Разработка математических моделей динамики полёта винтокрылых летательных аппаратов


Авторы

Адаева С. Я.1, Борисов Е. А.2*, Крупенев М. Ю.1, Крымский В. С.1, Рубинштейн М. А.2*

1. ФАУ «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского», Жуковский, Московская область, Россия
2. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: spintest@tsagi.ru

Аннотация

Рассмотрены типы математических моделей, разработанных в ЦАГИ для решения основных задач динамики полета винтокрылых летательных аппаратов (ВКЛА). Кратко описана универсальная математическая модель движения «обобщенного» ВКЛА, охватывающего основные схемы: одновинтовые с рулевым винтом, соосные и многовинтовые. Рассмотрена методика формирования на ее основе модели движения конкретного ВКЛА. Приведены результаты тестирования универсальной математической модели на примере расчета балансировочных характеристик и возмущенного движения одновинтового и соосного вертолетов.

Ключевые слова:

математическая модель, винтокрылые летательные аппараты, несущий винт, динамика полета

Библиографический список

  1. Аполлонов Д.В., Бибикова К.И., Гаврилова А.В., Шибаев В.М. Разработка алгоритмов автоматического завершения полета вертолета в чрезвычайной ситуации // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=16143. DOI: 10.34759/trd-2021-120-16
  2. Аполлонов Д.В., Бибикова К.И., Шибаев В.М., Гаврилова А.В. Выбор архитектуры системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата – «конвертоплана» // Труды МАИ. 2021. № 121. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=162672. DOI: 10.34759/trd-2021-121-25
  3. Леонтьев В.А., Аникин В.А., Новак В.Н. Универсальная программа расчета динамики полета вертолета // Труды V форума Российского вертолетного общества (20-21 февраля 2002). - М.: Изд-во МАИ, 2002. С. 97-114.
  4. Шилов А.А. Общие уравнения движения летательного аппарата, не имеющие особых точек // Труды ЦАГИ. 1962. Вып. 850. 10 с. 
  5. Шилов А.А. Оптимальная коррекция матрицы направляющих косинусов при расчетах вращения твердого тела // Ученые записки ЦАГИ. 1977. Т. VIII, № 5. С. 137-139.
  6. Баскин В.Э., Вильдгрубе Л.С., Вождаев Е.С., Майкапар Г.И. Теория несущего винта. - М.: Машиностроение, 1973. - 364 с.
  7. Браверман А.С., Вайнтруб А.П. Динамика вертолета. Предельные режимы полета. - М.: Машиностроение, 1988. - 280 c.
  8. Krymsky V., Animitsa V., Borisov E., Leontiev V. Rubinshtein M. Simulation of uncontrollable (spontaneous) rotation on a helicopter flight simulator // 45th European Rotorcraft Forum - 2019, Warsaw, Poland, 17-20 September 2019. P. 1236-1241.
  9. Борисов Е.А., Леонтьев В.А., Новак В.Н. Анализ особенностей работы несущего винта с отрицательным выносом горизонтальных шарниров // Труды МАИ. 2017. № 95. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=84476
  10. Головкин М.А., Кочиш С.И., Крицкий Б.С. Методика расчета аэродинамических характеристик комбинированной несущей системы летательного аппарата // Труды МАИ. 2012. № 55. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30023
  11. Адаева С.Я., Анимица В.А., Леонтьев В.А. Предварительная оценка эффективности нового технического решения для одновинтовых вертолетов с рулевым винтом // Ученые записки ЦАГИ. 2022. № 6. С. 27-52.
  12. Борисов Е.А., Леонтьев В.А., Рубинштейн М.А., Русаков И.В. Новый вертолетный пилотажный стенд ЦАГИ ВПС-5 // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: https://trymai.ru/published.php?ID=91924
  13. Леонтьев В.А., Володко А.М., Рубинштейн М.А. Моделирование полета вертолета на тренажере и пилотажном стенде // Международная конференция «Тренажерные технологии и обучение»: тезисы докладов. - Жуковский: Изд-во ЦАГИ, 2001. С. 26-27.
  14. Леонтьев В.А. Метод определения скоростей и ускорений элемента упругой лопасти несущего винта в общем случае движения // Известия вузов. Авиационная техника. 2010. № 1. С. 27-30.
  15. Леонтьев В.А. Метод решения уравнений движения упругих лопастей вертолетных винтов в общем случае движения // Ученые записки ЦАГИ. 2010. Т. XLI, № 5. С. 67-80.
  16. Леонтьев В.А., Дейнега Е.П. Методика подготовки исходной информации для расчета движения упругой лопасти несущего винта вертолета // Труды ЦАГИ. 1979. Вып. 2023. 17 с.
  17. Бурцев Б.Н. Метод расчета нагрузок на лопастях и в системе управления соосных несущих винтов вертолета // Всесоюзная конференция «Современные проблемы строительной механики и прочности летательных аппаратов» (Москва, 19-21 октября 1983): тезисы докладов. - М.: МАИ, 1983. - 168 с.
  18. Белоцерковский С.М., Локтев Б.Е., Ништ М.И. Исследование на ЭВМ аэродинамических и аэроупругих характеристик винтов вертолетов. - М.: Машиностроение, 1992. - 219 с.
  19. Вершков В.А., Крицкий Б.С., Махнёв М.С., Миргазов Р.М., Требунских Т.В. Сравнение результатов численного моделирования обтекания несущего винта в различных пакетах программ // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=72704
  20. Вождаев В.С. Аналитический метод учёта упругости лопастей в задаче аэродинамического расчёта несущего винта вертолёта // Ученые записки ЦАГИ. 1984. Т. XV, № 5. С. 1-14.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход