СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АВТОПИЛОТА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА-АМФИБИИ БЕ-200 ВО ВРЕМЯ ЗАБОРА ВОДЫ

И. А. Попов

И. А. Попов Южный федеральный университет

Ключевые слова: Самолет-амфибия, Бе-200, режим глиссирования, скольжение по воде, забор воды, синергетический синтез, автопилот, демпфирование колебаний

Аннотация

Статья посвящена решению проблемы управления самолетом-амфибией Бе-200 при
заборе воды в режиме глиссирования. Указанный режим полета самолета-амфибии (СА)
относится к одному из самых напряженных для пилотирования. Управление самолетом в
режиме глиссирования требует от летчика высочайшей концентрации, поскольку гидро-
динамические характеристики уменьшаются, но растут аэродинамические, из-за чего
появляются ситуации, при которых СА становится неуправляемым. Для обеспечения безо-
пасной эксплуатации СА во время забора воды, а также обеспечения установившегося
взлета, летчик вынужден постоянно выдерживать определенное значение скорости, угла
дифферента, а также тяги двигателей путем перебора ручки управления двигателем
(РУД). В этой связи, представляется весьма целесообразным использование технических
средств автопилота, обеспечивающего контроль скорости, тяги двигателя и угла диффе-
рента для обеспечения устойчивости движения СА во время забора воды. В работе рас-
сматривается проблема синтеза автопилота для управления движением самолета-
амфибии во время забора воды, и при этом решаются следующие задачи: синтез автопи-
лота для управления продольным движением самолета-амфибии, а также управлением
посадкой на воду с последующим забором воды и взлетом с воды. Приведено обоснование
выбора математической модели движения самолета на воде. Представлена процедура
синергетического синтеза регулятора автопилота самолета-амфибии в режиме забора
воды. Новизна проводимого исследования заключается не только в рассмотрении устойчи-
вого движения самолета-амфибии во время его эксплуатации на водной поверхности, а
также и в моделировании самого процесса забора воды на глиссировании, что является
более комплексной задачей с точки зрения синтеза. В результате были получены законы
управления для автопилота, обеспечивающие устойчивое движение самолета-амфибии при
снижении по глиссаде, посадке на воду, заборе воды и последующем взлете с демпфирова-
нием продольных колебаний по углу дифферента на всем цикле водозабора

Литература

1. Aviatsiya: Entsiklopediya [Aviation: Encyclopedia], chief ed. G.P. Svishchev. Moscow:
Bol’shaya Rossiyskaya Entsiclopediya, 1994, 736 p.
2. Kosourov K.F. Teoreticheskie osnovy gidroaviatsii [Theoretical basics of hydroaviation].
Мoscow: Voenizdat, 1961.
3. Kobzev V.A., Kolesnikov A.A., Nguen F. Problemy upravleniya vzletom gidrosamoletov v
usloviyakh deistviya vozmushcheniy vneshney sredy [Problems of seaplane takeoff control
under the influence of environmental disturbances], Sb. dokladov VIII Nauchoy konferentsii po
gidroaviacii «Gidroaviasalon-2008» [Collection of reports of the VIII scientific conference on
hydroaviation «Hydroaviasalon-2008»]. Мoscow: Izd. CAGI, 2008.
4. Lukomskiy V.A., Chugunov V.S. Sistemy upravleniya morskimi podvizhnimi ob’ektami:
uchebnik [Control systems for marine mobile objects: tutorial]. Leningrad: Sudostroenie,
1988, 272 p.
5. Volkov G.V. Osnovy gidroaviatsii [Basics of hydroaviation]. Мoscow: Voenizdat, 1940.
6. Lotov A.V. Glissirovanie i bystryy vkhod tel v vodu [Water gliding and rapid entry of bodies
into the water]. Мoscow: Izd. MFTI, 1984.
7. Dyritsin Y.G., Anastasov V.K., Samokhin V.V., Safronov P.V. Osnovy gidromekhaniki
gidrosamoleta [Basics of sealplane hydromechanics]. Taganrog: IP Ashikhmina O.S., 2016,
362 p.
8. Samolet-amfibiya BE-200ChS. Rukovodstvo po letnoy ekspluatatsii [Flight manual]. Book 1
«Letnoe rukovodstvo». A201.0000.000 RLE-1.
9. Ostoslavskiy I.V., Strazheva I.V. Dinamika poleta. Traektorii letatelnykh apparatov [Flight
dynamics. Aircraft trajectories]. Мoscow: Mashinostroenie, 2005.
10. Dyritsin Y.G., Dyritsin D.Y. Gidrodinamicheskie ispytaniya modeley gidrosamoletov [Hydrodynamic
testing of seaplane models]. Taganrog: IP Ashikhmina O.S., 2015, 283 p.
11. Epstein L.A. Metody teorii razmernostey i podobiya v zadachakh gidromekhaniki sudov
[Methods of the theory of dimensions and similarity in problems of hydromechanics of ships].
Leningrad: Sudostroenie, 1970.
12. Bannikov Y.M., Lukashevskiy V.A., Luk’yanov S.S. Matematicheskaya model’ dvizheniya
gidrosamoleta na volnenii [Mathematical model of seaplane motion in waves], Sb. dokladov I
Nauchoi konferencii po hidroaviacii «Gelendjik-96» [Collection of reports of the I scientific
conference on hydroaviation «Gelendzhik-96»]. Moscow: Izd. TsAGI, 1996.
13. Spravochnik aviakonstruktora. T. II. Gidromekhanika gidrosamoleta [Aircraft conctructor’s
handbook. Vol. II. Seaplane hydromechanics]. Moscow: Izd. TsAGI, 1938.
14. Bukov V.N. Adaptivnye prognoziruyschie sistemy upravleniya poletom [Adaptive predictive
flight control systems]. Мoscow: Nauka: Gl. red. Fiz.-mat. lit., 1987.
15. Kolesnikov A.A. Novye nelineynye metody upravleniya poletom [New non-linear flight control
methods]. Мoscow: Fizmatlit, 2013, 193 p.
16. Sovremennaya prikladnaya teoriya upravleniya: Sinergeticheskiy podkhod v teorii upravleniya
[Modern applied control theory: Synergetic approach in control theory], ed. by
A.A. Kolesnikova. FTs «Integratsiya». Part II. Мoscow: Taganrog: Izd-vo TRTU, 2000.
17. Kolesnikov A.A. Sinergeticheskaya teoriya upravleniya [Synergetic control theory]. Мoscow:
Energoatomizdat, 1994.
18. Kolesnikov A.A. Sinergeticheskie metody upravleniya slozhnymi sistemami: teoriya
sistemnogo sinteza [Synergetic methods for complex systems control: the theory of system
synthesis]. Мoscow: KomKniga, 2006.
19. Popov A.N. Matematicheskie modeli letatel’nykh apparatov: ucheb. posobie [Mathematical
models of aircraft. Tutorial]. Taganrog.: Izd-vo TTI SFEDU, 2008.
20. Bondarets A.J. Sistema avtomaticheskogo upravleniya uglom khoda samoleta-amfibii pri
dvizhenii po vode na rezhime glissirovaniya [The system of automatic control of the angle of
the amphibious aircraft when moving through the water in the gliding mode], Sb. dokladov V
Nauchoi konferentsii po gidroaviatsii «Gidroaviasalon-2004» [Collection of reports of the I
scientific conference on hydroaviation «Hidroaviasalon-2004»]. Мoscow: Izd. TsAGI, 2004.
21. Nikitin A.I. Realizatsiya matematicheskoy modeli prostranstvennogo dvizheniya samoletaamfibii
Be-200 v srede MATLAB/Simulink [Implementation of a mathematical model of the
spatial motion of the Be-200 amphibious aircraft in MATLAB/Simulink], Issledovaniya i
perspektivnye razrabotki v aviatsionnoy promyshlennosti: Stat’i i materialy konferentsii [«Research
and advanced developments in the aviation industry»: Articles and conference materials].
Moscow: OAO «OKB Suhogo», 2005, pp. 80-84.