Технические науки/9. Авиация и космонавтика

Зосимович Н.В.¹, Якименко В.М.²

¹Национальный авиационный университет (Киев, Украина )

²Межрегиональная академия управления персоналом, Житомирский филиал

Определение площади купола тормозной парашютной системы ДПЛА для оперативного природоресурсного и экологического мониторинга окружающей среды

Постановка задачи. Пусть при определенном типе конструкции дмстанционно-пилотируемого летательного аппарата (ДПЛА) для оперативного природоресурсного и экологического мониторинга окружающей среды, парашюта известны коэффициент лобового сопротивления отнесенный к искомой площади и коэффициент динамичности купола Кроме того, пусть задано предельное значение скорости допустимое при приземлении ДПЛА под углом [2]. Из практики известно, что это наихудший вариант условий приземления и надежности работы ДПЛА.

Известно также, что при вертикальном снижении ДПЛА существует некоторая критическая скорость установившегося движения [1]:

(1)

Аналитическое решение задачи. Очевидно, что заданная скорость не должна быть меньше максимальной критической [3]:

(2)

где и соответственно максимальная масса ДПЛА и минимальная плотность воздуха с учетом известных разбросов и относительно их номинальных значений и Из неравенства (2) найдем первые из условий, которым должна удовлетворять искомая площадь купола парашюта:

При сбросе ДПЛА с минимальной высоты (или при минимальной высоте вершины траектории) парашют должен затормозить ДПЛА, т.е. снизить скорость от максимальной до заданной за ограниченный интервал времени определяемый по приближенной формуле [3]:

Пренебрегая малыми изменениями угла траектории относительно его начального нулевого значения в вершине траектории, представим уравнение движения ДПЛА для оперативного природоресурсного и экологического мониторинга окружающей среды в виде

(3)

где

Очевидно, что эффект торможения будет наименьшим при

(4)

На (4) и следует ориентироваться при получении гарантированного проектного решения. Проинтегрировав уравнение (3) в соответствующих пределах получим соотношение которое можно использовать для формирования второго условия для выбора площади купола парашютной системы (ПС):

Из условия прочности купола задается максимально допустимая осевая перегрузка и требуется выполнение условия

Запишем выражение для осевой перегрузки в виде

(5)

где сила лобового аэродинамического сопротивления купола,

Из условия равенства веса и силы аэродинамического сопротивления при установившейся критической скорости с учетом (5) получим откуда

где максимальная скорость в момент раскрытия купола ПС;

минимальная критическая скорость снижения ДПЛА на парашюте,

С учетом равенства можно записать условие ограничения по перегрузке в виде

(6)

Для обеспечения гарантированного запаса в качестве рассматривается скорость приземления ДПЛА без ПС, рассчитанная по экспоненциальной теории [3]. В правую часть неравенства (6) входят также предельные значения и рассчитываемые с учетом известных разбросов как и

Таким образом, полученная система неравенств

(7)

определяет область допустимых значений площади купола

Исходя из условий точного приземления ДПЛА на заданную площадку оптимальное значение площади купола определяется по формуле

(8)

где используется коэффициент «запаса» [3]:

с учетом относительных погрешностей экспериментального определения коэффициента лобового аэродинамического сопротивления и коэффициента динамичности.

Вывод. В работе поставлена и решена аналитическая прикладная задача определения купола тормозной парашютной системы ДПЛА для оперативного природоресурсного и экологического мониторинга окружающей среды при заданных динамических ограничениях.

Литература

1. Байдаков В.Б., Клумов А.С. Аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов: Учебник. – М.: Машиностроение, 1979. – 344 с.

2. Генерозов В.Л., Муравьев Ю.В. Метод наземных стендовых испытаний по вытягиванию парашюта. http://www.mai.ru/

3. Грумондз В.Т., Яковлев Г.А. Алгоритмы аэрогидробаллистического проектирования. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 304 с.: ил.

Таблица регистрации

Страна	ФИО авторов	Место работы/ учебы	Телефон / Факс	e-mail	Адрес для переписки
Украина	Зосимович Николай Владимирович Якименко Валентина Михайловна	Национальный авиационный университет, Киев Межрегиональная академий управления персоналом, Житомиский филиал, Житомир	+8 050 170 8017; +80412 41 2049 +8 050 454 49 91 +8 0412 24 14 88	NZosimovich@yandex.ru	Получатель Зосимович Н.В. Ул. Схидна, 66, кв. 9, г. Житомир, Украина, 10012

Название доклада	Секция конференции	Подсекция конференции	Объем доклада /Тезисов	Кол-во необходимых сборников
Определение площади купола тормозной парашютной системы ДПЛА для оперативного природоресурсного и экологического мониторинга окружающей среды	Технические науки	Авиация и космонавтика	6/6	2