Требования к оформлению курсовой работы

Курсовая работа по динамике ЛА оформляется в виде пояснительной записки, которая состоит из следующих частей:

1. Введение (цель работы, методы расчёта).

2. Исходные данные (компоновочная схема ЛА, геометрические, массовые, инерционные характеристики).

3. Краткое изложение методики выполнения работы (системы уравнений движения, формулы для определения коэффициентов уравнений движения, методика определения коэффициентов k₁, k₂ АС).

4. Результаты расчётов (массивы характеристик ЛА на заданной секунде полёта, динамические коэффициенты, распечатки результатов счёта программы DIN). По результатам должны быть построены следующие графики:

а) область устойчивости в координатах k₁, k₂;

б) (пример – см. рис. 8, 9).

5. В заключение студент должен представить выводы, в которых нужно провести анализ результатов: вычислить эффективность различных органов управления, объяснить влияние различных ветровых возмущений на динамику ЛА.

Рисунок 8

Рисунок 9

Вопросы для самоконтроля:

1. Способы управления ЛА.

2. Формулы подсчета коэффициентов, характеризующих эффективность органов управления.

3. Как влияют различные способы управления конкретным летательным аппаратом на величину коэффициентов усиления автомата стабилизации?

4. Влияет ли вид ветровой нагрузки на локальные области устойчивости ЛА?

5. Какой вид ветровой нагрузки вызывает большее или меньшее возмущение на ЛА?

6. Формулы для определения положения центра масс ЛА и моментов инерции ЛА.

Приложение 3

Выбор параметров демпфирующих устройств топливных баков

Расчёт демпфирующих устройств топливных баков производится из условия обеспечения локальной устойчивости движения ЛА и свободных поверхностей топлива в баках.

Расчёт основывается на допущении, что колебания органов управления с частотой ω возбуждает колебания свободной поверхности топлива бака с номером k лишь на частотах, близких к первой частоте собственных колебаний жидкости ω_k. При этом колебания жидкости в остальных топливных баках не учитываются.

В соответствии с принятым допущением годограф частотной передаточной функции разомкнутой системы «ЛА - АС» на частоте ω_k (k=1, 2, …, N, N – число баков) будет представлять собой окружность

(2.1)

где

(2.2)

В соответствии с критерием Найквиста, условием устойчивости движения ЛА и колебаний свободных поверхностей жидкостей в баках является неохват годографом частотной передаточной функции разомкнутой системы «ЛА - АС» точки плоскости годографа с координатами X=1, Y=0.

1. При (центр окружности годографа располагается левее оси ординат) условие устойчивости сводится к неравенству . Если управление осуществляется с помощью рассогласования тяги основных двигателей, то последнее неравенство приведётся к виду т.е. устойчивость движения ЛА и колебаний жидкостей в баках обеспечивается фазовым опережением в автомате стабилизации и установка демпфирующего устройства не требуется. Если управление осуществляется поворотом основных двигателей, управляющими двигателями, аэродинамическими и газовыми рулями, то условия устойчивости выражаются двумя системами неравенств: Как видно, выполнение условий ведёт к обеспечению устойчивости колебаний топлива в баках, для которых В топливных баках, для которых , необходима установка жёстких крышек на свободных поверхностях жидкостей, т. к. в противном случае колебания жидкостей будут неустойчивыми.

2. При (центр окружности годографа располагается правее оси ординат) условия устойчивости имеют вид откуда можно определить требуемую величину демпфирования колебаний жидкости в баке с номером k:

(2.3)

Обеспечение требуемого значения коэффициента демпфирования достигается установкой в топливных баках демпфирующих устройств в виде продольных или поперечных перегородок, которые характеризуются шириной, высотой, формой, степенью перфорации и т. п.

Зависимость коэффициента демпфирования от количества n, ширины и угла установки продольных перегородок определяется формулой

(2.4)

где - полярный угол между плоскостью и плоскостью перегородки с номером i; R_k - радиус бака.

Аналогичная зависимость коэффициентов демпфирования от количества n и ширины поперечных перегородок, выполненных в виде колец, имеет вид

(2.5)

где d_i - расстояние от невозмущённой поверхности топлива в баке до плоскости кольца: - для узкого кольца;

- для

- для

Из приведённых формул видно, что коэффициент демпфирования зависит от максимальной амплитуды колебаний топлива f_k. При выборе параметров демпфирующих устройств принимается