Система для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотного летательного аппарата

Система для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотного летательного аппарата

Реферат

 

Изобретение относится к испытательным устройствам. Система содержит имитатор летательного аппарата, имитатор радиовысотомера, имитатор пункта управления, устройство выработки сигналов управления. В систему введены имитатор датчиков угловых скоростей, имитатор измерителя углов, имитатор измерителя линейных ускорений, имитатор рулевых механизмов, имитатор ветровых порывов, имитатор подстилающей поверхности и имитатор измерителя координат объекта наблюдения, а также задатчик параметров объекта наблюдения, блок контроля пролета и устройство обработки результатов испытаний, содержащее переключатель, блок памяти, блок фиксации реализаций, вычислитель оценок точности и вычислитель вероятности встречи, и индикатор. Перечисленные элементы системы соответствующим образом соединены между собой. Предложенная система позволит многократно увеличить объем испытаний реальной аппаратуры, при этом повысится достоверность проведения наземных испытаний при меньшей трудоемкости. 11 ил.

Изобретение относится к комплексным испытательным устройствам, предназначенным для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотных летательных аппаратов.

Повышение качества и надежности разрабатываемых беспилотных летательных аппаратов (ЛА), а также их систем управления связано с проведением комплексных испытаний. От правильного решения задачи испытаний зависит качество ЛА и другие технико-экономические его показатели. Наибольшей достоверностью обладают результаты натурных испытаний, но возможности их проведения для беспилотных ЛА и получения требуемого объема информации ограничены из-за большой сложности и высокой стоимости проведения натурных испытаний. Вследствие этого необходима тщательная отработка всех систем ЛА на предшествующих этапах их разработки и изготовления. Кроме этого, изменчивость условий проведения натурных испытаний затрудняет обеспечение повторяемости условий эксперимента и получение представительных выборок результатов даже для основных режимов применения ЛА.

Так как основным устройством, обеспечивающим требуемое качество системы управления ЛА, является устройство выработки сигналов управления (или автопилот), то первостепенной задачей является отработка его алгоритмов и исследование влияния настраиваемых параметров на работоспособность всей системы управления. Для достоверного прогнозирования и дополнения натурных результатов комплексная испытательная система оснащается моделями функциональных систем сбора и обработки данных для принятия решений о работоспособности системы управления (СУ) ЛА.

Известна система [1] для проверки работоспособности системы управления ЛА и отработки алгоритмов управления, содержащая имитатор радиосигналов, динамический стенд с установленной на нем аппаратурой управления ЛА (радиолокационный визир, датчики углов и угловых скоростей, рулевые механизмы), имитатор углового движения объекта наблюдения и вычислители. Сигнал с имитатора радиосигналов поступает в антенну, установленную в носовой части радиолокационного визира. Перемещение рупора имитатора моделирует угловое перемещение объекта наблюдения. Динамический стенд с установленными приборами получает сигналы с выходов вычислителя, в котором по начальному значению дальности и скоростям объекта наблюдения и летательного аппарата ЛА вычисляется текущая дальность.

Недостатком известной системы является сложность отработки алгоритмов устройством выработки сигналов управления ЛА, обусловленная использованием в системе как имитаторов, так и реальной аппаратуры системы управления ЛА и, как следствие, невысокая точность. Кроме того, система не обеспечивает высокой достоверности прогнозирования результатов натурных испытаний ЛА вследствие отсутствия специальных устройств обработки и обобщения результатов испытаний (т. к. единичный эксперимент никогда не может быть решающим для проверки СУ ЛА).

Наиболее близким по технической сущности аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является система [2] для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотного летательного аппарата, которая содержит имитатор летательного аппарата, имитатор радиовысотомера, первый динамический стенд, на платформе которого установлены измерители углов, радиолокационный визир, установленный на платформе второго динамического стенда и связанный по радиоканалу с имитатором углового движения объекта наблюдения, имитатор радиосигналов, первый и второй имитаторы упругости, датчики угловых скоростей, измеритель ускорений, устройство выработки сигналов управления, имитатор пункта управления и рулевые механизмы. В имитаторе ЛА по исходным данным вырабатываются сигналы о положении ЛА и объекта наблюдения в пространстве, их относительных скоростях движения. В соответствии с получаемым сигналом дальности между ЛА и объектом наблюдения имитатор радиосигнала вырабатывает сигнал, эквивалентный отраженному от объекта наблюдения. Этот сигнал поступает в антенну радиолокационного визира, в котором вырабатываются сигналы измеренных углов азимута и места цели объекта наблюдения, которые вместе с сигналами, получаемыми на выходах датчиков угловых скоростей, измерителей углов, линейных ускорений и имитатора радиовысотомера, поступают в устройство выработки сигналов управления. В устройстве выработки сигналов управления вырабатываются сигналы управления силовыми приводами рулевых механизмов ЛА. Происходит отклонение исполнительного элемента рулевого механизма, и сигнал, снимаемый с его выхода, пропорциональный углу закладки соответствующего руля, поступает на вход имитатора летательного аппарата, замыкая контур управления исследуемой СУ. Система останавливается оператором через расчетное заранее время, соответствующее встрече ЛА и объекта наблюдения, и в момент остановки фиксируется величина промаха в вертикальной и боковой плоскостях, по которым делаются выводы о качестве СУ ЛА.

В системе по прототипу за счет отказа от воспроизведения несущественных зависимостей в моделях кинематики и динамики процессов наведения ЛА на объект наблюдения предельно упрощаются кинематические схемы имитаторов движения ЛА и относительного углового движения объекта наблюдения, исключаются ошибки имитаторов внешней среды, что позволяет достичь высокой точности воспроизведения процессов функционирования СУ ЛА и, соответственно, высокой достоверности результатов испытаний в лабораторных условиях.

Недостатком системы по прототипу является избыточная сложность при использовании ее для отработки алгоритмов устройства выработки сигналов управления ЛА, а также отсутствие определенной статистической обработки результатов испытаний с целью исключения неопределенности. Кроме того, практически очень трудно заранее определить точно время встречи ЛА и объекта наблюдения, что становится дополнительным источником ошибок при фиксации результатов испытаний и, следовательно, прогноза натурных испытаний.

Задачей изобретения является упрощение системы для прогнозирования результатов натурных испытаний и повышение достоверности оценки качества аппаратуры системы управления летательного аппарата за счет получения при наземных испытаниях более полного объема данных и более наглядного их представления.

Известно, что основными критериями оценки качества аппаратуры СУ ЛА являются точность наведения ЛА на объект наблюдения и вероятность попадания, которые количественно можно оценить по величине промаха или пролета. Величина пролета зависит от многих случайных факторов, характеризующих работу СУ ЛА. Поэтому оценку динамической точности производят статистическими методами, обрабатывая результаты достаточно большого количества "электронных пусков" при одинаковых кинематических начальных условиях. В результате получают статистические оценки динамической точности СУ ЛА.

В предлагаемой системе осуществляются испытания ЛА с воспроизведением моделей процессов взаимодействия внешней среды и элементов СУ, что обеспечивает функционирование основного управляющего прибора аппаратуры ЛА - устройства выработки сигналов управления - в условиях, максимально приближенных к реальным. Оценка точности СУ ЛА осуществляется по величинам бокового и вертикального пролета ЛА объекта наблюдения, которые фиксируются в момент, когда дальность между ЛА и объектом наблюдения равна нулю. Объем испытаний (выборок) определяется исходя из принятых значений доверительной вероятности встречи и требуемой точности точечных и интервальных оценок.

Сущность изобретения заключается в том, что в систему для прогнозирования результатов натурных испытаний беспилотного летательного аппарата, содержащую имитатор летательного аппарата, имитатор радиовысотомера, имитатор пункта управления, включающий пульт управления, и подключенное к выходу сигнала запуска пульта управления устройство управления испытаниями, а также устройство выработки сигналов управления, входы сигналов программных параметров которого подключены к соответствующим выходам пульта управления, а вход сигнала запуска объединен с входами сигнала запуска имитатора радиовысотомера и имитатора летательного аппарата и подключен к выходу устройства управления испытаниями, выход сигнала высоты полета имитатора летательного аппарата подключен к сигнальному входу имитатора радиовысотомера, а выход сигнала настройки системы пульта управления подключен к соответствующему входу имитатора летательного аппарата, дополнительно введены имитатор датчиков угловых скоростей, имитатор измерителя углов, имитатор измерителя линейных ускорений, имитатор рулевых механизмов, имитатор ветровых порывов, имитатор подстилающей поверхности и имитатор измерителя координат объекта наблюдения, входы сигнала запуска которых объединены и подключены к выходу устройства управления испытаниями, а также задатчик параметров объекта наблюдения, блок контроля пролета и устройство обработки результатов испытаний, содержащее переключатель, блок памяти, блок фиксации реализаций, вычислитель оценок точности и вычислитель вероятности встречи, при этом выходы сигналов угловых скоростей по курсу, крену и тангажу имитатора летательного аппарата подключены к соответствующим входам имитатора датчиков угловых скоростей, выходы сигналов углов курса, крена и тангажа подключены к соответствующим входам имитатора измерителя углов, а выходы сигналов линейных ускорений - к соответствующим входам имитатора измерителя линейных ускорений, выходы которого, а также выходы имитатора измерителя углов и имитатора датчиков угловых скоростей подключены к соответствующим входам устройства выработки сигналов управления, выходы сигналов скорости полета и угла наклона траектории имитатора летательного аппарата подключены к соответствующим входам имитатора измерителя координат объекта наблюдения, выходы сигналов углов визирования объекта наблюдения которого подключены к соответствующим входам устройства выработки сигналов управления, выходы сигналов управления рулями высоты, направления и элеронами которого подключены к входам имитатора рулевых механизмов, а вход сигнала высоты полета - к выходу имитатора радиовысотомера, вход сигнала подстилающей поверхности которого подключен к выходу имитатора подстилающей поверхности, выходы сигналов углов закладки рулей направления, высоты и элеронов имитатора рулевых механизмов подключены к соответствующим входам имитатора летательного аппарата, вход сигнала имитации ветровых порывов которого подключен к выходу имитатора ветровых порывов, выход сигнала настройки системы пульта управления соединен с соответствующими входами переключателя, вычислителя оценок точности, имитатора рулевых механизмов и имитатора измерителя координат объекта наблюдения, входы сигналов начальной установки которого подключены к соответствующим выходам пульта управления, выход сигнала текущей дальности - к входу блока контроля пролета, а входы сигналов высоты полета и бокового отклонения летательного аппарата объединены с соответствующими входами переключателя и подключены к соответствующим выходам имитатора летательного аппарата, выход переключателя соединен со входом индикатора и информационным входом блока памяти, управляющий вход которого объединен с управляющими входами блока фиксации реализаций и устройства управления испытаниями и подключен к выходу блока контроля пролета, выход блока фиксации реализаций подключен ко входам сигнала нулевой дальности вычислителя оценок точности и вычислителя вероятности встречи, входы сигнала пролета которых подключены к выходу блока памяти, выход сигнала числа реализаций задатчика параметров объекта наблюдения подключен к соответствующим входам устройства управления испытаниями, блока фиксации реализаций, вычислителя оценок точности и вычислителя вероятности встречи, входы сигналов размеров объекта наблюдения которого подключены к соответствующим выходам задатчика параметров объекта наблюдения, выход сигнала высоты радиолокационного центра отражения объекта наблюдения которого подключен к соответствующему входу вычислителя оценок точности, выходы которого и выход вычислителя вероятности встречи являются выходами системы.

Благодаря введению в предлагаемую систему имитаторов аппаратуры системы управления ЛА (имитатор измерителя координат объекта наблюдения, имитатор датчиков угловых скоростей, имитатор линейных ускорений и имитатор измерителя углов), имитаторов внешних возмущений (имитатор ветровых порывов и имитатор подстилающей поверхности), а также дополнительных блоков обработки и управления испытаниями (индикатор, задатчик параметров объекта наблюдения, блок контроля пролета и устройств обработки результатов испытаний) обеспечивается существенное упрощение системы для прогнозирования результатов натурных испытаний. При этом осуществляется более точная и надежная фиксация результатов единичного испытания СУ ЛА (величины промаха при встрече ЛА и объекта наблюдения), а статистическая обработка серии испытаний при идентичных начальных условиях позволяет оценить математическое ожидание и дисперсию промаха, а также вероятность встречи ЛА и объекта наблюдения, по результатам раздельных испытаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях при воздействии различных нестабильных факторов (таких, как ветер и подстилающая поверхность), что особенно актуально при исследовании режимов полета ЛА на малой высоте).

Предлагаемая система обеспечивает повышение эффективности наземных испытаний за счет увеличения достоверности результатов исследований аппаратуры ЛА. Это новое качество определяется как новой структурой системы, так и процессами взаимодействия элементов, воспроизводящих влияние внешней среды, а также способом фиксации и обработки результатов.

Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами, на которых представлены: фиг. 1 - структурная схема системы; фиг. 2 - структурная схема имитатора измерителя координат объекта наблюдения; фиг. 3 - структурная схема имитатора летательного аппарата; фиг. 4 - структурная схема устройства моделирования бокового движения ЛА; фиг. 5 - структурная схема устройства моделирования продольного движения ЛА; фиг. 6 - структурная схема вычислителя оценок точности; фиг. 7 - структурная схема вычислителя вероятности встречи; фиг. 8 - структурная схема устройства управления испытаниями; фиг. 9 - структурная схема пульта управления; фиг. 10 - структурная схема имитатора рулевых механизмов; фиг. 11 - структурная схема устройства выработки сигналов управления.

На фиг. 1 обозначены: 1 - имитатор измерителя координат объекта наблюдения; 2 - имитатор летательного аппарата; 3 - блок контроля пролета; 4 - устройство обработки результатов испытаний; 5 - переключатель; 6 - блок фиксации реализаций; 7 - вычислитель оценок точности; 8 - блок памяти; 9 - вычислитель вероятности встречи; 10 - задатчик параметров объекта наблюдения; 11 - имитатор пункта управления; 12 - устройство управления испытаниями; 13 - пульт управления; 14 - имитатор датчиков угловых скоростей; 15 - имитатор измерителя углов; 16 - имитатор измерителя линейных ускорений; 17 - имитатор ветровых порывов; 18 - имитатор радиовысотомера; 19 - имитатор подстилающей поверхности; 20 - индикатор; 21 - имитатор рулевых механизмов; 22 - устройство выработки сигналов управления.

Согласно фиг. 1 третий выход имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения (сигнала текущей дальности - D) соединен с входом блока 3 контроля пролета, первый и второй выходы (выходы сигналов _a,_a углов визирования объекта наблюдения) подключены к соответствующим входам (7-й и 8-й входы) устройства 22 выработки сигналов управления, входы с второго по седьмой (входы сигналов начальной установки имитатора 1) подключены соответственно к выходам с третьего по восьмой пульта 13 управления, а входы сигнала скорости полета - V (10-й вход), сигнала угла наклона траектории - (11-й вход), сигнала высоты полета в нормальной земной системе координат - Y_g (8-й вход) и сигнала бокового отклонения в нормальной земной системе координат - z_g (9-й вход) подключены соответственно к 7-му, 8-му, 9-му и 10-му выходам имитатора 2 ЛА.

Выходы имитатора 2 летательного аппарата по сигналам скоростей изменения углов курса - _x , крена - _y, тангажа - _z (1-й, 2-й, 3-й выходы) через имитатор 14 датчиков угловых скоростей подключены соответственно ко входам с четвертого по шестой устройства 22 выработки сигналов управления, выходы по сигналам углов курса - , крена - и тангажа - (4-й, 6-й и 5-й выходы) подключены через имитатор 15 измерителя углов соответственно ко входам с первого по третий устройства 22 выработки сигналов управления, выходы по сигналам линейных ускорений - a_Y, a_z, через имитатор 16 измерителей линейных ускорений соединены с девятым и десятым входами устройства 22 выработки сигналов управления, выход по сигналу высоты полета ЛА в нормальной земной системе координат - Y_g (10-й выход) подключен через имитатор 18 радиовысотомера к одиннадцатому входу устройства 22 выработки сигналов управления, который является входом сигнала высоты полета - Н.

Шестой вход имитатора 2 ЛА подключен к выходу имитатора 17 ветровых порывов, управляющий вход (сигнала запуска) которого объединен с управляющими входами сигнала запуска имитатора 19 подстилающей поверхности, имитатора 18 радиовысотомера (2-й вход), имитатора 15 измерителей углов (4-й вход), имитатора 14 датчиков угловых скоростей (4-й вход), имитатора 16 измерителей линейных ускорений (3-й вход), имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения (1-й вход), имитатора 2 ЛА (1-й вход), имитатора 21 рулевых механизмов (5-й вход) и устройства 22 выработки сигналов управления (12-й вход) и подключен к выходу устройства 12 управления испытаниями, вход запуска которого, в свою очередь, подключен ко второму выходу пульта 13 управления, входящего вместе с устройством 12 управления испытаниями в состав имитатора 11 пункта управления.

Выходы с девятого по четырнадцатый пульта 13 управления (выходы сигналов программных параметров движения ЛА) подключены к соответствующим входам с тринадцатого по восемнадцатый устройства 22 выработки сигналов управления.

Выходы сигналов управления рулями высоты _в , направления _н и элеронами _э устройства 22 выработки сигналов управления через имитатор 21 рулевых механизмов подключены к соответствующим входам имитатора 2 ЛА по сигналам углов закладки рулей высоты - _в , направления - _и и элеронов _э (3-му, 4-му и 5-му входам).

2-й вход имитатора 2 ЛА, 12-й вход имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения, 3-й вход переключателя 5, 4-й вход имитатора 21 рулевых механизмов и 5-й вход вычислителя 7 оценок точности подключены к первому выходу пульта 13 управления, который является выходом сигнала настройки системы пульта 13 управления и имитатора 11 пункта управления.

9-й выход имитатора 2 летательного аппарата (сигнала бокового отклонения ЛА в нормальной земной системе координат - z_g) и 10-й выход (сигнала высоты полета в нормальной земной системе координат - Y_g) подключены к первому и второму входам переключателя 5, входящего вместе с блоком 6 фиксации реализаций, вычислителем 7 оценок точности, блоком 8 памяти и вычислителем 9 вероятности встречи в состав устройства 4 обработки результатов испытаний.

Выход переключателя 5 подключен к информационным входам индикатора 20 и блока 8 памяти, управляющий (1-й) вход которого объединен с первым входом блока 6 фиксации реализаций, третьим входом устройства 12 управления испытаниями и подключен к выходу блока 3 контроля пролета. Второй управляющий вход блока 6 фиксации реализаций соединен с третьими входами вычислителей 7 и 9, вторым входом устройства 12 управления испытаниями и подключен к третьему выходу (сигнала задания количества реализаций) задатчика 10 параметров объекта наблюдения. Выходы задатчика 10 параметров объекта наблюдения по сигналам размеров объекта наблюдения (1-й, 2-й и 3-й выходы) подключены к четвертому- шестому входам вычислителя 9 вероятности встречи, а выход по сигналу высоты радиолокационного центра отражения объекта наблюдения (4-й выход) - к четвертому входу вычислителя 7 оценок точности. Первые входы (сигналов нулевой дальности) обоих вычислителей 7 и 9 объединены и подключены к выходу блока 6 фиксации реализаций, вторые их входы (сигналов пролета) также объединены и подключены к выходу блока 8 памяти. На выходах вычислителя 7 оценок точности формируются сигналы оценок точности СУ ЛА - математическое ожидание величины промаха, дисперсия промаха и среднее квадратическое отклонение, а на выходе вычислителя 9 - вероятность попадания в объект наблюдения заданных размеров.

Имитатор 1 измерителя координат объекта наблюдения предназначен для имитации выработки сигналов углов визирования объекта наблюдения относительно строительной оси ЛА - _A - измеренный угол места, _A - измеренный угол азимута, которые вырабатываются в радиолокационном визире системы управления ЛА.

Алгоритм работы имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения описывается известной системой уравнений [3, 4, 6]: для задачи " бокового движения" для задачи "продольного движения" где D - текущее расстояние до объекта наблюдения; V - скорость полета; z_g и Y_g - координаты ЛА (боковое отклонение и высота полета) в нормальной земной системе координат; - угол наклона траектории; V_D, V_ц, q_в и q_ц - задаваемые параметры движения объекта наблюдения; q - курсовой угол объекта наблюдения; _a= _ц= q+ и _a= _ц= +q_в - угловые отклонения объекта наблюдения; - угол пути, определяющий направление путевой скорости ЛА.

Структурная схема имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения, реализующего указанный алгоритм, представлена на фиг. 2, где обозначено: 23 - таймер; 24, 25 - функциональные блоки; 26 - умножитель; 27 - функциональный блок; 28 - умножитель; 29 - функциональный блок; 30, 31 - умножители; 32 - сумматор; 33 - делитель; 34 - сумматор; 35 - делитель; 36 - интегратор; 37 - интегратор; 38 - функциональный блок; 39 - функциональный блок; 40 - блок памяти; 41, 42 - переключатели.

Выходы таймера 23 подключены к первым входам всех вычислительных блоков имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения, а именно: первый выход - ко входам функциональных блоков 24, 25, 27, 29, второй - ко входам умножителей 26 и 28, третий - ко входу умножителя 31 и сумматора 32, четвертый - ко входу умножителя 30, пятый - ко входам сумматора 34 и интегратора 36, шестой - ко входам делителей 35 и 33, седьмой - ко входам функциональных блоков 38 и 39, а восьмой - к 1-м входам интегратора 37 и блока 40 памяти.

Вход таймера является первым входом имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения, пятый вход которого подключен ко второму входу блока 40 памяти, выход которого является третьим выходом имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения (сигнал текущей дальности - D).

Третий вход блока 40 памяти подключен к выходу переключателя 41, третий вход которого объединен с третьим входом переключателя 42 и подключен к двенадцатому входу имитатора 1. Второй вход переключателя 41 и третий вход делителя 33 подключены к выходу интегратора 36, первый вход переключателя 41 соединен с выходом интегратора 37 и вторым входом делителя 35, выход которого через функциональный блок 38 подключен ко второму входу переключателя 42.

Выходы переключателя 42 являются первым и вторым выходами имитатора 1 (выходы сигналов _a,_a углов визирования объекта наблюдения), а первый вход через последовательно соединенные функциональный блок 39 и делитель 33 подключен к восьмому входу имитатора 1.

Второй вход имитатора 1 подключен к третьему входу сумматора 32, выход которого подключен ко второму входу интегратора 36, а второй вход - к выходу умножителя 28. Третий вход умножителя 28 через функциональный блок 29 подключен к четвертому входу имитатора 1, а второй вход объединен со вторым входом умножителя 30 и подключен к десятому входу имитатора 1. Выход умножителя 30 через сумматор 34 подключен ко второму входу интегратора 37, третий вход - к выходу умножителя 31, второй вход которого через функциональный блок 24 подключен к одиннадцатому входу имитатора 1, а третий вход через функциональный блок 25 подключен к шестому входу имитатора 1.

Седьмой вход имитатора 1 измерителя координат объекта наблюдения через умножитель 26 подключен к третьему входу сумматора 34, третий вход через функциональный блок 27 подключен к третьему входу умножителя 26, а девятый вход - к третьему входу делителя 35.

Имитатор 2 летательного аппарата предназначен для выработки информации о моделируемом положении ЛА в пространстве, его углах атаки и скольжения, угловых и линейных скоростях. Известно [3, 4], что для большинства беспилотных ЛА, система дифференциальных уравнений, описывающих возмущенное движение, распадается на две независимые группы уравнений, одна из которых описывает изменение параметров продольного движения, а другая - бокового движения. Эта особенность учитывается как при построении имитатора ЛА, так и устройства в целом, что позволяет существенно повысить достоверность испытаний. При этом возникает возможность проведения независимых испытаний каналов управления ЛА в боковой и продольной плоскостях.

Согласно фиг. 3 имитатор 2 летательного аппарата содержит устройство 43 моделирования бокового движения ЛА и устройство 44 моделирования продольного движения ЛА, первый вход которого по сигналу закладки руля высоты _в является третьим входом имитатора 2 ЛА, второй вход (сигнала запуска) является первым входом имитатора 2 ЛА и подключен к шестому входу устройства 43 моделирования бокового движения ЛА. Четвертый, пятый и шестой выходы устройства 44 моделирования продольного движения ЛА по сигналам скорости полета - V, угла наклона траектории - , высоте полета в нормальной земной системе координат - Y_g являются 7-м, 8-м и 10-м выходами имитатора 2 ЛА.

Восьмой выход устройства 43 моделирования бокового движения ЛА по сигналу бокового отклонения в нормальной земной системе координат - z_g является также девятым выходом имитатора 2 ЛА. Входы устройства 43 по сигналам угла атаки - , скорости изменения угла тангажа - _z и угла тангажа - и (1-й, 2-й и 3-й входы) подключены соответственно к выходам с первого по третий устройства 44, а входы по сигналам V и Y_g - к четвертому и шестому выходам устройства 44, соответственно.

Выходы устройства 43 по сигналам скоростей изменения углов курса - _x , крена - _y , тангажа - _z (1-й, 2-й, 3-й выходы) являются первым, вторым и третьим выходами имитатора 2 ЛА соответственно. Четвертый, пятый и шестой выходы устройства 43 моделирования бокового движения ЛА по сигналам углов курса - , крена - и тангажа - являются четвертым, шестым и пятым выходами имитатора 2 ЛА. 11-й и 12-й выходы имитатора 2 ЛА по сигналам линейных ускорений a_z, a_y в нормальной земной системе координат являются шестым выходом устройства 43 моделирования бокового движения ЛА и седьмым выходом устройства 44 моделирования продольного движения ЛА соответственно.

Четвертый и пятый выходы имитатора 2 ЛА по сигналам закладки рулей направления - _н и элеронов _э подключены к 7-му и 8-му входам устройства 43 моделирования бокового движения ЛА соответственно. Второй вход имитатора 2 ЛА по сигналу настройки системы подключен к девятому входу устройства 43 моделирования бокового движения ЛА. Шестой вход имитатора 2 ЛА по сигналу управления ветровыми воздействиями подключен к десятому входу устройства 43 моделирования бокового движения ЛА и восьмому входу устройства 44 моделирования продольного движения ЛА.

Алгоритм работы устройства 43 моделирования бокового движения летательного аппарата описывается следующей системой уравнений: _J= J_xJ_y-J²_xy, (2.7) = -, (2.11) где 1 - характерный размер; ,, - углы курса, крена и тангажа ЛА; m_x^y и m_y^y , C_za, m_x, m_y - аэродинамические характеристики ЛА; _y,_x и _z - угловые скорости ЛА; J_x, J_y, J_xy - главные и центробежный моменты; ,_w - угол скольжения и составляющая угла скольжения от боковых порывов ветра; a_z - ускорение; - угол атаки; _н,_в и _э - углы закладки рулей направления, высоты и элеронов; a(Y_g, T(Y_g) и (Y_g, T(Y_g), ) - скорость звука и плотность воздуха, зависящие от распределения температуры воздуха по высоте и давления в точке местонахождения ЛА; S - характерная площадь; b_A - средняя аэродинамическая хорда; g - ускорение свободного падения; m - масса ЛА; P(Y_gV) и m_сек(Y_g,V) - высотно-скоростная и дроссельная характеристики маршевого двигателя; = (Y_g,T(Y_g)), На фиг. 4, представляющей структурную схему устройства 43, приняты следующие обозначения: 45 - таймер; 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 - функциональные блоки; 56 - умножитель; 57 - сумматор; 58 - функциональный блок; 59 - умножитель; 60 - сумматор; 61 - функциональный блок; 62 - сумматор; 63 - функциональный блок; 64 - интегратор; 65 - функциональный блок; 66-67 - сумматоры; 68, 69 - умножители; 70, 71, 72 - интеграторы; 73 - умножитель; 74 - интегратор; 75 - функциональный блок; 76, 77 - сумматоры; 78 - умножитель; 79 - интегратор; 80 - переключатель.

Выходы таймера 45 подключены к первым входам всех вычислительных блоков устройства 43, как показано на фиг. 4, а вход таймера 45 является шестым входом (сигнала запуска) устройства 43. Пятый вход устройства 43 моделирования бокового движения ЛА подключен ко второму входу функционального блока 53, третий вход которого подключен ко вторым входам умножителей 59, 73 и 78, второму входу функционального блока 47, третьему входу функционального блока 63 и четвертому входу устройства 43.

Выход блока 53 подключен к четвертому входу функционального блока 52, второй вход которого подключен к выходу функционального блока 48, третий вход, объединенный с третьим входом функционального блока 46 и шестым входом функционального блока 63, подключен к выходу функционального блока 75, а выход подключен к четвертому входу функционального блока 51. Второй и третий входы функционального блока 51 подключены к выходам функциональных блоков 46 и 47 соответственно, а выход - к седьмому выходу устройства 43 и третьему входу умножителя 59.

Выход умножителя 59 подключен ко второму входу сумматора 60, выход которого подключен через интегратор 64 ко второму входу функционального блока 75, третий и четвертый входы - к выходам функциональных блоков 61 и 65, соответственно, вторые входы которых объединены с вторыми входами функциональных блоков 48, 54 и 55, четвертым входом функционального блока 63 и подключены к первому входу устройства 43 моделирования бокового движения ЛА.

Седьмой вход устройства 43 подключен ко второму входу функционального блока 46 и третьим входам функциональных блоков 54 и 55, четвертые входы которых объединены и подключены к восьмому входу устройства 43.

Первый выход устройства 43 подключен к выходу интегратора 71, который соединен также с третьими входами функционального блока 61 и сумматора 67, четвертым входом сумматора 66 и вторым входом сумматора 62, выход которого через интегратор 74 подключен к шестому выходу устройства 43 моделирования бокового движения ЛА, пятому входу функционального блока 63 и второму входу функционального блока 58.

Третий вход сумматора 62 подключен к выходу сумматора 57, третий вход которого подключен к выходу функционального блока 58 и третьему входу умножителя 68, а второй вход - к выходу умножителя 56, третий вход которого объединен со вторым входом умножителя 68, третьим входом функционального блока 65, вторыми входами сумматоров 66 и 67 и подключен к выходу интегратора 72, который служит вторым выходом устройства 43.

Третий выход устройства 43 подключен к его второму входу, а третий вход через последовательно соединенные функциональный блок 49, умножитель 56 и сумматор 57 подключен к третьему входу сумматора 62, а также непосредственно подключен к первому входу переключателя 80, второму входу функционального блока 63 и второму входу функционального блока 50, выход которого подключен к второму входу умножителя 69.

Третий вход умножителя 69 под