ Н 69._

Типография издательства Казанского государственного технического университета 420111, Казань, К. Маркса 10

Введение.

Глава 1. Моделирование динамики движения вертолета

1.1. Постановка задачи динамики движения вертолета.

1.2. Взаимосвязь систем координат, используемых в динамике полета.

1.3. Динамические модели вертолета.

1.3.1. Уравнения движения вертолета как твердого тела.

1.3.2. Уравнения движения вертолета как материальной точки.

1.4. Располагаемые перегрузки - основной показатель маневренности вертолета.

1.5. Применение метода энергий для расчета располагаемых перегрузок.

1.6. Методика расчета маневров вертолета.

Глава 2. Создание пространственных моделей рельефа с использованием геоинформационных технологий.

2.1. Анализ состояния существующих геоинформационных систем.

2.1.1. Модели и источники данных геоинформационных систем.

2.1.2. Структура геоинформационной системы «Интеграция».

2.2. Математическая основа электронных карт.

2.3. Изображение земной поверхности в цифровом виде.

2.3.1. Создание цифровой модели рельефа.

2.3.2. Использование цифровой модели рельефа.

2.4. Создание модели рельефа с использованием средств 3D-моделирования.

Глава 3. Проверка адекватности комплекса программ расчета маневров вертолета.

3.1. Верификация программ расчета маневров для вертолета Ми-24.^

3.2. Верификация программ расчета маневров для вертолета АНСАТ.

Глава 4 Моделирование полетных заданий вертолета с учетом рельефа местности.

4.1. Выбор траектории полета.

4.2. Алгоритм моделирования полетных заданий с учетом рельефа местности.

4.3. Моделирование полетных заданий на простой пилотаж.

4.4. Моделирование полетных заданий на сложный пилотаж.

4.5. Особенности моделирования полетных заданий на предельно малых высотах.

4.6. Решение прикладных задач с помощью программ расчета маневров вертолета.

4.6.1. Определение полетного веса по выходным параметрам фигур пилотажа.

4.6.2. Моделирование возможности выполнения полета вертолета АНСАТ с одним отказавшим двигателем при различных условиях эксплуатации.

Несмотря на сложившиеся экономические условия, в России нарастают темпы производства современной авиационной техники. Глубокой модернизации подвергаются существующие типы летательных аппаратов. В эксплуатацию приняты высокоманевренные вертолеты Ми-24ВМ, Ми-28Н, Ка-52. Летно-инструкторский состав летного училища и учебного вертолетного центра приступил к освоению учебно-тренировочного вертолета АНСАТ. Но освоение современной авиационной техники требует применения и современных методов обучения. Для этого используются различные виды учебно-тренировочных средств, в том числе авиационные тренажеры.

Основой программного обеспечения современных тренажеров является математическая модель динамики полета вертолета. Она зависит от предъявляемых требований к тренажерному комплексу и возможностями используемой вычислительной техники. При разработке математических моделей используются различные теоретические и расчетные методы.

Для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на вертолет, в основном используется дисковая теория винта, которая обеспечивает решение задач в реальном масштабе времени. Линейные дисковые вихревые теории, предложенные Жуковским Н.Е., разрабатывались для несущего винта в работах Вильдгрубе Л.С., Шайдакова В.И., Вождаева Е.С., Сафронова Э.Д., Аникина В.А. и других авторов. Лопастные вихревые теории получили развитие в работах Майкапара Г.И., Лепилкина A.M., Баскина В.Э., Тищенко М.Н.

Белоцерковским С.М., Васиным В.А., Локтевым Б.Е. была разработана нелинейная нестационарная теория винта на основе нелинейной теории крыла при его нестационарном обтекании {метод дискретных вихрей).

Большой вклад в разработку теории динамики полета вертолета внесли Браверманн А.С., Перлштейн Д.М., Есаулов С.Ю., Бахов О.П., Брамвелл А.Р.С., Факторович И.О., Леонтьев В.А., Рубинштейн М.А., Акимов А.И., Берестов Л.М., Михеев Р.А.

Вопросами обучения летного состава с привлечением современных авиационных учебно-тренировочных средств, а также обеспечения подобия динамики движения JTA занимались Долженков Н.Н., Бюшгенс А .Г., Володко A.M., Горин В.В., Береговой Б.И., Берестов J1.M., Пустовалов В.Н., МакГрегор Д.Х., Келли И.Р. и др.

Ведущими разработчиками и производителями тренажерной аппаратуры в России являются компания ТРАНЗАС и ЦНТУ Динамика. Но стоимость данного оборудования высока и сопоставима со стоимостью летательного аппарата. Следовательно, поставок тренажерных комплексов в вертолетные части и подразделения не предусматривается. Летный состав при подготовке к полетам использует методики 20-30-летней давности.

Тренажерная подготовка служит для выработки процедурных, моторных и решающих навыков. Практический опыт показывает, что на пилотажных тренажерах достаточно успешно решаются задачи по привитию процедурных и моторных навыков. Решение задач по выработке решающих навыков (планирование полета, определение порядка выполнения операций и т.п.) происходит в недостаточной степени. Это связано, главным образом, с трудностями объективной оценки ситуации и принятия правильного решения.

Особый интерес представляет земная поверхность района полетов. Решение задач по ее воспроизведению неразрывно связано с использованием картографической информации в реальном масштабе времени. Геоинформационные системы обеспечивают наиболее полное создание и своевременное обновление картографической основы.

В связи с этим становится актуальной задача по разработке системы поддержки принятии решения в виде программного комплекса моделирования полетных заданий с использованием современных информационных технологий.

Целью работы является разработка имитатора полета вертолета на основе синтеза программного комплекса расчета маневров вертолета, геоинформационных систем и средств разработки интерактивных приложений.

Задачи исследования

1. Разработка методики создания модели рельефа местности с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды трехмерного моделирования.

2. Разработка синтезированной модели динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе комплекса программ расчета маневров и геоинформационных технологий.

Предметом исследований диссертационной работы является программное обеспечение предполетной подготовки летного состава вертолетной авиации.

Объекты исследования: математическая модель динамики движения ДА и алгоритмы расчета маневров вертолета, расширяющие области использования вертолета, повышающие безопасность его эксплуатации и качество решаемых задач. Для учета рельефа местности при решении задач моделирования полетных заданий исследуются геоинформационные системы.

Методы исследования

При решении сформулированных в работе задач используются: методы исследования операций, построения адекватной математической модели и отыскания законов управления; метод энергий для определения параметров движения вертолета, функциональный векторный анализ для нахождения условий Коши при интегрировании систем дифференциальных уравнений, полиномиальные преобразования сложных поверхностей для формирования цифровой модели местности.

Методы и средства исследований опираются на современные теоретические и практические основы геоинформационных систем, методы пространственного анализа, подходы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна исследований заключается в разработке комплекса взаимосвязанных моделей и программного обеспечения мобильных средств подготовки летного состава вертолетной авиации. Разработан метод, основанный на применении геоинформационных технологий для создания пространственной модели рельефа местности и сопряжения ее с динамической моделью вертолета.

Обоснованность и достоверность результатов, обеспечивается корректностью использования адекватных математических моделей, сопоставлением результатов компьютерного моделирования с реальными полетными данными вертолетов Ми-24 и АНСАТ.

Практическая ценность работы

Применение предложенной методики моделирования полетных заданий с учетом условий эксплуатации и рельефа местности может быть использовано в качестве системной основы для совершенствования подготовки летного состава. Это позволит повысить эффективность процесса обучения летного состава и уровень безопасности полетов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методика создания модели рельефа местности с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды трехмерного моделирования;

- программный комплекс имитационного моделирования динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе совместного использования комплекса программ расчета маневров, пространственных данных геоинформационных систем и последующей визуализацией полета с помощью средств разработки интерактивных приложений.

Реализация результатов работы

Теоретические и практические результаты работы внедрены и используются в учебном процессе курсантов Сызранского высшего военного авиационного училища летчиков, при подготовке летного состава к полетам в учебных авиационных частях училища и 344-ого Центра боевого применения и переучивания летного состава, при подготовке к соревнованиям сборной команды России по вертолетному спорту. Отдельные результаты работы использованы в исследованиях маневренных возможностей вертолета АНСАТ.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях и семинарах, в их числе: Международная научно-практической конференция «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации», г. Ульяновск, (2006, 2008 гг.); Научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ»», г. Казань. (2007, 2009 гг.); 8-ой форум Российского вертолетного общества, г. Москва, 2008 г.; 2-я Всероссийская конференция ученых, молодых специалистов и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике-2009», г. Москва, 2009 г.; XIV Всероссийский научный семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов, г. Самара, 2009 г.

Содержание работы

В введении содержится обоснование актуальности научной задачи. Проводится краткий анализ существующих подходов к разработке математических моделей динамики движения летательных аппаратов. Формулируется цель работы, ее научная новизна, практическая значимость, сведения об апробации результатов работы. Формулируются положения, выносимые на защиту. Дан краткий обзор содержания диссертации.

В первой главе сформулированы математические модели динамики движения вертолета как твердого тела, и как материальной точки. Приведены основные допущения, в частности, обоснована гипотеза квазистационарности. Показаны возможности перехода от силовых уравнений к уравнениям в перегрузках на основе метода энергий. Для определения располагаемых перегрузок используется достоверная информация о летно-технических характеристиках существующих вертолетов. Это упрощает решение задач динамики полета и позволяет получить достаточно точные траектории движения вертолета в пространстве.

Во второй главе выполнен анализ состояния современных геоинформационных систем (ГИС) и их возможностей по предоставлению координатно-пространственных и атрибутивных данных для создания трехмерной модели рельефа. Разработана методика создания пространственной модели рельефа местности с использованием ГИС ВН «Интеграция» и средства разработки интерактивных приложений (ЗБ-моделирования). Воспроизводимый участок местности имеет свою локальную систему координат (л-л, уп, zn). Для лучшей детализации рельефа используются электронные карты не мельче 1:200 ООО, и моделируется участок местности размеров не более, чем 20 х 20 км. Координаты района полетов на электронной карте задаются в метрах или в градусах. Воспроизводимый район полетов имеет свою локальную систему координат (хп, уп, zn) с началом в центре участка.

Полученная матрица высот в виде двумерного массива значений высот, вписанных в регулярную сетку. В программной среде Blitz3D каждый участок местности содержит свои собственные данные о вершинах, что позволяет создавать неповторяющийся ландшафт.

Третья глава посвящена верификации математической модели, алгоритма и программ расчета. Она проводилась на основе анализа материалов объективного контроля полетов на сложный пилотаж вертолета Ми-24 в учебных частях Сызранского высшего военного авиационного училища летчиков и летных испытаний вертолета АНСАТ в ОАО «Казанский вертолетный завод». Анализ производился как по суммарным характеристикам маневренности (времени выполнения), так и по частным параметрам маневрирования (изменению высоты, углам крена, тангажа и рыскания). Адекватность используемой динамической модели вертолета и алгоритма расчета маневров подтверждается экспериментально.

Четвертая глава посвящена разработке комплекса программ моделирования маневров и полетных заданий с учетом рельефа. Определен алгоритм действий по оценке траекторий и параметров полета вертолета. Приведены особенности выполнения расчетов для моделирования полетов на предельно малой высоте. После окончательного расчета полученный массив данных о траектории движения и пространственных положениях вертолета передается в блок визуализации. Программа расчета может использоваться для решения и других прикладных задач. Рассмотрена методика определения полетного веса по выходным параметрам фигур пилотажа методом перебора вариантов. Предложена методика определения возможности выполнения однодвигательного полета вертолета АНСАТ при различных условиях эксплуатации.

Заключение содержит выводы по работе.

Глава X

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ВЕРТОЛЕТА

Выводы по работе:

1. Разработан алгоритм создания трехмерной модели рельефа местности с использованием пространственных данных геоинформационных систем и программной среды 3D моделирования

2. Разработан программный комплекс имитационного моделирования динамики полета вертолета с учетом рельефа местности, на основе синтеза программ расчета маневров, геоинформационных систем и средств разработки интерактивных приложений.

3. Выполнено экспериментальное исследование (выполнение полетов вертолета Ми-24 на сложный пилотаж в авиационных частях Сызранского ВВАУЛ), подтвердившее результаты моделирования отдельных маневров и их связок. Также в качестве экспериментальных данных использовались материалы объективного контроля испытательных полетов вертолета АНСАТ в ОАО «Казанский вертолетный завод». Адекватность динамической модели и программ расчета маневров вертолета подтверждается экспериментально.

4. Предложены методики использования программного комплекса для решения прикладных задач: определение полетного веса вертолета АНСАТ по выходным параметрам фигур пилотажа; моделирование возможности выполнения полета вертолета АНСАТ с одним отказавшим двигателем при различных условиях эксплуатации.

Заключение и выводы по работе

Диссертация содержит решение актуальной научной задачи по разработке программных средств моделирования полетных заданий с учетом эксплуатационных факторов и рельефа местности. В результате проведенных исследований сформулированы следующие выводы:

1. Автоматизированные обучающие системы. Комплексные тренажеры.// http://www.airshow.ru/expo/22/prod 2030 r.htm.

2. Аэродинамика боевых летательных аппаратов и гидравлика их систем. Под ред. М.И. Ништа, М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1994.

3. Акимов А.И., Берестов Л.М., Михеев Р.А. Летные испытания вертолетов. -М.: Машиностроение, 1994. 399 с.

4. Аникин В.А. К вихревой теории несущего винта. Изв. АН СССР. МЖГ. №5.1982.

5. Аубакиров Т.О., Белоцерковский С.М., Желанников А.И., Ништ М.И. Нелинейная теория крыла и ее приложения. Алматы: Гылым, 1997.

6. Баскин В.Э., Вильдгрубе Л.С., Вождаев Е.С., Майкапар Г.И. Теория несущего винта. Под ред. А.К.Мартынова. М.: Машиностроение, 1973. - 364 с.

7. Браверман А.С., Перлштейн Д.М., Лаписова С.В. Балансировка одновинтового вертолета. -М.: Машиностроение, 1982.

8. Браверманн А.С., Вайнтруб А.П. Динамика вертолета. Предельные режимы полета. М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

9. Белоцерковский О.М., Белоцерковский С.М., Давыдов Ю.М., Ништ М.Н. Моделирование отрывных течений на ЭВМ. М.: Наука, 1984.

10. Белоцерковский С.М., Кочетков Ю.А., Красовский А.А., Новицкий В.В. Введение в аэроавтоу пру гость. М.: Наука, 1980.

11. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.: Наука, 1984.

12. Белоцерковский С.М., Кочетков Ю.А., Красовский А.А., Новицкий В.В. Введение в аэроавтоупругость. -М.: Наука, 1980.

13. Белоцерковский С.М., Локтев Б.Е., Ништ М.И. Исследование на ЭВМ аэродинамических и аэроупругих характеристик винтов вертолетов.- М.: Машиностроение, 1992.

14. Белоцерковский С.М., Скрипач Б.К. Аэродинамические производные летательного аппарата и крыла при дозвуковых скоростях. М.: Наука, 1978.

15. Белоцерковский С.М., Ништ М.И. Отрывное и безотрывное обтекание тонких крыльев идеальной жидкостью. — М.: Наука, 1978.

16. Белоцерковский С.М., Ништ М.И. Линейные и нелинейные модели аэродинамики летательного аппарата// Исследование авиационной техники с помощью ЭВМ. Под ред. С.М. Белоцерковского. Вып. 1310. Труды ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1981.

17. Берестов Л.М. Моделирование динамики вертолета в полете. М.: Машиностроение, 1978 - 158 с.

18. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. М.: 1997.64 с.

19. Берлянт A.M. Картография. Толкование основных терминов М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С. 91-104.

20. Берлянт A.M. Геоиконика. М., 1996. 208 с.

21. Богословский С.В., Дорофеев А.Д. Динамика полета летательных аппаратов: Учебное пособие/ СПбГУАП. СПб., 2002. 64 с.

22. Борисов Е.А., Леонтьев В.А., Рубинштейн М.А., Факторович И.О. Квазистационарный метод определения частных показателей маневренности вертолета. Труды 6-ого форума Российского вертолетного общества. - М.

23. Брамвелл А.Р.С. Динамика вертолетов. М.: Машиностроение, 1982. -367 с.

24. Бюшгенс А.Г., Литвиненко А.В, Новый вертолетный тренажер. //Аэрокосмический курьер. 2005 г. №2, С.74-75.

25. Введение в геоинформационные системы / Web-сайт «GIS-Lab и авторы» (http://gis-lab.info/docs/giscourse). 2007.

26. Вильдгрубе JI.C. Расчет интегральных аэродинамических характеристик и летно-технических данных. М.: Машиностроение, 1977.

27. Володко A.M. Основы летной эксплуатации вертолетов. Аэродинамика. М.: Транспорт, 1984. - 256 с.

28. Володко A.M. Основы летной эксплуатации вертолетов. Динамика полета. М.: Транспорт, 1986. - 263 с.

29. Володко A.M. Безопасность полетов вертолетов. — М.: Транспорт, 1981. — 223 с.

30. Васин В.А., Локтев Б.Е. Метод расчета нестационарных нелинейных аэродинамических характеристик несущего винта вертолета// Научно-мет. материалы по аэродинамике летательных аппаратов/ Под ред. М.И. Ништа. М.: Издание ВВИА, 1976.

31. Визуализация в научных исследованиях. Ечкина Е.Ю., Базаров С.Б., Иновенков И.Н. Учебно-методическое пособие. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. 2006. 60 с.

32. Вертолет «АНСАТ». Математическая модель полета. Научно-технический отчет. Казань, ОАО «КВЗ», 1997. 30 с.

33. Выполнение фигур сложного пилотажа на вертолете Ми-24 //Дополнение к методическому пособию по технике пилотирования вертолета Ми-24. -М: Воениздат, 1979.

34. Геоинформационные системы, http://www.dataplus.ru/.

35. Геоинформационные системы, http://www.gisok.spb.ru/.

36. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. 204 с.

37. Геоинформатика и географические информационные системы. Общие положения/ Отраслевой стандарт высшей школы: ОСТ ВШ 02.001-97. Москва (www.informika.ru/text/goscom/dokum/doc98/68-l/html)

38. Герасимов О.В., Крицкий Б.С. Моделирование срывного обтекания лопастей несущего винта вертолета // Труды III Форума Российского вертолетного общества.- М.: МГАИ, 2000.

39. ГИС-Обозрение. Журнал по современным геоинформационным технологиям. — М.: Гипрогор, 1995-2007 (http://www.glasnet.ru/~giprogor).

40. ГОСТ 23281-78. Аэродинамика летательных аппаратов.

41. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере.

42. ГОСТ 21664-76. Винты воздушные авиационных двигателей.

43. ГОСТ Р 52438-2005. Географические информационные системы. Термины и определения.

44. ГОСТ 22499-77. Аппараты винтокрылые. Механика полета в атмосфере.

45. ГОСТ 21890-76. Фюзеляж, крылья и оперение самолетов и вертолетов

46. ДеМерс М. Географические информационные системы. Основы. М., изд-во Дата+, 1999.

47. Джонсон У. Теория вертолета. Кн.1. М.: Мир, 1983. 502 с.

48. Джонсон У. Теория вертолета. Кн.2. М.: Мир, 1983. 1024 с.

49. Елькин М.Н., Самойлов Г.А. и др. Боевое маневрирование вертолетов. -М.: Монино, 1990. 304 с.

50. Есаулов С.Ю., Бахов О.П. и др. Вертолет как объект управления. М.: Машиностроение, 1977.

51. Желанников А.И., Иванов П.Е., Крицкий Б.С. Математическое моделирование в аэродинамике. Вып. 1. — М.: ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 1994.

52. Игнатович Ю.М. Аэродинамика элементов вертолета: Учебное пособие -М.: МАИ, 1987.-78 с.

53. Инструкция экипажу вертолета Ми-24В. часть I., часть II. М.: ВИ, 1987.

54. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М., 1997. 160 с.

55. Калачев Г.С. Показатели маневренности, управляемости и устойчивости самолета. М.: 1973.

56. Кошкарев А.В. Геоинформатика. Толкование основных терминов М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С. 81-90.

57. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. Справочное пособие. М.: 1997.213 с.

58. Кожевников В.А. Автоматическая стабилизация вертолетов. — М.: Машиностроение, 1977.

59. Кожевников В.А. Динамические свойства несущего винта вертолета// Тр. ЦАГИ. 1970.

60. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: нелинейные модели. М.: Наука, 1988. 328 е.

61. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. Изд-е 2-е исправленное и дополненное. М.: ООО «Библион», 1997. - 160 с.

62. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика М.: Недра, 1992.

63. Кравченко Ю.А. История и проблемы цифрового картографирования, 2004.

64. Кравченко Ю.А. Организация базы знаний о земной поверхности. Геодезия и картография, 2002, № 4. С. 42-54.

65. Методическое пособие по пилотированию и вертолетовождению вертолета Ми-24. М.: Воениздат, 1976. - 464 с.

66. Матвеев Е. Проблемы подготовки вертолетчиков. // http://www.avia.ru/press/654/

67. Михайлов С.А., Николаев Е.И., Гарииов А.О. Вывод уравнений колебаний лопасти несущего винта с учетом пространственного движения вертолета //Изв. вузов. Авиационная техника. 2005.

68. Михеев С.В., Павлов В.А., Михайлов С.А.и др. Динамика и прочность несущего винта. Казань, КАИ, 1986.

69. Миллер С.А. Рынок геоинформатики России в 2006 г. Состояние, проблемы и перспективы развития (http://www.gisa.rn/38507.html). 2007.

70. Онушкин А.Ю. Методика расчета и построения маневров в интересах боевого применения вертолетов армейской авиации // Материалы 2-ой Всероссийской научно-технической конференции / Сызранское высшее военное авиационное училище летчиков. Сызрань, 2006 .

71. Онушкин А.Ю. Механика полета вертолета // Материалы 2-ой Всероссийской научно-технической конференции / Сызранское высшее военное авиационное училище летчиков. Сызрань, 2006 .

72. Онушкин А.Ю. Расчет и построение маневров вертолета. //Авиакосмические технологии и оборудование: Сб. тр. Международной научно- практической конференции / Казань, 2006.

73. Онушкин А.Ю. Расчет располагаемых перегрузок, реализуемых на вертолете Ансат-У, для произвольных эксплуатационных условий // Авиакосмические технологии и оборудование: Сб. тр. Международной научно-практической конференции / Казань, 2006.

74. Рыбников В.Н. Организационные основы тренажерной подготовки летных экипажей.//Аэрокосмический курьер. 2005 г. №2, С.70-71.

75. Остославский И.В., Стражева И.В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1969. - 500 с.

76. Обучение курсантов на вертолете Ми-24//Методическое пособие летчику-инструктору. -М.: Воениздат, 1985.

77. Онушкин Ю.П., Санько В.В., Островой А.В.Аэродинамика, динамика полета и практическая аэродинамика. Ч. 1 «Аэродинамика». Сызрань, СВАИ, 2002.

78. Онушкин Ю.П. Аэродинамика, динамика полета и практическая аэродинамика. 4.2 «Динамика полета». Сызрань, СВАИ, 2004.

79. Онушкин Ю.П. Руководство по выполнению курсовой работы «Аэродинамический расчет вертолета и расчет его маневренных характеристик». Сызрань, СВАИ, 2003. 88 с.

80. Онушкин Ю.П., Сафонов А.А. Исследование маневренных возможностей вертолета Ми-24. Материалы научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07»». Казань. 2007. С. 28-32.

81. Онушкин Ю.П., Сафонов А.А. Предполетное моделирование и экспресс-анализ маневренных возможностей вертолета Ми-24. Материалы 8-ого форума Российского вертолетного общества. Москва. МАИ. 2008.

82. Петросян Э.А. Аэродинамика соосного вертолета. М.: ПОЛИГОН-ПРЕСС. 2004.-816 с.

83. Платунов B.C. Методология системных военно-научных исследований авиационных комплексов. М. :Издательство «Дельта», 2005. - 344 с.

84. Ромасевич В.Ф. Аэродинамика и динамика полета вертолетов. М.: Воениздат, 1982.

85. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ансат. Сведения разработчика. Казань: ОАО Казанский вертолетный завод, 2004.

86. Рубинштейн М.А., Факторович И.О. Метод оценки маневренных характеристик вертолета. МРС «ТТЭ» серия А, вып. 08, 1982.

87. Руководство по Autodesk Civil 2008 / Web-сайт Autodesk (www.autodesk.com). 2007.

88. Руководство по ArcGIS (ArcGIS book) /Web-сайт СП «Дата+», представляющего на российском рынке семейство ГИС ESRI и др. фирм: ArcView, Arc/Info, Erdas Imagine, . (http://www.dataplus.ru/). 2006.

89. Подиновский B.B., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. — М.: Наука, 1982. 255 с.

90. Сафонов А.А. Комплексное использование динамических моделей вертолета и геоинформационных систем в целях подготовки летного состава. XIV Всероссийский научный семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара, 2009.

91. Сафонов А.А. Численное моделирование маневренных возможностей вертолета при исследовании фигур сложного пилотажа. // «Изв. вузов. Авиационная техника» №2. Казань, 2009. С. 32-35.

92. Сафонов А.А. Исследование фигур сложного пилотажа вертолета методом энергий. Журнал «Изв. вузов. Авиационная техника» №3. Казань, 2009. С. 24-27.

93. Синтез изображений. Мартинес Ф. М.: Радио и связь. 1990. 192 с.

94. Тикунов B.C. Моделирование в картографии: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1997. 405 с.

95. Скворцов А.В. Обзор алгоритмов построения триангуляции Делоне // Вычислительные методы и программирование. 2002. Т.З.

96. Теория вероятностей. Вентцель Е.С. М.: Наука, 1964. 576 с.

97. Трошин И.С. Динамика полета вертолета: Учебное пособие.-М.: Изд-во МАИ, 1990.- 190 с.

98. Юб.Турлапов В.Е. Геоинформационные системы в экономике: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: НФ ГУ-ВШЭ, 2007. - 118 с.

99. Уоллс С.Д., Вуд Ф.Л. Маневренность вертолета теория и ее практическое приложение, 28 Американский вертолетный форум, май 1972.

100. Факторович И.О. Исследование переходных режимов вертолета методом баланса энергии. Труды ЦАГИ, вып. 2026, 1979.

101. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. Серия «Диалог с компьютером». М.: Финансы и статистика, 1998. - 286 с.

102. ПО.Шайдаков В.И. Дисковая вихревая теория несущего винта с постоянной нагрузкой по диску//Проектирование вертолетов: Сб. науч. тр. Вып. 381.//— М.: МАИ. 1976.

103. Ш.Шайдаков В.И. и др. Алгоритмы и программы расчетов в задачах динамики вертолетов: Учебное пособие -М.: МАИ, 1984. 53 с.

104. Шайтура С.В. Геоинформационные системы и методы их создания. -Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1997. 253 с.

105. Bramvell, A.R.S. On the Static Pressure in the Wake of a Hovering Rotor. Vertica, 1-3, 1977.

106. Moorman D. and Looye G. The Modelica Flight Dynamics Library. In 2nd Modelica Conference, DLR, Oberpfaffenhofen, Germany, March 18-19, 2002.

107. Padfield G.D. Helicopter flight dynamics: the theory and application of flying qualities and simulation modelling. Oxford : Blackwell, 1996.

108. Theodore C. and Celi R. Helicopter Flight Dynamic Simulation with Refined Aerodynamics and Flexible Blade Modelling. Journal of Aircraft, 39(4), 2002. C. 577-586.

109. Gavrilets V., Mettler В., Feron E. Dynamic Model for a Miniature Aero-batic Helicopter. San Francisco, CA, January 2002. American Helicopter Society Specialist Meeting.

110. Chen R.T. A simplified rotor system mathematical model for piloted flight dynamics simulation. Technical Memorandum 78575, NASA, 1979.

111. Wan E.A. and Bogdanov A.A. Model predictive neural control with applications to a 6 DoF helicopter model. In Proc. of IEEE American Control Conference, Arlington, VA, June 2001.

112. Web-сайт ГИС-Ассоциации: http://www.ru/gisa .126.http://panorama.demo.ru/ Web-сайт, посвященный программному обеспечению ГИС Panorama.127.http://geoprofi.ru/technology/ Геопрофи №4, 2009.

113. Щербак А. Симулятор вертолета для бойцов американского МЧС нашел издателя.// http://www.compulenta.ru/2001/8/18/17533.