A MATHEMATICAL MODEL OF THE MILITARY TRANSPORT AIRCRAFT MOVEMENT AT CARGO ITEM DROP ; МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ВОЕННО-ТРАНСПОРТНОГО САМОЛЕТА ПРИ ДЕСАНТИРОВАНИИ МОНОГРУЗА
The controllability of military transport aircraft deteriorates at heavy single piece landing. To solve this problem and a specific methodology for pilotage of the pre-emption, and automation tools are being developed. Preliminary study ofpilotage technique and authomatic control algorythm demand a reliable mathematical model of aircraft dynamics at cargo item drop. Such model should take into account significant change in the position of the aircraft center of mass and aircraft inertia tensor. Simplified models were based on modeling the movement of the center of mass and rotation around the center of mass of the aircraft. Such models do not take into account the inertial forces and moments of moving a cargo item. This circumstance does not allow to obtain reliable results in the simulation. The article presents the description of the complete mathematical model of the movement of military transport aircraft in landing of a cargo item. Examines the complex material system of solids and a detailed description of the properties of its components. The equations of motion of the aircraft as a system carrier (aircraft without a cargo item) and wear (of moving a cargo item) bodies to reflect the changes in the inertia tensor. The functioning of the power plant, steering actuators, flight control system, an exhaust chute, the sensors of the primary information are taken into account. The equations of motion for systems of bodies projected on the aircraft reference plane are being recorded. This approach takes into account changes of the inertia tensor and the position of the main central axes of inertia in the process of landing of a cargo item. It allows us to simulate the condition of the aircraft at all speeds of the pitch, normal overload, and masses of single piece and placement, as evidenced by the high convergence of modeling results with data from flight tests. ; При десантировании тяжелых моногрузов ухудшается управляемость военно-транспортного самолета. Для решения этой проблемы применяется специальная методика пилотирования с упреждением, разрабатываются средства автоматизации. Для предварительной проработки методики пилотирования и для синтеза алгоритма автоматического управления необходимо иметь достоверную математическую модель динамики самолета при десантировании моногруза. Такая модель должна учитывать значительное изменение положения центра масс и тензора инерции самолета. В этой связи при использовании упрощенных моделей движения центра масс и вращения вокруг центра масс самолета не учитываются инерционные силы и моменты от перемещающегося моногруза, действующие на него, что не позволяет получать достоверные результаты при моделировании. В статье представлено описание математической модели движения военно-транспортного самолета при десантировании моногруза как сложной материальной системы твердых тел с подробным описанием свойств ее компонентов. Представлены уравнения движения самолета как системы несущего (самолет без моногруза) и носимого (перемещающегося моногруза) тел с учетом изменения тензора инерции. Учитывается функционирование силовой установки, рулевых приводов, системы управления самолета, вытяжного парашюта, датчиков первичной информации. Применяется форма записи уравнений движения системы тел в проекциях на оси связанной с самолетом системы координат. Такой подход учитывает изменения тензора инерции и положения главных центральных осей инерции в процессе десантирования моногруза. Это позволяет достоверно моделировать состояние самолета при любых значениях скорости тангажа, нормальной перегрузки, а также массах моногрузов и вариантах их размещения, что подтверждается высокой сходимостью результатов моделирования с данными летных испытаний.
