Идентификация тяги двигателя и силы аэродинамического сопротивления по данным летных испытаний со сглаживанием случайных погрешностей измерений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предлагается подход для оценивания силы тяги двигателей и силы аэродинамического сопротивления самолета на основе данных летных испытаний. Для получения раздельных оценок сил тяги и аэродинамического сопротивления применяются измерения продольной и нормальной перегрузки, угла атаки, истинной воздушной скорости и барометрической высоты. Преимущество предлагаемого подхода заключается в том, что он не требует использования газодинамических моделей двигателя, летающих лабораторий, измерений усилия в точках крепления двигателя или установки дополнительных датчиков в двигателе. Несмотря на эти преимущества, на практике такой подход обычно не применяется, поскольку он приводит к плохо обусловленной или некорректной задаче идентификации из-за высокой степени линейной зависимости между векторами сил тяги и аэродинамического сопротивления. Предлагаются способы решения указанной проблемы, заключающиеся в разработке специального тестового маневра, который повышает степень обусловленности, а также в использовании специального сглаживания случайных ошибок измерений с помощью уравнений движения летательного аппарата.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Н. Корсун

ФАУ Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем; НИУ Московский авиационный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: marmotto@rambler.ru
Россия, Москва; Москва

Б. К. Поплавский

НИУ Московский авиационный институт

Email: marmotto@rambler.ru
Россия, Москва

А. В. Стуловский

ФАУ Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем

Email: marmotto@rambler.ru
Россия, Москва

Моунг Хтанг Ом

НИУ Московский авиационный институт

Email: marmotto@rambler.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Васильченко К.К., Леонов В.А., Пашковский И.М., Поплавский Б.К. Летные испытания самолетов. М.: Машиностроение, 1996. 745 c.
  2. PART 25; Airworthiness Standard: Transport Category Airplanes. FAA. Department of Transport: Washington, DC, USA, 1999.
  3. SAE AIR 1703A; In-Flight Thrust Determination. Society of Automotive Engineers: Warrendale, PA, USA, 2006.
  4. SAE AIR 5450; Advanced Ducted Propulsor In-Flight Thrust Determination. Society of Automotive Engineers: Warrendale, PA, USA, 2016.
  5. Добрянский Г.В., Мартьянова Т.С. Динамика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.
  6. Kurtenbach F.J., Burcham F.W. Flight Evaluation of a Simplified Gross Thrust Calculation Technique Using an F100 Turbofan Engine in an F-15 Airplane; NASA Technical Paper 1782; NASA: Washington, DC, USA, 1981.
  7. Conners T.R. Measurement Effects on the Calculation of In-Flight Thrust for an F404 Turbofan Engine; NASA Technical Memorandum 4140; NASA: Washington, DC, USA, 1989.
  8. Lee J., Yang I., Yang S., Kwak J.S. Uncertainty Analysis and ANOVA for the Mesurement Reliability Estimation of Altitude Engine Test // J. Mech. Sci. Technol. 2007. V. 21. P. 664–671.
  9. Hoff J.C. A Probabilistic In-flight Thrust Estimation Process // Proc. SFTE 39th Annual Symposium. Fort Worth, Brazil, 2008.
  10. Hoff J.C., Barbosa J.R. Application of a Stochastic In-Flight Thrust Determination Process to Real Engine Data // Proc. 3rd CTA DLR Workshop on Data Analysis and Flight Control. S.J. Campos, Brasil, 2009.
  11. Andreev S.P., Makarov V.E. The Numerical Analysis of Impact of Changes in Flight Conditions and in Engine’s Regime at Cruise on Airplane’s Aerodynamic Characteristics // Proc. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS 2014. St. Petersburg, Russia, 2014.
  12. Lin Z., Xiao H., Zhang X., Wang Z. Thrust Prediction of Aircraft Engine Enabled by Fusing Domain Knowledge and Neural Network Model. Aerospace. 2023. V. 10. P. 493.
  13. Muhammad H., Muhardi H., Kuntjoro W., Sritjahjono B.E. In-Flight Thrust Determination by Load Measurement on the Engine Mounting System // Proc. ICAS 2000. Harrogate, UK, 2000. P. 533.1–533.7.
  14. Girija G., Parameswaran V., Raol J.R., Srinathkumar S. Estimation of Lift and Drag Characteristics of an Aircraft from Flight Data // J. Aeronaut. Soc. India. 1991. V. 43. P. 285–292.
  15. Bowers A.H., Pahle J.W. Thrust Vectoring on the NASA F-18 High Alpha Research Vehicle; NASA/TM 4771; NASA: Washington, DC, USA, 1996.
  16. Khasyofi M., Hartono F. Development Testing Method and Analysis Static Thrust for Propeller Based Propulsion // Proc. Intern. Conf. on Aerospace and Aviation. Bandung City, Indonesia, 2018.
  17. Tikhonov A.N., Arsenin V.Y. Solution of Ill-Posed Problems; Winston & Sons: Washington, DC, USA, 1977; ISBN 0-470-99124-0.
  18. Klein V., Morelli E.A. Aircraft System Identification: Theory and Practice; AIAA: Reston, VA, USA, 2006. 499 р.
  19. Maine R.E., Iliff K.W. Identification of Dynamic Systems: Theory and Formulation; NASA RP 1138; NASA: Washington, DC, USA, 1985. 160p.
  20. Korsun O.N., Poplavsky B.K., Prihodko S.J. Intelligent Support for Aircraft Flight Test Data Processing in Problem of Engine Thrust Estimation // Procedia Comput. Sci. 2017. V. 103. P. 82–87.
  21. Korsun O.N., Poplavsky B.K., Om, M.H. Identification of the Engine Thrust Force Using Flight Test Data // Proc. Intern. Conf. on Aerospace System Science and Engineering ICASSE 2021. Lecture Notes in Electrical Engineering / Eds Z. Jing, D. Strelets. Singapore: Springer, 2023. V. 849.
  22. Korsun O.N., Nikolaev S.V., Om M.H. Detection of Dynamic Errors in Aircraft Flight Data // Proc. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. Moscow, Russia, 2021. V. 1027. P. 012011.
  23. Korsun O.N., Nikolaev S.V., Pushkov S.G. Algorithm for Estimating Systematic Measurement Errors for Air Velocity, Angle of Attack, and Sliding Angle in Flight-testing // J. Comput. Syst. Sci. Int. 2016. V. 55. P. 446–457.
  24. Korsun O.N., Om M.H. The Practical Rules for Aircraft Parameters Identification Based on Flight Test Data // Metascience Aerosp. 2024. V. 1. P. 53–65.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Участки полетного тестового маневра с постоянным режимом работы двигателя.

Скачать (704KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Отклонения по высоте при летном испытательном маневре при постоянном режиме работы двигателя.

Скачать (176KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Летный испытательный маневр (автоматический) с постоянным режимом работы двигателя для транспортного реактивного самолета (тип 2).

Скачать (573KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Типичные отклонения тяги (ΔP, %) от начального значения при (M = 0–0.4) в зависимости от M для транспортного самолета.

Скачать (52KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024