Оптимальна система стабілізації висоти польоту екраноплана

Abstract

На сьогоднішній день існує велика необхідність модернізації транспортних систем, зумовлена пошуком компромісу між швидкістю та енергозатратністю пересування як на малі відстані, наприклад як по території окремої країни, так і на великі – між точками призначення по всій земній кулі. Екраноплани, як транспортні засоби, вже давно не є інновацією, проте досі не введені в широку експлуатацію, насамперед через специфічність умов їх використання та недостатню кількість практичних досліджень. Тому дослідження та вдосконалення систем управління рухом таких літальних апаратів вважається одною з найбільш актуальних тем, якою цікавляться конструкторські бюро авіаційних компаній в багатьох країнах сучасного світу. Транспортні системи на базі екранопланів можуть формуватися для різних призначень, де потрібна висока швидкість доставки вантажів і пасажирів. Проте, в розрізі будь-якого з можливих типів перевезень на базі екранопланів, безпека пересування такого повітряного судна відіграє найважливішу роль. Система управління поздовжнім рухом екраноплана має значно складнішу будову, ніж аналогічна система для звичайного літака. Це зумовлено особливостями його конструктивної реалізації, типу компонувальної схеми, складністю керування та особливостями екранного ефекту. Через це дослідження принципу будови та ефективності функціонування системи управління поздовжнім рухом екраноплана є вкрай актуальним. В цій дипломній роботі проведено дослідження та розробку системи управління поздовжнім рухом екраноплана, який має класичну літакоподібну форму, що найчастіше зустрічається серед літальних апаратів такого типу. Метою даної роботи є розробка оптимальної системи управління поздовжнім рухом екраноплана за допомогою стабілізації висоти польоту, шляхом синтезу структури оптимального регулятора для каналу управління висотою у частотній області за алгоритмом Вінера-Колмагорова, а також розрахунок показника якості роботи розробленої оптимальної системи та порівняння його з показником якості класичної системи управління висотою польоту. Об'єктом дослідження є малогабаритний екраноплан B типу. Предметом дослідження : синтез оптимальної системи стабілізації висоти екраноплану. Методологічна база дослідження ґрунтується на методі Крамера для визначення передавальної функції управління, алгоритмі синтезу оптимального регулятора Вінера-Колмагорова в частотній області та алгоритмі розрахунку показника якості роботи оптимальної системи управління.