Спосіб доводки моментів інерції вільнолітаючої динамічно подібної моделі

Реферат: Спосіб доводки моментів інерції вільнолітаючої динамічно подібної моделі, при якому на вільнолітаючій динамічно подібній моделі розміщують доводочні вантажі по трьох осях. Використовують мінімум десять доводочних вантажів у всіх октантах. Вважають масу доводочних вантажів змінною, визначають суму відхилення фактичних значень масовоінерційних параметрів вільнолітаючої динамічно подібної моделі порівняно з потрібними за подобою значеннями цільової функції, визначають сумарну масу доводочних вантажів як обмеження і накладають його методом зовнішньої штрафної функції. Розраховують масу доводочних вантажів за допомогою алгоритму імітації відпалу, отримують розташовувані значення масово-інерційних параметрів вільнолітаючої динамічно подібної моделі. UA 110401 U (54) СПОСІБ ДОВОДКИ МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ ВІЛЬНОЛІТАЮЧОЇ ДИНАМІЧНО ПОДІБНОЇ МОДЕЛІ UA 110401 U UA 110401 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до технічної механіки та може бути використана для доводки моментів інерції вільнолітаючих динамічно подібних моделей (ВДПМ). ВДПМ геометрично подібна досліджуваному літаку, а її маса, моменти інерції та інші параметри забезпечують досить точну відповідність льотних характеристик ВДПМ та натурного літального апарата. Тому доводка моментів інерції до необхідних за подобою значень є важливим завданням контролю якості ВДПМ. При цьому визначають відхилення фактичних значень масово-інерційних параметрів ВДПМ від необхідних за подобою значень і здійснюють їх доводку. В процесі розробки ВДПМ, на двох етапах проектування і після виготовлення, моменти інерції ВДПМ повинні бути визначені і доведені. Відомий спосіб доводки моментів інерції ВДПМ з використанням рівняння моментального еліпсоїда для визначення маси, положення і конфігурації вантажів [Scherberg, M.G. Mass distribution and performance of free flight models [Text] / M.G. Scherberg, R.V. Rhode // NACA-TN268. - Washington, USA 1927. - 30 p.]. Цим способом отримують явне рішення для положення, маси і розмірів вантажу. Головним недоліком цього способу є деякі обмеження в здійсненні рішення і необхідність проб і помилок. Відомий спосіб доводки моментів інерції ВДПМ з використанням симетричних вантажів по трьох осях зв'язаної системи координат для доводки осьових моментів інерції і вантажів на основних площинах тіла для доводки відцентрових моментів інерції [Бетин А.В. Технология создания крупномасштабных свободнолетающих моделей для опережающих исследований критических режимов полета самолетов [Текст]: дис. д-ра техн. наук: 05.07.04 / - X., 2001. - 410 с]. Головним недоліком цього способу є складність установки доводочних вантажів на необхідних положеннях по осях зв'язаної системи координат ВДПМ, що викликає недостатню точність доводки моментів інерції. Задачею корисної моделі є підвищення точності доводки моментів інерції ВДПМ, що підвищує рівень подібності між натурним літаком і його ВДПМ, в підсумку забезпечує більш достовірні дані при моделюванні динаміки польоту натурного літака на ВДПМ. Поставлена задача вирішується таким чином. В способі доводки моментів інерції вільнолітаючої динамічно подібної моделі, згідно з яким на ВДПМ розміщують доводочні вантажі по трьох осях, відповідно до корисної моделі, визначають в усіх октантах вісім та кілька додаткових легкодоступних і досить міцних положень для доводочних вантажів в межах контуру ВДПМ. Масу доводочних вантажів вважають змінною x  (mд1, mд2, mд3 , mд4 , mд5 , mд6 , mд7 , mд8 , mд9 , mд10 ) . Визначають суму відхилення фактичних значень масово-інерційних параметрів у порівнянні з необхідними значеннями цільової функції. F1( x )  i6 1 w i Iфакт  I0 ; ( j  x, y, z, xy, yz, xz) , j j  35 F2 ( x)  w 7 xфакт  x0  w 8 yфакт  y0  w 9 zфакт  z0 , Тм Тм Тм Тм Тм Тм де x 0 , y 0 , z0 - необхідна координата центру мас ВДПМ; де I0 - необхідні моменти інерції Тм Тм Тм j ВДПМ; F1,F2 - цільові функції. Сумарну масу доводочних вантажів визначають як обмеження 40 Ф( x)  10 mдi  mд , де mд - допустима сума маси доводочних вантажів. Обмеження i1 накладають методом зовнішньої штрафної функції і додають до цільової функції, щоб скласти необмежену цільову функцію 45 F( x )  w10F1( x )  w11F2 ( x )  w12 Макс Ф( x ),02 , де wi,(i  1..12) - вагові коефіцієнти цільових функцій. Спочатку вагові коефіцієнти цільових функцій вибирають, а потім ці коефіцієнти виправляють після декількох запусків програмного забезпечення оптимізації за допомогою алгоритму імітації відпалу. В результаті мінімізації цільової функції визначають масу доводочних вантажів, використовуючи яку отримують  розташовувані 50 значення моментів  інерції ВДПМ(Iрасп,Iрасп,Iрасп,Iрасп,Iрасп,Iрасп ) xм yм zм xyм xzм y z м та розташовувані значення маси ВДПМ (mрасп ) . м Спосіб ілюстрований кресленням. На Фіг. 1 - принципова схема розташування доводочних вантажів на ВДПМ, вигляд збоку, де допоміжна вісь О'Х' знаходиться в площині будівельної горизонталі фюзеляжу і вісь О'Y' перпендикулярна до осі О'Х' і проходить через передню точку ВДПМ. На Фіг. 2 - принципова схема розташування доводочних вантажів на ВДПМ, вигляд зверху. Спосіб здійснюється наступним чином. На вільнолітаючій динамічно подібній моделі (ВДПМ) 1 визначають десять легкодоступних і досить міцних положень для доводочних вантажів 2 у всіх 1 UA 110401 U 5 10 октантах в межах контуру ВДПМ. Вважають масу доводочних вантажів змінною, визначають суму відхилення фактичних значень масово-інерційних параметрів ВДПМ порівняно з потрібними за подобою значеннями цільової функції, визначають сумарну масу доводочних вантажів як обмеження і накладають його методом зовнішньої штрафної функції, розраховують масу доводочних вантажів за допомогою алгоритму імітації відпалу, в результаті отримують розташовувані значення моментів інерції ВДПМ та розташовувані значення маси ВДПМ. При розташуванні вантажів на точних положеннях отримують доведену ВДПМ. Перевагою заявленого способу є можливість визначення необхідних і легкодоступних точних положень для встановлення вантажів. Крім того, за допомогою алгоритму імітації відпалу можна знайти найближче рішення до оптимального значення в будь-якому випадку. Також застосування способу може бути розширено на більш складні задачі, що визначають більшу кількість змінних або обмежень завдання. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб доводки моментів інерції вільнолітаючої динамічно подібної моделі, при якому на вільнолітаючій динамічно подібній моделі розміщують доводочні вантажі по трьох осях, який відрізняється тим, що використовують мінімум десять доводочних вантажів у всіх октантах, вважають масу доводочних вантажів змінною, визначають суму відхилення фактичних значень масово-інерційних параметрів вільнолітаючої динамічно подібної моделі порівняно з потрібними за подобою значеннями цільової функції, визначають сумарну масу доводочних вантажів як обмеження і накладають його методом зовнішньої штрафної функції, розраховують масу доводочних вантажів за допомогою алгоритму імітації відпалу, отримують розташовувані значення масово-інерційних параметрів вільнолітаючої динамічно подібної моделі. 2 UA 110401 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3