автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений

На правах рукописи

КОЗИЦИН ВЛАДИМИР КУЗЬМИЧ

СИСТЕМА ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ СВОБОДНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРИЕМНИКА ДАВЛЕНИЙ

Специальность 05. 11. 16 - Информационно-измерител ьн ы е 1

и управляющие системы (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата Технических наук

Казань 2006

Работа выполнена в ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Солдаткин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Корнилов Владимир Юрьевич кандидат технических наук Бельфор Георгий Ефимович

Ведущая организация: ОАО «Московский институт

электромеханики и автоматики»

Защита состоится 22 декабря 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212-079.06 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420015, г, Казань, ул. Толстого, 15 (учебный корпус №3, ауд. 225).

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 420111, г. Казань, ул. К.Маркса, 10, К1ТУ им. А.Н. Туполева, ученому секретарю диссертационного совета.

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

Автореферат разослан «_» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Афанасьев А.Ю,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В народном хозяйстве и для обороты ораны широко используются вертолеты различных классов. В последние годы вертолеты составляют значительную часть экспорта авиационной техники России.

Расширение круга задач, решаемых вертолетами, и интенсификация их использования, в том числе в ночное время, обусловливают непрерывное повышение требований к средствам информационной поддержки л и дотирования и обеспечения безопасности полетов, определяет актуальность расширения арсенала средств измерения пилотаж но-навигационных параметров вертолета.

Полет вертолета происходит в приземном воздушном слое атмос<|>еры и для его выполнения в инструментальном и автоматическом режимах пилотирования необходима информация о высотно-скоростных параметрах. Наличие достоверной информации о барометрической высоте, приборной скорости, величине и составляющих вектора истинной воздушной скорости, углах атаки и скольжения вертолета позволяет наиболее полно использовать летно-технические и боевые возможности вертолетов, повысить качество управления, обеспечить безопасность полета на режимах взлета, при полете на предельных режимах, при посадке на ограниченные площади и в условиях плохой видимости, предотвратить такие нештатные ситуации как «явление подхвата», попадание в режим «вихревого кольца», выход на границу максимальной приборной скорости.

Объект исследования. Измерение высотно-скоростных параметров вертолета, особенно в области малых и околонулевых скоростей полета, затрудняется значительными искажениями его аэродинамического поля индуктивными потоками несущей системы, а также пространственным обтеканием приемников аэрометрической информации. При *зтом способность вертолета совершать движение как вперед и назад, так и вправо и влево, сильные возмущения аэродинамического поля вблизи фюзеляжа, вносимые несушей системой, а также необходимость устойчивого измерения в диапазоне малых и околонулевых скоростей, в широком диапазоне изменения углового положения вектора воздушной скорости ограничивают применение на вертолетах традиционных для самолетов систем воздушных сигналов (CDC), обусловливает необходимость создания СВС, построенных на новых принципах, максимально учитывающих специфику аэродинамики и динамики полета вертолета, удовлетворяющих современным требованиям по точности и надежности работы в реальных условиях эксплуатации.

Значительный вклад в разработку методов и средств измерения высотно-скоростных параметров (воздушных сигналов) вертолета внесли: Е.С. Вождаев, А.Н. Петунин (ЦАГИ), А.И. Акимов, В.П. Бутов (ЛИИ), Б.М. Абрамов, Г.Е. Бельфор, Б. В. Лебедев (ИИ И АО), D.A. I [етросян, В.В, Иванов, Ю.Г. Соковиков, В.Б. Альперовнч, О.Н. Варванин (УВЗ),

A.Н. Птицыи, Л.Н. Иванов (MD3), Л.Ю. Лисс, М.И. Мануйлов (КФ МВЗ).

B. Г. Кравцов, Л. К. Панкратов, Н.В. Алексеев (А эро прибор-В ос ход), Г.И. Клюев, H.H. Макаров (УКБП), В.А. Ференец, В.М. Солдаткин, A.A. Пору нов. В,В. Солдаткин (КГТУ-КАИ), Н.Г, Федоров, Г.В. Конюхов, ИД1. Ефимов (Ул(ТУ) и другие отечественные ученые и специалисты. Среди зарубежных исследователей следует отметить D.F. Daw, Т.A. Egolf, R.B. Grau, J, Kalctka, N.M. Komerach, S.G. Lion, P.E. Lorbcr, B. Miller, V.E. Ncrcdka, W. Johnson, R.P. Smith, P.E. Shcridian, F.A. Summerling, T.L, Tompson, G. Yamauchi и др.

В основу используемых и разрабатываемых систем измерения иошушных сигналов вертолета положены приемники воздушных давлений , вращающиеся на лопасти (система КВНС) или на специальной штанге (система Loras), принудительно ориентируемые по потоку с помощью пневмомеханической и электромеханической следящей системы (датчики ДА У-Г], ДАУ-Т, ДАУ-М) или свободно ориентируемые по потоку с помощью флюгеров (система Lassie), а также неподвижные приемники, разнесенные по фюзеляжу (Аэроприбор-Восход) или вписанные в аэродинамический профиль (КГТУ-КАИ).

Расположение приемников давлений на лопасти или на вращающейся штанге, использование электромеханических следящих систем является причиной усложнения конструкции систем воздушных сигналов, снижения надежности и точности работы, особенно при малых скоростях полета. Использование неподвижных и распределенных приемников давлений позволяет обеспечить измерение лишь в ограниченном диапазоне изменения углов атаки и скольжения вертолета.

Предмет исследования. Широкими возможностями по обеспечению всеиа правлен но го (при трехмерном изменении положения продольной оси вертолета) помехоустойчивого измерения высотно-скоростных параметров вертолета при сравнительно простой - конструкции, обладает система воздушных сигналов вертолета (СВС-В), построенная на основе свободно ориентированного приемника давлений, расширение рабочих диапазонов и высокая точность которой обеспечивается за счет использования алгоритмических и инструментальных методов коррекции погрешностей, принципов комплекс и рования и оптимальной фильтрации помех.

Целью диссертационной работы является повышение безопасности полетов и эффективности применения гражданских и военных вертолетов за счет создания помехоустойчивой всенаправленной системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений с расширенной нижней границей рабочих скоростей полета и высокими точностными характеристиками.

Научная задача диссертации заключается' в разработке особенностей построения, математического описания, методики ' системного проектирования н исследования системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Решение поставленной задачи исследования проводилось но следующим основным направлениям:

• Анализ современных требований к средствам измерения пысотио-скоростных параметров вертолета и обоснование перспективности применения системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка математических моделей формирования, восприятия и передачи первичных информативных сигналов, учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической информации системы воздушных сиги ал о в вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка методики построения алгоритмического обеспечения каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка методов анализа и синтеза каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентирован но го приемника давлений по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях.

• Разработка способов уменьшения методических и инструментальных погрешностей и расширения рабочих диапазонов скоростей исследуемой системы воздушных сигналов за счет конструктивно-технологических мероприятий, алгоритмической коррекции погрешностей, использования принципов комплекснрования и оптимальной фильтрации.

• Разработка методики моделирования и экспериментального исследования, рекомендаций по изготовлению и применению системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений на вертолетах различных классов.

Методы исследований. При решении поставленной задачи научного исследования использовались методы теории измерений и измерительных преобразователей, математического моделирования, анализа и синтеза измерительных систем, • методы имитационного моделирования и экспериментального исследования, вероятностно-статистической обработки результатов.

Достоверность полученных результатов базируется па построении адекватных математических моделей, применении современных методов анализа и синтеза измерительных систем, на тщательном имитационном моделировании, трубных исследованиях и натурных испытаниях опытных образцов системы, а также на опыте внедрения полученных научно-технических результатов.

Научная новизна и теоретическая значимость работы определяется следующими основными результатами:

• Разработаны математические модели формирования, восприятия, передачи и обработки первичной аэрометрической информации, способы

учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений выходных сш налои свободно ориентированного приемника давлений.

• Разрабо тана методика формирования и уточнения алгоритмического обеспечения капало» системы воздушных сигналов вертолет на основе свободно ориситирошшпого приемника давлений.

• Разработана методика анализа погрешностей и п арам ечрич ее кога сингала канал он системы воздушных сишалов вертолета на основе свободно орисширона!и 101*0 приемника давлений по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях.

• Разработаны методы уменьшения методических и и псфу ментальных погрей ¡посте й иссле;гуемой системы за счет конструктипно-технологических _ мероприятий, использования алгоритмической коррекции погрешностей, реализации принципов комнлсксирования и оптимальной фильтрации.

• Разработаны имитационные модели, методики моделирования и экспериментального исследования, выработаны научно-обоснованные рекомендации но проектированию, производству и эффективному применению системы воздушных сишалов на основе свободно ориентированного приемника давлений па вертолетах различного класса.

1 Грактичсская ценность. Работа выполнялась в соответствии с заданиями Федеральной Целевой Программы «Развитие гражданской авиационной техники России па 2001 -2010 г.г. и на период до 2015 года-» и Отраслевой Программы «Повышение научно-технического уровня систем и агрегатов ЛА поенной авиации» в рамках НИОКР ОЛО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения».

Основными результатами, определяющими практическую ценность работы являются:

• Научно обоснованные требования к точности определения высотио-скоросгпых параметров вертолета и их влияние на качество пилотирования, безопасность полетов и эффективность применения вертолетов. Классификация систем воздушных сигналов вертолета, отражающая традиционные и новые принципы их построения, направления их совершенствования и развития.

• Методика расчета и учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической и и формации, обусловленных вращением вертолета, индуктивными потоками несущей системы и обтеканием приемников воздушных давлений.

• Алгоритмы обработки информативных сигналов и методики расчета методических и инструментальных погрешностей каналов системы воздушных сиIналов вертолета па основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Схемотехническая и конструктивная реализация и рекомендации по н опыте ни [о точности определения вмеоп io-с корост ых параметров

вертолета за счет реализации конструктивно-технологических методов, алгоритмической коррекции погрешностей, принципов комплекс и ро паи и я и оптимальной фильтрации.

♦ Алгоритмическое и программное обеспечение, результаты имитационного моделирования, трубных исследований и натурных испытаний онытаых образцов, рекомендации но изттовлению, применению и совершенствованию системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Реализация результатов работы. Полученные паучно-тсхпические результаты внедрены в ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» при разработке и опытном производстве систем воздушных сигналов вертолета типа CBC-Bl, СВС-В2, СВС-В28, С1ШД-28, СВС-В28-1, ИКВСП-А, которые внедрены на ОАО «МВЗ им. Миля», ОАО «Камов», ОАО «Казанский вертолетный завод». Результаты исследования используются при разработке новых модификаций системы воздушных сигналов вертолетов «Актай», Ка-226, Ми-38 и др.

Ряд полученных результатов используется в учебном процессе Ульяновского государственного техническое университета и Казанского государственного технического университета им. А. Н.Туполева при подготовке инженеров специальности «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы».

Результаты реализации работы подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на XVI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики н преобразователи информации систем измерении, контроля и управления» (Гурзуф, 2004 г.), на 3, 4 и 5-ой Международных конференциях «Авиация и космонавтика» (Москва, 2004, 2005 и 2006 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2004 г.), на XIV и на XV Международных научно-технических семинарах «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (Алушта, 2005 и 2006 гг.), па Международной научно-технической конференции «Приборостроение — 2005» (Hjrm -Винница, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2006 г.), а также на НТО ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» (1987 -2006 .г.) и на расширенном заседании кафедры приборов и информациоино-измерительных систем Казанскою 1-осударственно|-о технического университета им, А.Н. Туполева, 2006 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 26 печатных работах, в том числе в 4 статьях, из них 3 в научных журналах из списка ВАК РФ, 8Материалах и 3 тезисах докладов. IIa предложенные технические решения получены 9 авторских свидетельств и 2 iiaixnira РФ.

Структура и объем рафот^л. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, 5 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 193 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц и 77 рисунков. Библиография включает 121 наименование.

На защиту выносятся:

1. Научно-обоснованная техническая разработка конкурентоспособной системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений,

2. Математические модели формирования, восприятия, передачи и обработки первичной аэрометрической информации, кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений, обусловленных вращением вертолета, индуктивными потоками несущей системы и обтеканием свободно ориентированного приемника.

3. Методика формирования и уточнения алгоритмов вычисления высотно-с корост пых параметров в каналах системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

4. Методика анализа погрешностей и синтеза каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного прнемш.ка давлений по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях, методы уменьшения методических и инструментальных погрешностей за счет конструктивно-технологических мероприятий, алгоритмической коррекции погрешностей, реализации принципов комплексировакия и оптимальной фильтрации.

5. Схемное и конструктивное построение, методика проектирования, моделирования и экспериментального исследования, результаты опытного производства и натурных испытаний, опыт применения и пути дальнейшего совершенствования системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений вертолетов различных классов.

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулирована цель работы и задача научного исследования, определены направления ее решения, дана общая характеристика работы.

В первой главе рассматривается проблема измерения высотно-скоростных параметров полета вертолета, раскрываются принципы построения и основные характеристики традиционных и новых методов и средств измерения воздушных сигналов вертолета.

Показано, что проблема повышения уровня безопасности полета и эффективности применения вертолетов различного класса и назначения определяет актуальность задачи измерения высотно-скоростных параметров в диапазоне изменения воздушной скорости от О до 350+450 км/ч, барометрической высоты от -500 до 7000 м, на режимах полета вперед-назад, вправо-влево, в верх-вниз, при которых угол скольжения изменяется в

пределах ±180 угол атаки — ±90 При этом современная система воздушных сигналов вертолета должна обеспечивать измерение высотно-скоростных параметров с инструментальными погрешностями, не превышающими по каналам приборной скорости, продольной и боковой составляющих истинной воздушной скорости ±3,5 км/ч, по каналу вертикальной скорости — ±0,5 м/с, по каналам угла атаки и скольжения -±0,5-4-1,5 по каналу высоты — ±7+9 м. Характерными особенностями системы воздушных сигналов вертолета являются полеты на малых и на околонулевых скоростях полета и на режиме висения, когда приемники первичной аэрометрической информации находятся в створе вихревой колонны несущего винта вертолета, индуктивные потоки которой существенно искажают аэродинамическое поле вертолета, в котором находятся приемники воздушных давлений. При этом воздушные давления, воспринимаемые приемниками, представляют собой случайные процессы, включающие квазистатическую систематическую и случайную составляющие, что определяет необходимость тарирорки каналов системы воздушных сигналов вертолета по результатам летных испытаний для конкретных мест установки приемников первичной аэрометрической информации.

Проведена систематизация систем воздушных сигналов вертолета по принципу построения, по типу и конструкции приемников аэрометрической информации, по типу каналов преобразования первичных пневматических информативных сигналов, по способу обеспечения точности и надежности работы, которая позволяет обосновать направления совершенствования и дальнейшего развития средств измерения высотно-скоростных параметров вертолета.

Показано, что системы воздушных сигналов вертолета на основе модуляции пневматических информативных сигналов из-за наличия в набегающем воздушном потоке вращающихся приемников давлений имеют сложную конструкцию и малый ресурс, обеспечивают помехоустойчивое измерение параметров вектора воздушной скорости при полете свыше 30+50 км/ч в ограниченном диапазоне изменения угла атаки н не позволяют получать помехоустойчивый сигнал статического давления, необходимый для точного определения барометрической высоты и, особенно, вертикальной скорости вертолета.

Системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижных ортогонально расположенных или разнесенных по фюзеляжу приемников давления имеют ограниченные диапазоны применения по углу скольжения и при малых скоростях полета имеют значительные погрешности измерения высотно-скоростных параметров. Известными направлениями, по расширению рабочих диапазонов являются использование неподвижных автономных приемников воздушных давлений типа Т1ВД-40 и ПВД-Ш и высокоточных резонансных датчиков (ОАО «Аэроприбор-Восход»), и неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника со

встроенными струйно-конвективнымк (термоанемометрическими) каналами преобразования (КГТУ им. А.Н. Туполева совместно с ОАО «УКБП»). Однако их реализация предусматривает сложный этап исследования по формированию алгоритмов вычисления высотно-скоростных параметров вертолета на различных режимах полета, параметры которых необходимо уточнять при тарировке системы на конкретном типе вертолета, а также жесткие требования к идентичности и стабильности характеристик используемых пневмоэлектрическнх измерительных каналов.

Одним из перспективных направлений обеспечения помехоустойчивого и всенаправленного измерения высотно-скоростных параметров вертолета, расширения рабочих диапазонов в область малых и околонулевых скоростей полета является построение системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. Создание и внедрение конкурентоспособных отечественных вариантов системы воздушных сигналов для вертолетов различных классов сдерживает отсутствие научно-обоснованной методики их разработки, что определило постановку задачи данного научного исследования.

Во второй главе проводится математическое описание процесса формирования и восприятия первичной аэрометрической информации с помощью свободно ориентированного приемника давления и получения информации о высотно-скоростных параметрах полета вертолета.

Разработана кинематическая модель (рис.1)> определяющая механизм взаимодействия воздушных потоков, действующих на свободно ориентированный приемник давления, формирования выходных сигналов о высоЪю-скоростных параметрах исследуемой системы воздушных сигналов вертолета по значениям полного Рт в статического Реп. давлений, температуре торможения Тп% углам <р] и <р2 положения лектора Ух скорости результирующего воздушного потока, набегающего на приемник.

Вектор = ^ + учитывает искажение вектора скорости V невозмущенного набегающего воздушного потока за счет вектора скорости (Л индуктивного потока от несущего винта вертолета.

Получены соотношения для проекций векторов Уъ и (Л на оси связанной с вертолетом системы координат:

^со» Ч>1 со® (рг; Гьят (р| соя ~ ^зт ч»*- (1)

вПу

2%РиР

(2)

где а,(У, К1у(У>а#), К*(У,а,- безразмерные коэффициенты, зависящие от величины (модуля) вектора скорости У и равный по величине модулю У» вектора V в истинной воздушной скорости вертолета, а также от углов атаки а и скольжения р, определяющих положение вектора воздушной скорости Ув

I вПу

в скоростной связанной системе координат; ,1--— = Ую — модуль вектора

_ V2XP//^Г

скорости индуктивного потока на режиме висения (Ун =0);

С - текущий вес вертолета; =--—1 - нормальная перегрузка;

Л Я Ж

рИ - плотность невозмущенного воздушного потока на данной высоте Я; Р - площадь, ометаемая несущим винтом вертолета; х ~ коэффициент заполнения диска несущего винта; з — ускорение свободного падения.

Разработана математическая модель восприятия и передачи первичной аэрометрической информации с помощью свободно ориентированного приемника давлений, которая учитывает динамику подвижной системы двухстепенного флюгера н устанавливает аналитическую связь параметров вектора скорости Уъ результирующего набегающего воздушного потока с местными углами а^ и р« скоса потока и углами Оф=<рь положения <р

приемника, регистрируемыми двухстепенным флюгером, а также с полным Рц, статическим Ри и динамическим Рд давлениями невозмущенного потока, плотностью ри и кинематической вязкостью уц на высоте полета И.

Получены математические модели процесса отслеживания направления результирующего набегающего воздушного потока двухстепенным флюгером свободно ориентированного приемника давлений.

Получены соотношения для определения модуля и плотности р^ результирующего набегающего воздушного потока, восстановления статического давления Р(, невозмущ'енного набегающего потока, в соответствии с которым разработаны алгоритмы определения приборной скорости Упр и абсолютной высоты полета И, модуля Уц и составляющих вектора V в истинной воздушной скорости, углов атаки а и скольжения $ вертолета. Блок-схема и модульный состав алгоритмов определения высотно-скоростных параметров вертолета иллюстрируется рис.2.

Рис.2

Третья глава посвящена выбору места установки свободно ориентированного приемника давлений и уточнению алгоритмов определения высотно-скоростных параметров вертолета по результатам летных испытаний.

Обоснованы критерии к месту установки приемника на фюзеляже вида:

|"РЕ|210м/с; агссоз^-|>15°;

£ (3)

увх

£15°

аг^ё

1

г:г

<15°

которые на всех режимах полета обеспечивают устойчивую ориентацию приемника по направлению результирующего набегающего воздушного потока, учитывают конструктивные ограничения на сектор поворота приемника в кардановом подвесе, а позволяют также снизить аэродинамические искажения, вносимые фюзеляжем, обеспечить однозначность и плавность зависимостей эмпирических коэффициентов, входящих в алгоритмы определения высотно-скоростных параметров вертолета.

Получены аналитические зависимости для определения высотно-скоростных параметров вертолета в каналах системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений:

Н„п.' — И __________.--1- Кр ; Нцтн — Нийс ~~ НI >

0,000079391 3^327467 -рМЯжи 0,000079691

Ух - Уг СОЗФ, сояф^ -^3,<> Уу = 8Шф, СОЗЦ)2 У г = Уъ 5111

; -К¡у 3,6

СПУ и х ( \

¿р^? ~ 180 '

> (5)

'71

0,2837142Й5

-г

——т

3,840034 • 11

0,285714285 *

2739,313799

Рл'Р*

[ + 3.8400331 -10

при УПР < 50 км/ч

I при УПр г 50 км/ч 3,5

; Т„ - 7> -3,8400331 -Ю^гЦ

—90°

— агс8ш

у; + У:

<Р|

-90°

- агсзт

-Ч>2

при Ух <0км/ч; при Ух£ 0 км/ч и УПР 5100 км/ч;

при Ух г0км/ч и УПР >100 км/ч.

при \'х <0 км/ч; при Ух ¿0 км/ч и Упг 5100 км/ч;

при Ух > 0 км/ч и УПР >100 км/ч. ;

(6)

> (7)

На основе метода регрессивного анализа разработана методика формирования эталонных значений и уточнения коэффициентов Кр, А'^, К1= алгоритмов вычисления высотно-скоростных параметров в каналах системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений при летных испытаниях, создано программное обеспечение формирования массива данных и обработки результатов испытаний в системе МаЛСаё.

Рис.3 иллюстрирует связь эталонных Уж е, и вычисленных

значений продольной составляющей вектора истинной воздушной скорости вертолета в диапазоне от - 50 до + 350 км/ч, полученная по результатам летных испытаний.

но :оо :?о ¿оо

Рис.3

На рис.4 приведены гистограммы погрешностей определения составляющих истинной воздушной скорости в процессе летных испытаний. Юг

о -10

Л\-К ........ >* ,;...,

г ' ; : ».с

О 100 200 Л00 -100 500 (¡00 700 800 900 1000

»00 200 ,100 400 »00 ЛОО 700 800 900 1000

Рис.4

Как показали результаты летных испытаний, математические ожидания и средиеквадратические значения погрешностей системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений и полученных алгоритмов обработки имеют следующие величины: по каналу продольной составляющей вектора истинной воздушной скорости — "1(шу=0,21 км/ч, од[^=6,82 км/ч, по каналу вертикальной составляющей — -0,09 км/ч, <тй|у=5,16 км/ч, по каналу боковой составляющей -'«ол1'1= - 0,14 км/ч, 0л(-з-=6.83 км/ч, по каналу абсолютной барометрической высоты - М(ш/абс=0, <3лн<!бс=10,02 м, по каналу приборной скорости -шоагц(>=0,16 км/ч, 04^=6,7 км/ч, что свидетельствует об адекватности разработанных математических моделей и эффективности созданного методического, алгоритмического и программного обеспечения.

Четвертая глава посвящена анализу погрешностей и обеспечению точности системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Модели случайных погрешностей о^,. каналов вычисления высотно-

скоростных параметров х, в функции контролируемых параметров г, и погрешностей их измерения представлены в виде:

+

дк,

где а^ф- дисперсия погрешности каыала вычисления; ~ - коэффициенты

влияния погрешности измерения параметра г, на погрешность определения высотно-скоростного параметрах^

Для определения зависимости погрешностей каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений от параметров полета проведено численное моделирование, результаты которого для канала угла атаки иллюстрирует рис. 5.

Разработанные математические модели и проведенный анализ погрешностей каналов системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений, а также результаты их моделирования позволяют обосновать требования к точности измерения информативных сигналов, входящих в алгоритмы вычисления высотно-скоростных параметров вертолета.

Получены модели динамических погрешностей каналов системы при типовых законах и случайных изменениях контролируемых параметров, которые позволяют проводить анализ и синтез каналов системы воздушных

сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений по критериям динамической точности.

Разработана методика расчета, проведена оценка и выработаны конструктивно-технологические мероприятия по компенсации аэродинамических погрешностей восприятия полного и статического давлений, инструментальных погрешностей изготовления свободно ориентированного приемника давлений, которые являются базой для подготовки производства системы воздушных сигналов вертолета (СВС-В) с требуемыми метрологическими характеристиками.

Для уменьшения методических погрешностей системы, особенно в области малых и околонулевых скоростей полета предложено использовать принципы комплексирования и оптимальной фильтрации. В .качестве комплексируемого канала предложено использовать аэромеханическую измерительно-вычислительную систему, построенную на основе уравнений баланса сил и моментов, действующих на вертолет, и измерения положения органов управления, углов тангажа, крена, угловых скоростей вращения и других достаточно точно измеряемых параметров полета вертолета. На основе полученной информации с помощью наблюдателя Люенбергера осуществляется вычисление составляющих вектора истинной воздушной скорости вертолета, погрешности которых слабо зависят от условий полета, что позволяет проводить измерение в области малых и околонулевых скоростей полета и на режиме висения.

Проведен анализ остаточных погрешностей величины и составляющих вектора истинной воздушной скорости и углов атаки и скольжения комплексной системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений и аэромеханических каналов коррекции с наблюдателем Люенбергера.

Задача синтеза оптимальных фильтров каналов комплексной системы воздушных сигналов решалась методом фильтра Винера. Получены соотношения для определения составляющих дисперсии D~£>i+Di остаточной погрешности комплексной системы вида:

п 2<тгв, / 2 11 + 2аТ/о>!2 1

D, =-LUlf + 6,- 1 f 7-!-!--,-■ ■- doi ;

1 * -»(и2 +а\) | 14 2a 7j& + 7"2G"w)2|2

где и o2, а, и b¡ - параметры, определяющие уровни и параметры аддитивных и мультипликативной составляющих случайных погрешностей комплексируемых каналов; Т и a - — постоянная времени и характерный параметр корректирующих фильтров.

Как показали расчеты, в области околонулевых скоростей полета, когда средне квадратическая погрешность аэрометрического канала скорости возрастает до значения о, =оДГ| =21,6 км/ч, а канала угла скольжения - до

значения а, = ^лр!, = 3 угл. град., остаточные погрешности каналов комплексной системы будут равны соответственно од( = 4,7 км/ч, айР = 0,85 угл. град.

В пятой главе приведены основные результаты разработки, экспериментального исследования и применения системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Разработанные математические модели и алгоритмы, методы проектирования и рекомендации реализованы при создании системы воздушных сигналов CBC-BI (рис,б,а). Система СВС-ВЗ прошла полный цикл государственных испытаний, передана в серийное производство и устанавливается на вертолетах типа Ми-8, Ми-17 и Ми-24,

Результаты исследования явились базой для создания модификаций систем воздушных сигналов СВС-В28 и СБВД-28 (рис.6,б). Системы прошли государственные и летные испытания, переданы в опытное производство, и устанавливаются на вертолетах Ми-28 и Ка-31.

При непосредственном участии диссертанта разработана малогабаритная система воздушных сигналов И К ВС Л-А (рис.б.в), предназначенная для установки на вертолете «Ансат». Система успешно прошла летные, государственные и сертификационные испытания, освоено ее серийное производство.

Внедрение в производство и эксплуатацию конкурентоспособных систем воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений исключило закупку дорогостоящего оборудования зарубежных фирм для отечественных вертолетов гражданской и военной

авиации, что позволило получить значительную экономию, а также сшх'обстшиало расширению экспорта вертолетом.

6 Рис. 6

Намечены перспективы совершенствования и развития систем воздушных сигналов вертолета за счет использования комплексных адштншшх фильтров и применения наблюдателя Люенбер|-ера, снижения трепня и опорах карданонот подвеса, улучшения качества узла съсма ш юн магических сигналов.

В приложении приведены нрофаммы и методики моделирования и летных испытании системы, акты внедрения и использования результатов исследования при создании и применении разработанных вариантов системы на вертолетах различных классов, а также в учебном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ состояния и перспектив совершенствования средств измерении 11 ысо'П ю-екоросп 1ых параметров показа», что с позиции обеспечения нее направленности, расширения нижней границы рабочих скоростей и повышения помехоустойчивости к аэродинамическим возмущениям носу того винта нерснекгивпым является построение системы воздушных сигналов нертолста на основе свободно ориентированного приемника давлений. Отсутствие научно-обоснованной методики разработки, систем но IX) исследования и обеспечения требуемой точности работы сдерживает создание н применение системы на различных классах

вертолетов, что определило постановку задачи научного исследования по разработке особенностей построения, математическою описания, методов анализа и синтеза, моделирования и уточнения алгоритмов вычислении, обеспечения статической и динамической точности в условиях реал г. ной эксплуатации системы воздушных си тало» вертолета на основе свободно ориентированного приемника даш!ений.

2. Разрабогаш 1ые особенности построения, кинематические и математические модели формирования, восприятия, передачи и обработки первичной аэрометрической информации системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентирован!toго приемника давлений позволяют проводить моделирование и отработку алгоритмического обеспечения, исследовать влияние исходной информации на нофсшностн каналов, определять динамические характеристики сист емы.

3. Сформулированные критерии выбора мсста установки на вертолете свободно ориентированного приемника давлений, разработанные алгоритмы вычисления высошо-скоростимх параметров и методика их уточнения но результатам статистического анализа данных летных испытаний являются реальной базой для проектирования системы воздушных сигналов па основе свободно ориентированного приемника давлений для вертолетов различною класса. Как показали результаты летных испытаний разработанная методика уточнения алгоритмов вычисления высотно-скоростпых параметров вертолета обеспечивает следующие величины математических ожиданий и средиеквадратических значений погрешностей измерения: составляющих истинной воздушной скорости и приборной скорости • - »1дг! - - 0,1+0,21 км/ч, Олг= 5,16+6,82 км/ч; абсолютной барометрической высоты Иди-О, о&1/= 10,02 м, что свидетельствует об адекватности разработанных математических моделей и эффективности шнт>ритмнчсското и программного обеспечения системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлении.

4. Разработанные математические модели и проведенный анализ погрешностей каналов позволяет обосновать требовании к точности измерения параметров, входящих в алгоритмы вычисления высотпо-скоростных параметров вертолета, про вод ir п. анализ и синтез каналов системы воздушных сигналов вертолета иа основе свободно ориентированного приемника давлений ио критериям статической и динамической точности, обоснованно применять конструктивно-технологические и структурные методы повышения точности.

Разработанная методика расчета и конструктивно-технологические мероприятия по компенсации аэродинамических и других инструментальных погрешностей свободно ориентированного приемчика давлений являются базой для подготовки производства системы воздушных сигналов вертолет с требуемыми метрологическими характеристиками.

5. Предложенный подход к построению и разработанная методика анализа и синтеза комплексной системы воздушных сигналов вертолета,

IS

построенной на базе аэрометрических каналов СВС на основе свободно ориентированного приемника давлений и аэромеханического канала коррекции с наблюдателем Люенбергера, позволяют проводить проектирование и изготовление образцов, трубные исследования и натурные испытания вариантов комплексной системы повышенной точности и с расширенной нижней границей рабочих скоростей полета в область околонулевых скоростей.

б. Результаты исследования и разработки использованы при создании и освоении производства систем воздушных сигналов вертолета типов СВС-В1, СВС-В2, СВС-В28, СВВД-28, СВС-В28-1, ИКВСП-А, устанавливаемых на модификациях вертолетов Ми-8, Ми-17, Ми-24, Мн-28, К-31, «Ансат»,

Применение указанных вариантов систем воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений решает актуальную для авиации задачу повышения уровня безопасности полетов и эффективности применения гражданских и военных вертолетов, при этом внедрение их в производство и эксплуатацию позволило исключить закупку дорогостоящего зарубежного оборудования, что имеет существенное значение для экономики и обороноспособности страны.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. A.C. 940428 СССР, МКИ В64С 27/46. Устройство для измерения срыва потока с лопасти вертолета / М.И. Белый, A.M. Богоделы.ый, ГЛ. Емельянов, В.К. Козицин, 1982.

2'; A.C. 993707 СССР, МКИ G01C 5/00. Устройство для измерения высоты полета вертолета / Е.В. Антонец, Г.А. Емельянов, В.К. Козицин, Ю.В, Коновалов, Л.С. Кудрявцев, Ю.А. Тепанов, С.А. Никольский, 1982.

3. A.C. 1135299 СССР, МКИ G01L 7/1 Устройство формирования предупреждения о предельной скорости вертолета / Л.Б. Бондарев, О.П, Гриккевич, Л.С. Кудрявцев, В.К, Козицин, H.H. Макаров, Г.Д. Мязин, С.А. Никольский, Б.А. Попов, Ю.А. Тепанов, 1984.

4. A.C. 1138744 СССР, МКИ G01P 5/00. Устройство для измерения газового потока / В.П. Белов, Л.Б. Бондарев, О.П. Гринкевич, В.К. Козицин, Л.С. Кудрявцев, H.H. Макаров, Г-Д. Мязин, С.А. Никольский, Б.А. Попов, Ю.А. Тепанов, 1984.

5. A.C. 1199039 СССР, МКИ G01P 5/00. Измеритель температуры не возмущенного потока / В.П. Белов, О.П. Гринкевич, В.К. Козицин, Л.С. Кудрявцев, Т.Д. Мязин, С.А. Никольский, Б.А. Попов, Ю.А. Тепанов, 1985.

6. A.C. 1204018 СССР, МКИ G01N 9/00. Способ измерения плотности невозмущенного воздушного потока / В.П. Белов, Л.Б. Бондарев, В.К. Козицин, Л.С. Кудрявцев, H.H. Макаров, Ю.В. Морозов, А.Г. Мустафин, Г.Д. Мязин, С.А. Никольский, Ю.А. Тепанов, 1985.

7. A.C. 1267725 СССР, МКИ G01C 27/06. Сигнализатор максимальной

допустимой скорости вертолета / Г. А. Емельянов, Ю.Н. Лазарев, В.К. Козицин, Е.Ф. Думчева, 1986.

8. A.C. 131S044 СССР, МКИ G01D 43/02. Устройство для измерения угла атаки вертолета / Е.В, Антонец, Г.А. Емельянов, В.К. Козицин, В.Е Кубарев, Ю.Н. Лазарев, ГО. А. Тепанов, 1987.

9. A.C. 1503513 СССР, МКИ G01P 5/00. Устройство для измерения вектора воздушной скорости / Г.Е, Брагин, Л.В. Зимин, В.К. Козицин, Л.С. Кудрявцев, Г.Д. Мязин, С.А. Никольский, Б.А. Попов, Ю,А. Тепанов, 1989.

10. Патент РФ на полезную модель №55145. Система воздушных сигналов вертолета / A.B. Бердннков, В.К. Козицин, H.H. Макаров,

A.A. Порунов, В.В. Солдаткин, В.М. Солдаткин, 2006. Бюл. № 21.

11. Патент РФ на полезную модель № 55479. Система воздушных сигналов вертолета / В.К. Козицин, H.H. Макаров, A.A. Порунов,

B.В. Солдаткин, В.М. Солдаткин, 2006. Бюл. №22.

12. Козицин В.К., Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.М., Анализ принципов построения систем измерения воздушных сигналов вертолета. // «Авиакосмическое приборостроение». XslO, 2003. С. 2-13.

13. Козицин В.К., Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Материалы XVI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». М,: МГИЭМ, 2004.

C. 258-260.

14. Козицин В.К., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Построение и алгоритмы обработки информации системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Тезисы докладов 3-ей Международной конференции «Авиация и космонавтика-2004». М.: МАИ, 1004.С. 33.

15. Козицин В.К., Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Эволюция систем воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Электронное приборостроение, вып. 5{39). Казань: ЗАО «Новое знание», 2004. С, 28-47.

16. Козицик В.К., Макаров H.H., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника воздушных давлений. // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование». Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004, С. 454-464.

17. Козицин В.К. Алгоритмическое обеспечение систем воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // «Известия вузов. Авиационная техника». №4, 2004. С. 52-57.

18. Козицин В.К., Солдаткин В.М. Анализ точности системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника

давлений, tt Тезисы докладов 4-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика-2005». М.: МАИ, 2005. С. 58.

19. Козицин В.К., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Материалы Всероссийского семинара «Аналитическая механика, устойчивость и управление движением». Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. С. 41-42.

20. Козицин В.К., Порунов A.A., Солдаткин В.М. Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Материалы XIV Международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Алушта-Самара: Изд-во Самарск. гос. авиакосм, техн. ун-та, 2005. С. 212.

21. Козицин В.К., Солдаткин В.М. Синтез системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Приборостроение - 2005». Ялта - Винница: Изд-во Вииниц. гос. техн. ун-та, 2005. С. 35-36.

22. Козицин В.К. Математические модели каналов системы воздушных сигналов вертолета на .основе свободно ориентированного приемника давлений. // «Известия вузов. Авиационная техника». №3, 2006. С. 46-49.

23. Козицин В.К., Солдаткин В.М. Разработка и исследование системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений, // Материалы Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование. Каэань-2006». Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2006. С. 165-167.

24. Козицин В.К., Макаров H.H. Интегрированная система резервных приборов доя самолетов и вертолетов. // Материалы Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование. Казапь-2006». Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2006. С. 157-158.

25. Козицин В.К., Солдаткин В.М. Построение алгоритмов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. // Труды XV Международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Алушта-Москва: Изд-во МЭИ, 2006. С. 232.

26. Козицин В.К., Солдаткин В.М. Алгоритмы определения высотно-скоростных параметров вертолета по сигналам свободно ориентированного приемника давлений, Ц Тезисы докладов Международной конференции «Авиация и космонавтака-2006». М.: Изд-во МАИ, 2006. С. 147.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ.л. 1,25. Усл.печ. п. 1,16. Усл. кр.огг. 1,21. Уч.-им. л 1,0. Тираж 100. Закал И 195.

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

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТНО

СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕРТОЛЕТА.

1.1. Требования и особенности получения информации по высотно-скоростным параметрам вертолета.

1.2. Способы построения системы воздушных сигналов вертолета.

1.3. Системы воздушных сигналов вертолета с модуляцией первичных пневматических сигналов.

1.4. Системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижных приемников давлений.

1.5. Системы воздушных сигналов вертолета на основе принудительно и свободно ориентируемых приемников давлений.

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НАУЧНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И

ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ СВОБОДНО

ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРИЕМНИКА ДАВЛЕНИЙ.

2.1. Концепция построения и первичная информация системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

2.2. Математическая модель формирования первичной аэрометрической информации.

2.3. Математическая модель восприятия первичной аэрометрической информации.

2.4. Математические модели каналов получения информации о высотно-скоростных параметрах вертолета.

2.5. Математическая модель каналов передачи первичной аэрометрической информации.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ СВОБОДНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРИЕМНИКА ДАВЛЕНИЙ.

3.1. Критерии выбора места установки на вертолете свободно ориентированного приемника давлений.

3.2. Алгоритмы вычисления высотно-скоростных параметров вертолета.

3.3. Методика уточнения алгоритмов системы воздушных сигналов вертолета и формирования эталонных значений параметров полета при летных испытаниях.

3.4. Результаты летных испытаний по уточнению алгоритмов вычисления высотно-скоростных параметров вертолета.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСНОВЕ СВОБОДНО

ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРИЕМНИКА ДАВЛЕНИЙ.

4.1. Анализ погрешностей системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

4.2. Динамические погрешности системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

4.3. Конструктивно-технологические мероприятия по обеспечению точности системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

4.4. Комплексирование как метод уменьшения случайных погрешностей системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

ВЫВОДЫ.

Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМ

ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ВЕРТОЛЕТА.

5.1. Система воздушных сигналов СВС-В1.

5.2. Система измерения высотно-скоростных параметров вертолета Ми-28.

5.3. Методика планирования и проведения летных испытаний системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений.

5.4. Информационный комплекс высотно-скоростных параметров ИКВСП-А.

5.5. Направления совершенствования и развития систем воздушных сигналов вертолета.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. В народном хозяйстве и для обороны страны широко используются вертолеты различных классов. В последние годы вертолеты составляют значительную часть экспорта авиационной техники России.

Расширение круга задач, решаемых вертолетами, и интенсификация их использования, в том числе в ночное время, обусловливают непрерывное повышение требований к средствам информационного обеспечения пилотирования и обеспечения безопасности полетов, что определяет актуальность расширения арсенала средств измерения пилотажно-навигационных параметров вертолета.

Полет вертолета происходит в приземном воздушном слое атмосферы и для его выполнения в инструментальном и автоматическом режимах пилотирования необходима информация о высотно-скоростных параметрах. Наличие достоверной информации о барометрической высоте, приборной скорости, величине и составляющих вектора истинной воздушной скорости, углах атаки и скольжения вертолета позволяет наиболее полно использовать летно-технические и боевые возможности вертолетов, повысить качество управления, обеспечить безопасность полета на режимах взлета, при полете на предельных режимах, при посадке на ограниченные площади и в условиях плохой видимости, предотвратить такие нештатные ситуации как «явление подхвата», попадание в режим «вихревого кольца», выход на границу максимальной приборной скорости.

Измерение высотно-скоростных параметров вертолета, особенно в области малых и околонулевых скоростей полета, затрудняется значительными искажениями его аэродинамического поля индуктивными потоками несущей системы, а также пространственным обтеканием приемников аэрометрической информации. При этом способность вертолета совершать движение как вперед и назад, так и вправо и влево, сильные возмущения аэродинамического поля вблизи фюзеляжа, вносимые несущей системой, а также необходимость устойчивого измерения в диапазоне малых и околонулевых скоростей, в широком диапазоне изменения углового положения вектора воздушной скорости вертолета ограничивают применение на вертолетах традиционных для самолетов систем воздушных сигналов (СВС), обусловливает необходимость создания СВС, построенных на новых принципах, максимально учитывающих специфику аэродинамики и динамики полета вертолета, удовлетворяющих современным требованиям по точности и надежности работы в реальных условиях эксплуатации.

Исследованием, разработкой и производством систем воздушных сигналов вертолетов успешно занимаются отечественные и зарубежные фирмы: ЦАГИ, ЛИИ, НИИАО, ОАО «УКБП», ОАО «Аэроприбор-Восход», КГТУ-КАИ, УлГТУ (Россия); Pacer Systems Inc., Rosemaunt Inc., J-Tec-Accociates Inc., Bumles-Fluide TSJ (США); Marconi Avionics, Rosemaunt Ingeneering, Penni and Dils Ltd., Smit Industries (Великобритания); Badin Grouzed, SVZ, EAS (Франция) и др.

Большой вклад в разработку методов и средств измерения высотно-скоростных параметров (воздушных сигналов) вертолета внесли: Е.С.Вождаев, А.Н.Петунин (ЦАГИ), А.И.Акимов, В.П.Бутов (ЛИИ), Б.М.Абрамов, Г.Е.Бельфор, Б.В.Лебедев (НИИАО), Э.А.Петросян, Ю.Г.Соковиков, В.В.Иванов, О.Н.Варванин, В.Б.Альперович (УВЗ),

A.И.Птицин, А.Н.Иванов (УВЗ), А.Ю.Лисс, М.И.Мануйлов (КФ МВЗ),

B.Г.Кравцов, А.К.Панкратов, Н.В.Алексеев (Аэроприбор-Восход), Г.И.Клюев, Н.Н.Макаров (УКБП), В.А.Ференец, В.М.Солдаткин, А.А.Порунов, В.В.Солдаткин (КГТУ-КАИ), Н.Г.Федоров, Г.В.Конюхов, И.П.Ефимов (УлГТУ) и другие отечественные ученые и специалисты. Среди зарубежных исследователей следует отметить D.F.Daw, T.A.Egolf, R.B.Grau, J.Kaletka, N.M.Komerach, S.G.Lion, P.E.Lorber, B.Miller, V.E.Neredka, W.Johnson, R.P.Smith, P.E.Sheridian, F.A.Summerling, T.L.Tompson, G.Yamauchi и др.

В основу используемых и разрабатываемых систем измерения воздушных сигналов вертолета положены приемники воздушных давлений , вращающиеся на лопасти (система КВИС) или на специальной штанге (система Loras), принудительно ориентируемые по потоку с помощью пневмомеханической и электромеханической следящей системы (датчики ДАУ-П, ДАУ-Т, ДАУ-М) или свободно ориентируемые по потоку с помощью флюгеров (система Lassie), а также неподвижные приемники, разнесенные по фюзеляжу (Аэроприбор-Восход) или вписанные в аэродинамический профиль (КГТУ-КАИ).

Расположение приемников давлений на лопасти или на вращающейся штанге и использование следящих систем является причиной усложнения конструкции систем воздушных сигналов, снижения надежности и точности работы, особенно при малых скоростях полета. Использование неподвижных и распределенных приемников давлений позволяет обеспечить измерение лишь в ограниченном диапазоне изменения углов атаки и скольжения вертолета.

Широкими возможностями по обеспечению всенаправленного (при трехмерном изменении положения продольной оси вертолета) измерения высотно-скоростных параметров вертолета при сравнительно простой конструкции, обладает система воздушных сигналов вертолета (СВС-В), построенная на основе свободно ориентированного приемника давлений, расширение рабочих диапазонов и высокая точность которой обеспечивается за счет использования алгоритмических и инструментальных методов коррекции погрешностей, принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

Целью диссертационной работы является повышение безопасности полетов и эффективности применения вертолетов за счет создания помехоустойчивой всенаправленной системы воздушных сигналов с расширенной нижней границей рабочих скоростей полета.

Задача научного исследования заключается в разработке принципов построения, математического описания, методики системного проектирования и экспериментального исследования всенаправленной системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Решение поставленной задачи исследования проводилось по следующим основным направлениям:

• Анализ современных требований к средствам измерения высотно-скоростных параметров вертолета и обоснование перспективности применения системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка математических моделей и способов учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической информации системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка методики построения алгоритмического обеспечения каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработка методов анализа и синтеза каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях.

• Разработка способов уменьшения методических и инструментальных погрешностей и расширения рабочих диапазонов скоростей исследуемой системы воздушных сигналов за счет конструктивно-технологических мероприятий, использования принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

• Разработка методик моделирования и экспериментального исследования, рекомендаций по изготовлению и применению системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений на вертолетах различных классов.

При решении поставленной задачи научного исследования использовались методы теории измерений и измерительных преобразователей, математического моделирования, анализа и синтезе измерительных систем при детерминированных и случайных воздействиях, методы имитационного моделирования и экспериментального исследования, вероятностно-статистической обработки результатов.

Достоверность полученных результатов базируется на построении адекватных математических моделей, применинии современных методов анализа и синтеза измерительных систем, на имитационном моделировании, трубных исследованиях и натурных испытаниях опытных образцов системы, а также на опыте внедрения полученных научно-технических результатов.

Научная новизна работы определяется следующими основными результатами:

• Проведена систематизация современных требований к информации по высотно-скоростным параметрам вертолета при решении задач пилотирования, обеспечения безопасности и эффективности полетов. Предложена классификация систем воздушных сигналов вертолета, отражающая традиционные и новые подходы, направления совершенствования и развития данного класса бортового оборудования вертолета.

• Разработаны математические модели формирования, восприятия передачи и обработки первичной аэрометрической информации, способы учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической информации системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработана методика формирования и уточнения алгоритмического обеспечения каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Разработана методика анализа погрешностей и синтеза каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений по точностным критериям при детерминированных и случайных воздействиях.

• Разработаны методы уменьшения методических и инструментальных погрешностей исследуемой системы за счет конструктивно-технологических мероприятий, использования алгоритмической коррекции, реализации принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

• Разработаны имитационные модели, методики моделирования и экспериментального исследования, выработаны научно обоснованные рекомендации по проектированию, производству и эффективному применению системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений на вертолетах различного класса.

Работа выполнялась в соответствии с заданиями Федеральной Целевой Программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2001 -2010 г.г. и на период до 2015 года» и Отраслевой Программы «Повышение научно-технического уровня систем и агрегатов JIA военной авиации» в рамках НИОКР ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения».

Основными результатами, определяющими практическую ценность работы являются:

• Научно обоснованные требования к точности определения высотно-скоростных параметров вертолета и их влияние на качество пилотирования, безопасность полетов и эффективность применения вертолетов. Классификация систем воздушных сигналов вертолета, отражающая традиционные и новые принципы их построения, направления их совершенствования и развития.

• Методика расчета и учета кинематических, индуктивных и аэродинамических искажений первичной аэрометрической информации, обусловленной вращением вертолета, индуктивными потоками несущей системы и обтеканием приемников воздушных давлений.

• Алгоритмы обработки информативных сигналов и методики расчета методических и инструментальных погрешностей каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

• Схемотехническая и конструктивная реализация и рекомендации по повышению точности определения высотно-скоростных параметров вертолета за счет реализации конструктивно-технологических методов, алгоритмической коррекции погрешностей, принципов комплексирования и оптимальной фильтрации.

• Алгоритмическое и программное обеспечение, результаты имитационного моделирования, трубных исследований и натурных испытаний опытных образцов, рекомендации по изготовлению, применению и совершенствованию системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

Полученные научно-технические результаты внедрены в ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» при разработке и опытном производстве систем воздушных сигналов вертолета типа СВС-В1, СВС-В2, СВС-В28, СВВД-28, СВС-В28-1. ИКВСП-А, которые внедрены на ОАО «МЗ им.Миля», ОАО «Камов», ОАО «Казанский вертолетный завод». Ряд полученных результатов внедрен и используется в учебном процессе Ульяновского государственного технического университета и Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева при подготовке инженеров по специальности «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на XVI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 2004 г.), на 3-ей, 4-ой и 5-ой Международных конференциях «Авиация и космонавтика» (Москва, 2004, 2005 и 2006 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2004 г.), на XIV и на XV Международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (Алушта, 2005 и 2006 г.г.), на Международной научно-технической конференции «Приборостроение - 2005» (Ялта - Винница, 2005 г.), на

Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2006 г.), а также на НТС ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» (1987 -2006 г.г.) и на заседаниях кафедры приборов и информационно-измерительных систем Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева, 2003 - 2006 г.г.

Основные результаты диссертации опубликованы в 26 печатных работах, в том числе в 3 статьях.научных журналов из списка ВАК РФ, 8 материалах и 3 тезисах докладов. На предложенные технические решения получены 9 авторских свидетельств и 2 патента на изобретения.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, 5 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 193 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц и 77 рисунков. Библиография включает 121 наименование.

6. Результаты исследования и разработки использованы при создании и освоении производства систем воздушных сигналов вертолета типов СВС-В 1, СВС-В 1-1, СВС-В2, СВС-В28, СВС-В28-1, ИКВСП-А, устанавливаемых на вертолетах Ми-8МТВ, Ми-17, Ми-24, Ми-28, «Ансат», Ка-31.

Применение указанных вариантов систем воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений решает актуальную для авиации задачу повышения уровня безопасности полетов и эффективности применения гражданских и военных вертолетов, при этом внедрение их в производство и эксплуатацию позволило исключить закупку дорогостоящего зарубежного оборудования, что имеет существенное значение для экономики и обороноспособности страны.

1 и 2 (рис.5.11). Аналогично свободно ориентированному приемнику давлений ортогонально расположенные неподвижные приемники регистрируют углы скоса (р\ и (рг вектора скорости Vz результирующего набегающего воздушного потока.

А-А

6 приемников 60 *

Рис.5.10. Принципиальная схема панорамной системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многоканального аэрометрического приемника и дифференциальных пневмоэлектрических преобразователей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ состояния и перспектив совершенствования средств измерения высотно-скоростных параметров показал, что с позиции обеспечения всенаправленности, расширения нижней границы рабочих скоростей и повышения помехоустойчивости к аэродинамическим возмущениям несущего винта перспективным является построение системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений. Отсутствие научно-обоснованной методики системного проектирования, моделирования и экспериментального исследования, построения алгоритмов обработки информативных сигналов и обеспечения требуемой точности работы сдерживает ее разработку и применение на различных классах вертолетов, что определило постановку задачи научного исследования по разработке особенностей построения, математического описания, методов анализа и синтеза, моделирования и уточнения алгоритмов вычисления, обеспечения статической и динамической точности в условиях реальной эксплуатации системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

2. Разработанные концепция построения, кинематические и математические модели формирования, восприятия и передачи первичной аэрометрической информации, алгоритмы вычисления высотно-скоростных параметров вертолета по сигналам свободно ориентированного приемника давлений позволяют проводить моделирование и отработку алгоритмического обеспечения, исследовать влияние исходной информации на погрешности каналов и определять динамические характеристики системы воздушных сигналов.

3. Сформулированные критерии выбора места установки на вертолете свободно ориентированного приемника давлений, разработанные алгоритмы вычисления высотно-скоростных параметров и методика их уточнения при летных испытаниях и статистического анализа их результатов являются реальной базой для проектирования системы воздушных сигналов на основе свободно ориентированного приемника давлений для вертолетов различного класса. Как показали результаты летных испытаний разработанная методика уточнения алгоритмов вычисления высотно-скоростных параметров вертолета обеспечивает следующие величины математических ожиданий и среднеквадратических значений погрешностей измерения: составляющих ИСТИННОЙ воздушной скорости И приборной скорости - 7Идк= - 0,14-Ю,21 км/ч, crAV= 5,16-^6,82 км/ч; абсолютной барометрической высоты - /Идя=0, Одя= 10,02 м, что свидетельствует об адекватности разработанных математических моделей и эффективности алгоритмического и программного обеспечения системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений.

4. Разработанные математические модели и проведенный анализ погрешностей каналов позволяет обосновать требования к точности измерения параметров, входящих в алгоритмы вычисления высотно-скоростных параметров вертолета, проводить анализ и синтез каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений по критериям статической и динамической точности, обоснованно применять конструктивно-технологические и структурные методы повышения точности.

Разработанная методика расчета и конструктивно-технологические мероприятия по компенсации аэродинамических и других инструментальных погрешностей свободно ориентированного приемника давлений являются базой для подготовки производства системы воздушных сигналов вертолета с требуемыми метрологическими характеристиками.

5. Предложенный подход к построению и разработанная методика анализа и синтеза комплексной системы воздушных сигналов вертолета, построенной на базе аэрометрических каналов СВС на основе свободно ориентированного приемника давлений и аэромеханического канала коррекции с наблюдателем Люенбергера позволяют проводить проектирование и изготовление образцов, трубные исследования и натурные испытания вариантов комплексной системы повышенной точности и с расширенной нижней границей рабочих скоростей полета в область околонулевых скоростей.

1. Клюев Г.И., Макаров Н.Н., Солдаткин В.М. Авиационные приборы и системы: Ульяновск: УгГТУ, 2000. 343 с.

2. Алексеев Н.В., Вождаев Е.С., Кравцов В.Г. и др. Системы измерения воздушных сигналов нового поколения// Авиакосмическое приборостроение. 2003. №8. С.31-36.

3. Иванов Ю.П., Синяков А.Н., Филатов И.В. Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов. Л.: Машиностроение, 1984. 208 с.

4. Солдаткин В.М. Методы и средства измерения аэродинамических углов летательных углов летательных аппаратов. Казань: Изд-во Казан, гос. технич. ун-та, 2001. 448 с.

5. Порунов А. А. Измеритель высотно-скоростных параметров вертолета/ Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996.-442 с.

6. Солдаткин В.В. Системы измерения малых воздушных скоростей вертолета/ Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004. 290 с.

7. Клюев Г.И., Макаров Н.Н., Солдаткин В.М., Ефимов И.П. Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов: Ульяновск: УлГТУ, 2005. 590 с.

8. Доброленский Ю.Л. Динамика полета в неспокойной атмосфере. М.: Машиностроение, 1969. 258 с.

9. Трошин И.С. Динамика вертолета. Часть 1. Продольное движение. М.: Изд-во МАИ, 1973. -150 с.

10. Дмитриев И.С., Есаулов С.Ю. Системы управления одновинтовых вертолетов. М.: Машиностроение, 1969.-220 с.

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

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

13. Измерители воздушной скорости на современных зарубежных вертолетах и самолетах с вертикальным взлетом и посадкой (обзоры по1. К р

14. Проспект фирмы Pacer Systems Inc. (Великобритания) №840/017.

15. Бутов В.П., Акимов А.И., Кульман А.Е. и др. Летные испытания по определению рационального места размещения на лопасти несущего винта ПВД для комбинированного измерителя скорости КВИС / Отчет № 848-76-Н. Жуковский: ЛИИ, 1976.

16. Бутов В.П., Скрипникова Е.М., Ивченко Ю.Г. Летные исследования на вертолете Ка-26 экспериментального образца комбинированного измерителя скорости КВИС / Отчет А 584-76-Н. Жуковский: ЛИИ, 1976.

17. Брамвелл А.Р. Динамика вертолетов. М.: Машиностроение, 1982.368 с.

18. Пейн П.Р. Динамика и аэродинамика вертолета. М.: ГНТИ Оборнгиз, 1963.-491 с.

19. Вождаев Е.С. Теория несущего винта на режиме вихревого кольца /Труды ЦАГИ, 1970, вып. 1184.

20. Аникин В.А. Опушкин Ю.П. Поле скоростей, индуцированное вихревой структурой винта (линейная постановка): Научно-методические материалы по аэродинамике летательных аппаратов. М.: ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1981.

21. Leishman J.G., B.I.Naipei. Airdynamic Interactions Bethcen a Rotor and a Fuselage in Forward Flight //J.Amer. Helicopter. Soc.1990, t.35. No 3. -p.p. 22-31.

22. Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 392 с.

23. Патент США 4.360.888 (МКИ G01C 21/00). Всенаправленная система измерения воздушной скорости, 1980.

24. А.с. СССР 867137 (МКИ G01P 5/16). Устройство для измерения воздушной скорости на вертолете / Тарасов В.Г., Климов А.С., Горенштейн И.А., Гуськов В.И., 1984.

25. European Patent Specification ЕР 1 020 717 В1. Вождаев Е.С., Головин М.А., Якименко С.В., Сударев Е.В., Панкратов А.К., Кравцов В.Г., Алексеев Н.В., Назаров О.И. Bulletin 2002/46. 13.11.2002.

26. Патент США 3.763.838 (МКИ G01W 1/02). Датчик потока. 1973.

27. Патент США 3.779.193 (НКИ 73-178). Fluid flow measuring device,

28. Патент США 2.531.521 (НКИ 72-182). Air-speed indicating system for rotary wined aircraft, 1950.

29. A.C. СССР 347622 (МКИ GO IP 5/16). Указатель вектора воздушной скорости вертолета / Жуков Л.Ю., Завалихин А.И., Коновалов Ю.В., Лисс А.Ю., Мещангина Н.В., Родионова B.C. //Б.И. 1973. №24.

30. Комбинированный вертолетный измеритель скорости КВИС. Техническое описание и инструкции по эксплуатации БЭ2.781.01 ТО, 1976

31. Ференец В.А. Полупроводниковые струйные термоанемометры. М.: Энергия, 1972. 112 с.

32. А.С. СССР 747294 (МКИ G01P 5/18). Измеритель скорости вертолета / Танеев Ф.А., Иванчук А.С., Порунов А.А., Ференец В.А.// Б.И. 1980. №16.

33. А.С. СССР 1135229 (МКИ G01C 21/00) Устройство формирования предупреждения о предельной скорости вертолета/ В.К. Козицин.

34. А.С. СССР 279213 (МКИ G01P 5/02). Устройство для формирования малых воздушных скоростей / Добролюбов Н.В., Барсуков И.И., Климов И.Т., Урманцев С.А. и др., 1970.

35. А.С. СССР 987746 (МКИ G01P 5/02). Устройство для преобразования малых скоростей / Комаров А.В., Климов А.С., Кравцов В.Г., 1984.

36. Патент США 3.070.999 (НКИ 73-181). Fluid Velocity measuring System for rotorcraft, 1963.

37. Патент США 2.986.933 (НКИ 73-181). Helicopter air speed measuring instrument, 1961.

38. Патент США 3.332.282 (НКИ 73-182). Индикатор воздушной скорости вертолета, 1965.

39. Измеритель воздушных параметров полета летательных аппаратов / Порунов Д.А., Солдаткин В.М., Козицин В.К., Лобанов А.Ю.// Заявка на изобретение № 421766622/10 от 25.04.1987 г.

40. Патент США 2.661.624 (НКИ 73-180). Air speed indicating device,1953.

41. Патент США 3.768.308 (МКИ G01W 1/2, НКИ 73-189). Flow sensor/

42. Патент РФ на полезную модель № 55145 от 27.07.2006 г. Система воздушных сигналов вертолета / Бердников А.В., Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., 2006. Бюл. №21.

43. Патент РФ на полезную модель №55479 от 20.07.2006 г. Система воздушных сигналов вертолета / Козицин В.К., Макаров Н.Н., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., 2006. Бюл. №22.

44. Заявка № 2005140812/22 от 07.12.2005 г. Способ определения воздушных сигналов вертолета / Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М.

45. Заявка № 2005140813/22 от 07.12.2005 г. Система воздушных сигналов вертолета/ Макаров Н.Н., Козицин В.К., Порунов А.А., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М.

46. Солдаткин В.В. Алгоритмы обработки информации системы измерения малых скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. 2004. №1. с. 62-66.

47. Патент РФ 20337157 (МКИ G01P 5/16). Многоканальный аэрометрический зонд/Порунов А. А., 1995. Б.И. №16.

48. Патент РФ 2042137 (МКИ G01P 5/16). Многоканальный аэрометрический преобразователь / Порунов А.А., Олин В.Н., Захаров Н.С., 1995. Б.И. №23.

49. Патент РФ на полезную модель 41875 от 10.09.2004 / Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Порунов А.А.

50. Солдаткин В.В. Автоматическая подстройка измерительных каналов системы воздушных сигналов вертолета // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева, 2004. №3. с.26-29.

51. Солдаткин В.В. Анализ комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Известия вузов. Авиационная техника. 2004. №3.-с.52-57.

52. Солдаткин В.В. Синтез комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета // Вестник Орел ГТУ, серия «Машиностроение», 2004. №1. с.62-68.

53. Козицин В.К., Макаров Н.Н., Порунов А.А., Солдаткин В.М. Анализ принципов построения систем измерения воздушных сигналов вертолета // Авиакосмическое приборостроение, 2003. №10. с.2-13.

54. Патент США 3.149.491 (НКИ 73-178). Airspeed indicator, 1965.

55. Патент США 3.474.669 (НКИ 73-178). Устройство для ориентации приемника Пито, 1969.

56. Kaletka J. Evaluation of the Helicopter Low Airspeed System Lassie // Journal of American Helicopter Society, 1983. №4.- p.p.35-43.

57. Порунов A.A., Солдаткин В.М. и др. Исследование аэродинамического поля одновинтового вертолета применительно к задачам аэрометрии / Отчет о НИР per. № 01822034304, в 2-х книгах, шифр 3437. Казань: КАИ, 1984.-78 с.

58. Патент США 4.052.894 (МКИ G01W 1/02, НКИ 73-189). Датчик для определения вектора воздушного потока, 1978.

59. Брагин Г.Е., Козицин В.К., Кудрявцев JI.C. и др. Разработка математической модели и математическое моделирование системы СВС-В на базе ориентируемого по потоку приемника воздушных давлений / Технический отчет, инв. № 2876. Ульяновск: УКБП, 1990. 70 с.

60. Козицин В.К. Математические модели каналов системы воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений // Известия вузов. Авиационная техника, 2006. №3. с.

61. Березин Ю.А., Брагин Т.Е., Козицин В.К., Кудрявцев Л.С., Никольский С.А., Олин В.Н., Попова А.И. Измерение вектора воздушной скорости вертолета с помощью датчика ДВС-ВЗ / технический отчет. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005. 132 с.

62. ОСТ 5212-74. Таблица аэродинамическая. Динамические давления и температура торможения воздуха для скорости полета от 10 до 4000 км/ч. Параметры. М.: Изд-во Стандартов, 1974. 239 с.

63. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Изд-во Стандартов, 1981. 179 с.

64. ГОСТ 3295-73. Таблицы гипсометрические для геопотенциальных высот до 50000 м. Параметры. М.: Изд-во Стандартов, 1973. 75 с.

65. Залмазон JI.A. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 247 с.

66. Бутов В.П., Сарафанников В.М. Летные исследования воздушного потока вблизи несущего винта вертолета Ми-4 на режимах горизонтального полета вне влияния близости экрана. Отчет ЛИИ № 1322-78-И. Гос. Per. № У 52988,1978.

67. Козицин В.К., Кудрявцев Л.С., Попова А.И., Семенов А.В. разработка алгоритмов вычисления составляющих вектора истинной воздушной скорости на основе показаний датчика ДВС-ВЗ / Технический отчет, инв. № 3501. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. 49 с.

68. Володко A.M. Безопасность полетов вертолетов. М.: Транспорт, 1981.-223 с.

69. Володко A.M. Основы аэродинамики и динамики полета вертолета. М.: Транспорт, 1988. 342 с.

70. Базов Д.И. Аэродинамика вертолетов. М.: Транспорт, 1969.

71. Методика №28Н-ДВС-3-1-2005 проведения летных испытаний по определению аэродинамических погрешностей бортовых приемников воздушных давлений и градуировочных зависимостей вычислителя ВВС-В28 с датчиком вектора скорости ДВС-ВЗ на объекте Ми-28Н, 2005.

72. Система воздушных сигналов СВС-В28 / Руководство по технической эксплуатации. КИВШ.466223.001 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 1996.-59 с.

73. Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1976. 312 с.

74. Цыпкин ЯЗ. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977.-560 с.

75. Санковский Е.А. Вопросы теории автоматического управления: Статистический анализ и синтез САУ. М.: Высшая школа, 1971. 213 с.

76. Петров В.В., Усков А.С. Основы динамической точности автоматических информационных устройств и систем. М.: Машиностроение, 1976.-212 с.

77. Ахметжанов А.И. Высокоточные преобразователи угла. М.: машиностроение, 1984.-253 с.

78. Козицин В.К., Кудрявцев JI.C., Сорокин М.Ю., Харитова Т.Ю. Моделирование внешнего обтекания ДВС-ВЗ / Технический отчет. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005. 17 с.

79. Козицин В.К., Кудрявцев JI.C., Мязин Г.Д. Расчет инструментальной погрешности датчика ДВС-ВЗ / Технический отчет, инв. № 3083. Ульяновск: ОАО «УКБП», 1996. 27 с.

80. Козицин В.К., Кудрявцев JI.C., Попова А.И., Семенов А.В. Расчет требуемого момента трения для обеспечения заданной инструментальной аэродинамической погрешности углов (pi и ср2 датчика ДВС-ВЗ / Технический отчет. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005. 6 с.

81. ДВС-ВЗ. Габаритный чертеж КИВШ.402162.006 ГЧ. Ульяновск: ОАО «УКБП».

82. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полета. М.; Оборонгиз.1962.

83. Селезнев В.П. Навигационные приборы. М.: Машиностроение, 1974.-600 с.

84. Авиационные приборы и измерительные системы / Воробьев В.Г., Глухов В.В., Грохольский А.Л. и др. Под ред. Воробьева В.Г. М.: Транспорт, 1981.-391 с.

85. Помыкаев И.И., Селезнев В.П., Дмитриченко JI.A. Навигационные приборы и системы: Учебное пособие для вузов. Под ред. Помыкаева И.И. М.: Машиностроение, 193. 456 с.

86. А.С. № 993707 СССР, МКИ G 01 С5/00. Устройство для измерения высоты полета вертолета / Антонец Е.В., Емельянов Г.А., Козицин В.К., Коновалов Ю.В., Кудрявцев JI.C., Тепанов Ю.А., Никольский С.А., 1982.

87. А.С. №» 940428 СССР, МКИ В 64 С 27/46. Устройство для измерения срыва потока с лопасти вертолета / Белый М.И., Богодельный A.M., Емельянов Г.А., Козицин В.К., 1982.

88. А.С. № 1138744 СССР, МКИ G 01 Р 5/00. Устройство для измерения газового потока / Белов В.П., Бондарев Л.Б., Гринкевич О.П., Козицин В.К., Кудрявцев Л.С., Макаров Н.Н., Мязин Г.Д., Никольский С.А., Попов Б.А., Тепанов Ю.А., 1984.

89. А.С. № 1199039 СССР, МКИ G 01 Р 5/00. Измеритель температуры невозмущенного потока / Белов В.П., Гринкевич О.П., Козицин В.К., Кудрявцев Л.С., Мязин Г.Д., Никольский С.А., Попов Б.А., Тепанов Ю.А., 1985.

90. А.С. № 1204018 СССР, МКИ G 01 N9/00. Способ измерения плотности невозмущенного воздушного потока / Белов В.П., Бондарев Л.Б., Козицин В.К., Кудрявцев Л.С., Макаров Н.Н., Морозов Ю.В., Мустафин А.Г., Мязин Г.Д., Никольский С.А., Тепанов Ю.А., 1995.

91. А.С. № 1267725 СССР, МКИ G 01С 21/06. Сигнализатор максимальной допустимой скорости вертолета / Емельянов Г.А., Лазарев Ю.Н., Козицин В.К., Думчева Е.Ф., 1986.

92. Патент ЕВП (ЕР) 0249848 (МКИ G01P 5/00) System zur Bestimmung der Fluggesch Windigkeit vo Hubschraubern/ Bur hard Muller // Patenblant, 1987.

93. Солдаткин В.В. Моделирование и оценка погрешностей аэромеханического канала коррекции (метод VIMI) и комплексной системы измерения малых воздушных скоростей вертолета / Отчет о НИР НЧ 303037, этап 3. Казань: Казан, гос. техн. ун-т, 2004. 58 с.

94. Козицин В.К., Тепанов Ю.А., Абутидзе З.С. Система воздушных сигналов вертолета СВС-В1. Руководство по технической эксплуатации 6Э2.528.012 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 1990. 65 с.

95. Выписка из Акта по государственным испытаниям вертолета Ми-24ПН. М.: ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», 2000. 5 с.

96. Акт №10/299102-021 по специальным летным испытаниям модернизированного вертолета Ми-8МТКО. М.: ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», 2000.-92 с.

97. Козицин В.К., Гирин Д.И., Илькина Г.С. Информационный комплекс высотно-скоростных параметров ИКВСП-А. Руководство потехнической эксплуатации КИВШ.402138.002 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. -14 с.

98. Научно-технический отчет №490-89-П. Летные исследования измерителей малых скоростей полета на вертолете Ми-8Т. Жуковский, Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова, инв. №0146/2245, 1989.-28 с.

99. Козицин В.К., Белов В.П., Приз В.И. Система воздушных сигналов СВС-В28. Руководство по технической эксплуатации КИВШ.466223.001 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 1996. 62 с.

100. Система воздушных сигналов СВС-В28. Техническое задание №17165. М.: ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», 1992. 25 с.

101. Козицин В.К., Истомин Д.А., Тихонова Л.А. Система восприятия воздушных данных СВВД-28. Руководство по технической эксплуатации КИВШ.402168.003 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005.-46 с.

102. Козицин В.К., Белов В.П., Думчева Е.Ф. Система воздушных сигналов СВС-В28. Технические условия КИВШ.466223.001 ТУ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2006.-30 с.

103. Козицин В.К., Белов В.П., Думчева Е.Ф. Система воздушных сигналов СВС-В 137. Руководство по технической эксплуатации КИВШ.466223.003 РЭ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2003. 67 с.

104. Козицин В.К., Гирин Д.И., Илькина Г.С. Система воздушных сигналов СВС-В2-А. Технические условия КИВШ.466223.009-02 ТУ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005. 29 с.

105. Козицин В.К., Зверев Ю.В., Круглова С.Б. Указатель скорости вертолета с индексом максимально допустимой скорости и цифровым выходом УСВИЦ-350. Технические условия КИВШ.402221.005 ТУ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. 80 с.

106. Козицин В.К., Зверев Ю.В., Круглова С.Б. Высотомер механический с цифровым выходом ВМЦ-10. Технические условия КИВШ.402162.001 ТУ. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. 97 с.

107. Информационный комплекс высотно-скоростных параметров ИКВСП-А. Техническое задание №17721. М.: ОАО «КВЗ», 2004. 14 с.

108. Одобрительное письмо на вычислитель воздушных сигналов ВВС-А №06.49-699. М.: Межгосударственный авиационный комитет. Авиационный регистр, 2005. 2 с.

109. Свидетельство о годности комплектующего изделия № СГКИ-034-186-УСВИЦ-350. М.: Межгосударственный авиационный комитет. Авиационный регистр, 2005. 1 с.

110. Свидетельство о годности комплектующего изделия № СГКИ-034-185-ВМЦ-10. М.: Межгосударственный авиационный комитет. Авиационный регистр, 2005. 1 с.

111. Архипов В.А., Лебедев С.О., Олаев В.А., Порунов А.А., Потапов А.А., Солдаткин В.М. Малогабаритная пилотажно-навигационная система// Авиакосмическое приборостроение, 2005. № 11. С. 14-21.