Способ коррекции положения главной центральной оси инерции баллистического объекта



Способ коррекции положения главной центральной оси инерции баллистического объекта
Способ коррекции положения главной центральной оси инерции баллистического объекта

 


Владельцы патента RU 2400712:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области летательных аппаратов и может быть использовано преимущественно для коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта. При реализации способа определяют расположение точек поверхности объекта, по полученным точкам создают расчетную модель объекта, устанавливают направление скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы. Затем осуществляют минимизацию отклонений главной центральной оси инерции от скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы до допустимых значений отклонений главной центральной оси инерции от продольной оси конструкторской системы координат, заданных в конструкторской документации. Технический результат заключается в повышении эффективности использования баллистического объекта. 2 ил.

 

Изобретение относится к области летательных аппаратов и может быть использовано преимущественно для коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта.

Известен способ коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта (Федоров В.Б. Контроль и коррекция массогеометрических характеристик летательных аппаратов: Текст лекций. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 4.1. - 116 с.; см. стр.4, 5 и 15), в котором положение главной центральной оси инерции корректируется до совпадения ее с продольной осью конструкторской системы координат в пределах допуска заданного в конструкторской документации, где в качестве продольной оси конструкторской системы координат принимается ось симметрии наружной поверхности. Для определения оси симметрии используется специальный контрольный стенд. Объект устанавливается донной частью на планшайбу стенда, имеющую ось вращения, перпендикулярную посадочной плоскости планшайбы. Продольная ось строится на основе информации, полученной путем определения центров отдельных сечений наружной поверхности объекта плоскостями, перпендикулярными оси вращения, используемого для обмера, приспособления стенда. За продольную ось принимают прямую, лежащую ближе всего (например, в смысле метода наименьших квадратов) к центрам масс отдельных сечений наружной поверхности.

Известен способ коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта (Федоров В.Б. Контроль и коррекция массогеометрических характеристик летательных аппаратов: Текст лекций. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 4.1. - 116 с.; см. стр.5 и 15), в котором положение главной центральной оси инерции корректируется до совпадения ее с продольной осью конструкторской системы координат в пределах допуска заданного в конструкторской документации, где в качестве продольной оси конструкторской системы координат принимается ось идеальной наружной поверхности объекта, вписанной по методу наименьших квадратов в реальную наружную поверхность объекта. Реальная наружная поверхность представляется совокупностью точек, полученных путем обмера ее в нескольких, определенным образом выбранных, поперечных сечениях объекта.

Недостатком существующих способов является отсутствие учета влияния малых геометрических отклонений наружной формы баллистического объекта от номинальной на его аэродинамику, что допускает проявление возмущающих моментов и сил, обусловленных этими отклонениями.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности использования баллистического объекта.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе коррекции положения главной центральной оси инерции баллистического объекта согласно изобретению определяют расположение точек поверхности объекта, по полученным точкам создают расчетную модель объекта, устанавливают направление скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы, осуществляют минимизацию отклонений главной центральной оси инерции от скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы до допустимых значений отклонений главной центральной оси инерции от продольной оси конструкторской системы координат, заданных в конструкторской документации.

Предлагаемый способ снимает недостаток известных способов за счет выбора в качестве продольной оси - скоростной оси объекта при нулевой подъемной силе, полученной по результатам математического моделирования течения около реальной поверхности при номинальных параметрах движения. Отклонения формы наружной поверхности от номинальной приводят к отклонениям от номинальных параметров потока на поверхности, следовательно, к линейным и угловым отклонениям линии действия результирующей силы аэродинамического воздействия от номинальной. Для объекта с номинальной формой наружной поверхности линия действия результирующей силы аэродинамического воздействия совпадает с номинальной продольной осью, которая также принимается в качестве опорной при балансировке объекта. То есть, отклонения линии действия результирующей силы от номинальной приводит к нерасчетному распределению аэродинамической нагрузки по отношению к номинальной балансировке объекта - к возникновению возмущающих силовых факторов. В случае, когда главная центральная ось инерции объекта совпадает с линией действия результирующей силы аэродинамического воздействия, возмущающие силовые факторы, уводящие объект с расчетной траектории, отсутствуют. Скоростная ось баллистического объекта совпадает с линией действия результирующей силы аэродинамического воздействия при условии равенства нулю подъемной силы. Таким образом, посредством предлагаемого способа минимизируются возмущающие силовые факторы, обусловленные отклонениями реальной формы внешней поверхности объекта от номинальной.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: фиг.1 - баллистический объект в общем случае; фиг.2 - блок-схема с последовательностью действий предлагаемого способа. На чертежах приведены следующие обозначения: 1 - баллистический объект; 2 - главная центральная ось инерции; 3 - скоростная ось при условии равенства нулю подъемной силы; 4 - реальная поверхность баллистического объекта; 5 - номинальная поверхность баллистического объекта; Oxyz - конструкторская система координат.

Предлагаемый способ может быть реализован в различных вариантах устройств, при этом в каждом из возможных вариантов выполняется одна и та же последовательность операций, охарактеризованная в формуле изобретения. В общем случае способ реализуется следующим образом: обмеряется реальная поверхность 4 баллистического объекта 1 с шагом измерений между точками, позволяющим отразить характер учитываемых отклонений от номинальной поверхности 5; по результатам измерений создается расчетная модель реальной поверхности; посредством математического моделирования течения среды около реальной поверхности 4 при номинальных параметрах движения баллистического объекта 1 в атмосфере определяется такое направление скоростной оси, при котором подъемная сила равна нулю, с достаточной степенью точности; определяется положение в конструкторской системе координат Oxyz скоростной оси 3 при нулевой подъемной силе, положение которой однозначно относительно точек реальной поверхности 4, полученных на этапе обмера поверхности; минимизируются отклонения главной центральной оси инерции 2 от скоростной оси 3, определенной при условии равенства нулю подъемной силы.

Конкретное исполнение способа может быть осуществлено на доступном оборудовании. Для обмера поверхности может быть использован лазерный 3D сканер Roland LPX-600 с поворотным столом для установки обмеряемого объекта, позволяющий производить измерения с шагом по высоте 0,2 мм и окружным шагом в 0,18°. Расчетную модель реальной поверхности объекта по данным ее обмера можно создавать, используя программное обеспечение Roland LPX EZ Studio для создания 3D CAD модели поверхности в форматах STL, с последующим построением, на основе полученной 3D CAD модели, сетки расчетной области в сеточном генераторе CFX ICEM. Итерационное определение направления скоростной оси, при котором подъемная сила равна нулю, может быть осуществлено в программном комплексе CFX.

Контроль положения главной центральной оси инерции может быть осуществлен по результатам измерений на стенде комплексного определения массово-инерционных характеристик АМСП М. Коррекция положения главной центральной оси инерции может быть осуществлена методом подгонки минимальной добавочной массой.

Предложенный способ коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта позволяет повысить эффективность использования баллистического объекта и соответствует требованию промышленной применимости, так как может быть многократно воспроизведен и реализован на основе современных трехмерных лазерных измерительных устройств с использованием компьютерной техники и программ для численного моделирования газовых течений. Способ экспериментально опробован на кафедре «Автоматизации механосборочного производства» Южно-Уральского государственного университета (г.Челябинск).

Способ коррекции положения главной центральной оси инерции баллистического объекта, характеризующийся тем, что определяют расположение точек поверхности объекта, по полученным точкам создают расчетную модель объекта, устанавливают направление скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы, осуществляют минимизацию отклонений главной центральной оси инерции от скоростной оси объекта при условии равенства нулю подъемной силы до допустимых значений отклонений главной центральной оси инерции от продольной оси конструкторской системы координат, заданных в конструкторской системе координат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ремонта и технического обслуживания сложных технических изделий, например локомотивов, судов, самолетов. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тактильным датчикам оптического типа. .

Изобретение относится к способам обработки данных по результатам измерений, а именно к способам оценки достоверности допускового контроля параметров по результатам измерений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано, например, в системе управления двигателем внутреннего сгорания, включающей в себя преобразователь параметра среды, например каталитический нейтрализатор или газовый редуктор, для определения параметра среды, находящейся до или после преобразователя.

Изобретение относится к испытаниям объектов, содержащих электровзрывные устройства, на воздействие электромагнитных полей. .

Изобретение относится к авиационному приборостроению и предназначено для использования при создании систем автоматизированного управления параметрами полета, зависящими от его текущей высоты и параметров морского волнения, в частности для автоматической посадки (приводнения) гидросамолета на гладкую и на взволнованную поверхности.

Изобретение относится к радиоэлектронной измерительной технике и предназначено для использования при многоканальных измерениях, проводимых, в частности, в охранных системах режимных объектов.

Изобретение относится к техническим средствам обеспечения безопасности на угольных шахтах и может быть использовано для испытания приборов и элементов систем аэрогазового и пылевого контроля шахтной атмосферы, применяемых в угольной промышленности

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению переменных величин в системах, обладающих инерционными свойствами, когда зависимость измеряемой величины от времени является непрерывной функцией

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в кабельных схемах для соединения сенсорного модуля с измерительным преобразователем

Изобретение относится к области электротехники в частности, к цифровым системам управления и регулирования с аналоговым выходом, и может быть использовано для регулирования и проверки блоков регулирования, управления и защиты систем электропитания в замкнутой схеме (с обратной связью)
Изобретение относится к области технического обслуживания и ремонта подвижного состава железнодорожного транспорта в соответствии с его техническим состоянием

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано для коррекции главной центральной оси инерции баллистического объекта

Заявленная группа изобретений относится к области использования в транспортных средствах, например в автомобилях с электронными системами управления наполнением цилиндров двигателя (EGAS) в блоках управления двигателями должна реализовываться трехуровневая концепция. Заявленная группа изобретений относится к устройству контроля датчика (12) транспортного средства, прежде всего автомобиля на топливных элементах, к датчику транспортного средства с устройством контроля, а также к способу контроля датчика (12), соединенного с первым блоком (16) обработки данных. Заявленное устройство для контроля датчика (12) транспортного средства, прежде всего автомобиля на топливных элементах, включающее в себя: первый модуль (18) контроля, предназначенный для контроля работы датчика (12) на наличие неисправностей, второй модуль (20) контроля, также предназначенный для контроля работы датчика (12) на наличие неисправностей, третий модуль (30) контроля, предназначенный для контроля работы второго модуля (20) контроля датчика, первый блок (16) обработки данных, включающий в себя первый модуль (18) контроля датчика и соединяемый с датчиком (12), второй блок (24) обработки данных, соединенный с первым блоком (16) обработки данных и выполненный с возможностью выдачи сигнала (26) реакции на неисправность при обнаружении неисправной работы датчика (12). Объектом изобретения является также способ контроля датчика, соединенного с первым блоком обработки данных, включающий в себя следующие операции: контроль работы датчика на наличие неисправностей первым блоком обработки данных, резервный контроль работы датчика на наличие неисправностей, контроль выполнения операции резервного контроля на наличие неисправностей и выдачу сигнала реакции на неисправность вторым блоком обработки данных при обнаружении неисправной работы датчика. Технический результат заключается в обеспечении улучшенной, более экономичной и одновременно быстрой возможности надежной выдачи сигнала реакции на неисправность при обнаружении неисправной работы датчика, а также в осуществлении распределенного контроля компонентов и функций в системах с объединенными в сеть датчиками, в возможности передачи запросов реакции на неисправность на другие устройства управления не по сигнальной шине, а по дискретным линиям. Преимущество изобретения состоит в том, что модули контроля, прежде всего вторые и третьи модули контроля датчика, могут размещаться в каждом устройстве управления, соединенном сигнальной шиной с контролируемыми датчиками. Другое преимущество изобретения заключается в том, что запросы реакций на неисправность могут быстрее передаваться по дискретным линиям. Прежде всего в электромобилях, где требуется очень быстрая реакция водителя, такое решение создает большие преимущества. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх