Идеальный истребитель 4-го поколения.

MIKLE>А не будет ли так. что к моменту прихода рулей в заданое положение(проскакивания оного) придёт следующая команда? т.е. надо будет не отрабатывать заброс, возвращаясь в нужное положение(при малом демпфировании), а рулить в новую точку?[»]

Всенепременно будет. Но, зная динамику (линейной) системы, можно рассчитать ее поведение при любом входном сигнале. Просто "ступенька" (и "импульс") - это типичные тестовые сигналы, по ним удобно сравнивать.

Zeus>>Допустим, ракета задирает нос вверх. Оперение идет вниз, и на нем появляется некоторая (не очень большая) вертикальная составляющая скорости. Эта составляющая увеличивает местный угол атаки, повышая подъемную силу на оперении и тем самым препятствуя увеличению тангажа...
Вуду>...и чем больше скорость (и скоростной напор), тем эта подъёмная сила на оперении, стабилизирующая, стремящаяся возвратить ракету к исходным нулевым балансировочным значениям, будет выше.

...и тем выше возмущающий момент. Все это компенсируется.
Сама подъемная сила, возможно, будет и больше. Но ведь все аэродинамические силы при этом больше. Важно их относительное различие.

Zeus>>Отсюда видно, что чем выше скорость полета, тем меньший процент будет составлять эта самая вертикальная добавка при равных угловых скоростях, и тем меньше будет демпфирование.
Вуду>- Тем больший!

Прирост угла атаки несомненно меньший. И это все определяет. Это же азбука, 2-й курс, не заставляйте меня искать в сети учебник.

Zeus>>Можно только вычислить следующую производную, продифференцировав угловую скорость, что дело крайне ненадежное.
Вуду>- Что значит - ненадёжное, например, сегодня, если это умели делать ещё более 35 лет назад??

Вам уже намекнули, что проблема здесь принципиальная. Я даже скажу, что 35 лет назад дифференцировать, возможно, умели даже лучше, потому как аналоговая машина для этого лучше приспособлена в принципе

>Там же, в уравнениях, вторые производные не "от балды", не просто так, - они конкретно воплощены в приборах и используются всё время.
Вуду>Чё-то я, дорогой т-щ, в этих местах не понимаю причин Вашего нигилизма...

Это все имеет дорогую цену. Производная не на халяву достается. И самая большая проблема в том, что чем быстрее динамика системы (вот ракета например), тем труднее дифференцировать сигнал. Если сигнал меняется меееедленно (и при этом не зашумлен), то и производную можно найти более-менее точно, чего ж не воспользоваться. А вот с быстроменяющимся сигналом такое не получится, и если попытаться снять производную, систему можно скорее развалить, чем помочь.

Вуду>- Но гляньте, в ссылке на АП-15, там же вторые производные по углам - по всем трём каналам!

Так я видел. Я говорю, что для "классического случая" (для лайнера) вполне достаточно и первой производной - и забросы будут в пределах, и быстродействие, и т.п. А дальше - по требованию. Если, скажем, нужно очень точное выдерживание заданного сигнала, можно добавить интеграл ошибки в обратную связь. Если нужно быстродействие - можно попробовать снять производную, но очень осторожно, только убедившись, что собственная динамика и точность вычислителя многократно превосходит динамику сигнала.

Zeus>>Но главное-то, к спору: если и учитывают 3-5-10-е производные на ракете, то и на самолете того же поколения их, возможно, учитывают
Вуду>- Я не думаю, что где-то учитывают 5-10 производные... :o

Это я пошутил Неважно, какие именно производные, я говорю о любой неизмеряемой производной.

Вуду>Может быть - и на самолётах тоже, но к нашей задаче это не имеет ни малейшего отношения - пусть самолёт-цель хоть сам Господь Бог точнёхонько по ниточке проводит, тогда нашей ракете будет его ещё проще поразить - меньше будет неопределённостей с его траекторией!..

Как не имеет? Вы же рассматриваете противоборство самолета и ракеты? Мол, ракета за столько-то секунд развернется, самолет - за столько-то, разве нет?

Вуду>- Я думаю, всё-таки, по поводу того, что автоматическое управление при 50g и автоматическое управление при 2g, как правильно заметил т.Aaz, это всё-таки разные звери количественно, и количество это переходит в качество.

Неа. По коэффициенту (усилению) разницы практически нет. Куда важнее полоса пропускания системы. Вот то, что у ракеты частота гораздо выше, это существенно. Да и то: это выливается в соответственно более высокие требования к бортовому вычислителю и руль-машинкам. Как только они удовлетворены, принципиальная разница опять пропадает: как было, скажем, в случае линейной системы, оптимальным демпфированием ~0.7, так и осталось, что на Мрии, что на ракете.

Реальная разница заключается как раз в разных требованиях к законам управления. По какой-то причине, например, кому-то может потребоваться повышенная точность - тогда добавят еще одну обратную связь, усложнят автопилот. Могут потребовать наименьшее время срабатывания (система самонаведения, скажем, требует), и ничего, что будет повышенная раскачка - чай, не пассажиры сидят, не стошнит. А может оказаться, эта самая система еще почувствительней пассажиров - тогда придется сильнее извращаться.

Так что все определяется конкретными требованиями. Какие они - я не знаю. Как скажут, так и сделают. Если это технически осуществимо, разумеется. Вот, я говорил, например, что реализовать дифференцирование сигнала датчика в ракете требует куда большей точности вычислителя (и самого датчика), чем на самолете. А он еще должен быть маленьким! Еще не факт, что поставят.

>Поэтому мне кажется, что там, где самолёту (неманёвренному, лайнеру) хватит "выше крыши" и второй производной, там ракете, с её дикими максимальными перегрузками, для большей точности и третьей может быть маловато...

"Дикость" этих перегрузок очевидна только сопроматчикам. Покуда ракета с ними справляется, для нее это норма С "точки зрения" автопилота, маневренность заключается проценте использованной полосы пропускания и уровнях сигналов. Поэтому автопилот Ил-86 вполне может "думать", что его машина маневренна, ведь он работает "на полную" Еще раз говорю: дело не в абсолютном значении сигналов, а в требованиях к этим сигналам и качеству управления.

И еще один момент. У ракеты, допустим, 50 ед. перегрузки. Но еще не факт, что она должна учитывать ее с той же точностью, что самолет. У нее и поребные перегрузки выше. Если для пассажирского лайнера 1.5 ед - практически предел в эксплуатации, то для ракеты эти 1.5 ед - почти ничего, траектория почти не изменится. Надо смотреть допуски по траектории и т.п.

Vidi> Я видел тоже самое движение, но в исполнении Су-26, а задолго до того Як-50.

Секундочку. Это машины принципиально другого класса. У них собственная динамика на порядок проще и им никакой автопилот не нужен.

А вот чтобы такое же сотворить на многотонном истребителе, без хорошей системы управления не обойтись, да и мастерство требуется повыше. При всем при том что на истребителе летчик не чувствует самолет через ручку так, как это возможно на пилотажнике (система управления необратимая, загрузка лишь имитируется).

Aaz>>Насколько я помню, проблема вычисления производных состоит в том, что дифференцировать можно с куда меньшей точностью, чем интегрировать.
Вуду>- А меня с детства кудрявого учили, что дифференцировать много-много проще, чем интегрировать... [»]

Это про аналитические функции. Здесь же речь идет о численном дифференцировании измеряемого сигнала. Чтобы его проинтегрировать, нужно всего лишь брать очередной отсчет уровня сигнала и домножать его на интервал времени, прошедшего с предыдущего опроса, и прибавлять к тому, что накопилось ранее (речь о цифровой технике).

Для дифференцирования же надо использовать два уровня, нынешний и предыдущий, получить их разницу и поделить на время. При этом у нас получится некое подобие производной где-то между предыдущим и нынешним шагом, а нам надо использовать этот сигнал сейчас, от этого шага до следующего. Теперь представьте, что сигнал резко попер вверх (ну, просто шум возник, всплеск). По значению самого сигнала рост может быть совсем небольшой, скажем, 1%, автопилот его и не заметит. Но производная из-за этого может возрасти в несколько раз. А когда в следующем отсчете сигнал вернется на место, эта производная точно так же ухнет вниз. Если уж весь сигнал зашумлен, то производную просто колбасить будет.

Конечно, это на пальцах, простейший случай для иллюстрации. Против всего этого можно бороться - фильтровать шумы, сглаживать сигнал и т.п. - но это все припарки, сама проблема - именно принципиальна.

digger> Тaк пушкa дoлжнa пoпaсть тoчнo, a у рaкеты кoнус рaзлетa oскoлкoв или стержней, сaмoлет дoжен oчень сильнo бoлтaться, чтoбы зaтруднить пoрaжение физически.
- Нет-нет. Здесь речь не идёт о "болтаться", здесь речь идёт о том, что траектория полёта самолёта будет отличаться отличаться от вычесленной аппартурой ракеты. Ракета будет стремиться в эту точку, а самолёт будет в другой - не обязательно далеко - в паре сотен метров, например... Разумеется траектория ракеты будет множество раз уточняться, но самолёт, с "неправильной" системой автоматического управления, будет всё время вводить ей погрешности и затруднять прицеливание.. Не ровён час - она и промажет...

digger>Пoпытки oбмaнуть сoвременную рaкету тaким oбрaзoм вряд ли будут удaчными, oнa умнaя и кoлебaния лечaтся демпфирoвaнием.
- Это Вы чой-то из другой оперы запузырили...

digger>В сoвременных рaкетaх сoфтвернoе ПO, бaги чинятся прямo нa пoлигoне.[»]
- А это уже из третьей оперы...

Zeus>>Прирост угла атаки несомненно меньший. И это все определяет. Это же азбука, 2-й курс, не заставляйте меня искать в сети учебник.
Вуду>- Прирост угла атаки будет несомненно меньший, но скоростной напор от скорости возрастает в квадрате, в результате при меньшем возникшем угле на крыльях и рулях ракеты возникнет большая сила. (Не забудьте, что момент инерции остаётся одинаковым и в том, и в другом случае).

А причем здесь момент инерции? Речь об аэродинамических силах. "В квадрате" возрастут все аэродинамические силы. Надо смотреть на изменение коэффициентов.

>И демпфирующие характеристики при большем скоростном напоре лучше. На практике проверено...

"На практике" вы не можете выделить демпфирование из остальных факторов. Впрочем, увеличение собственной колебательности на больших скоростях хорошо заметно по полетным записям.

Да вот вам всем хорошо известный пример. Максимальная скорость МиГ-25 ограничена именно из-за недостаточного демпфирования по рысканию на больших скоростях.

Zeus>>Как не имеет? Вы же рассматриваете противоборство самолета и ракеты? Мол, ракета за столько-то секунд развернется, самолет - за столько-то, разве нет?
Вуду>- Нет. Чем точнее самолёт-цель при манёвре выдерживает траекторию, чем ближе она к математически идеальной, тем проще нашей ракете в него попасть (если он, разумеется, в пределах зоны поражения). А если он болтается на траектории, то попасть в него сложнее.

А причем здесь точность системы управления? Она определяет точность следования заданному сигналу, т.е. желанию летчика. Ракета же не знает, где в измеренной траектории желание пилота, а где - ошибка. Она просто измеряет траекторию.

Вуду>- Я, собственно, качество управления и имел ввиду. Поскольку от него точность траектории ракеты зависит. Следовательно - точность попадания в цель.[»]

Вот-вот. Только еще вопрос, у чего - ракеты или самолета - требования к относительной точности управления выше.

Balancer>В идеальных условиях, если ось проходит через центр тяжести пилота и голова окажется в ~70см от оси вращения, при угловой скорости 2 об^-1 перегрузка, испытываемая башкой пилота будет составлять = 110м/с или 11.2G.

Ну, во-1, м/с² А во-2, омега, строго говоря, в рад/с измеряется, потому в формуле 4pi² одновременно с омегой нельзя писать. Впрочем, в данном случае на результат это не влияет

Вуду>>- Вопрос, конечно, интересный: может ли, например, F-15A в принципе отвернуть от ракеты AIM-54C, у которой на одной с ним высоте располагаемая перегрузка всегда, практически, вдвое больше, чем у него?
Balancer>Ккто сказал? От скорости ракеты уже ничего не зависит? Или будем AIM-54 в упор сажать?
- Ты не читаешь предварительно ранее написанное по теме? Прям сразу просто берёшь - и пишешь?
Вот же Вуду Вчера, 16:31. Как бы у меня получился радиус разворота ракеты с максимальной перегрузкой в 7340 мтров, если я бы не учитывал её скорость?? :o Там скорость в формулу радиуса входит...


Вуду>>Для наглядности Вам: самолёт F-16 выполняет "бочку" с максимальной угловой скоростью в 720^o/сек.
Balancer>В идеальных условиях, если ось проходит через центр тяжести пилота и голова окажется в ~70см от оси вращения, при угловой скорости 2 об^-1 перегрузка, испытываемая башкой пилота будет составлять = 110м/с или 11.2G. Это отрицательная перегрузка. И это идеальный случай.
- Раз ты это не стёр, значит ошибкой это не считаешь... Пусть башка лётчика будет даже в 1 метре от оси вращения (для пущей простоты расчёта), тогда при угловой скорости в 720^o/сек она будет двигаться по окружности со скоростью 12.56 м/сек. И точка, находящаяся на расстоянии 1 метра от оси вращения будт испытывать ускорение V²/R=12.56 м/сек². Делим на 9.81 и получаем n_y= -1.28g. Всего лишь...

Balancer>В общем, эти 720 градусов из той же оперы, что 720км дальности обнаружения и т.п. [»]
-

Конструктор>> - поэтому происходит или "заброс" рулей ракеты или они ее "недоворачивают"...
Aaz>Помнится, по ТАУ нас учили, что для получения необходимого быстродействия нужна система с перерегулированием. С другой стороны, система с перерегулированием в данном случае будет заведомо хуже по энергетическим потерям ракеты. Интересно, а как на практике делают - Вы не в курсе?[»]

На практике так и делают- я уже писал, что для "одноразового" поворота рули делают обычно 3-4 коррекции. 2-это я уж описывал идеальный случай.
Это у "серьезных ракет"- таких как В-В или В-П, где привода и СУ можно сделать дорогими. ПТУРы вообще "махают" управляющими поверхостями непрерывно-за, что, спрашивается 3М9 "Шмелем" прозвали

Aaz>Интересно, почему все же приходится увеличивать количество коррекций? Я могу лишь предположить, что существует необходимость иметь максимальные угловые скорости ракеты для быстрых доворотов на конечном участке траектории, а для этого приходится снижать демпфирование, жертвуя "оптимальностью"...

Да, вдобавок считается, что лучше "поволнообразить" на активном участке (когда у тебя есть энергетика), чем существенно промахнутся на конечном

Aaz>Вопрос чуть в сторону: сейчас какое управление рулями применяют - пропорциональное или импульсное?

Всякое

Aaz>И еще: учитывается ли (и как) в программах САУ изменение МИХ ракеты по мере выработки топлива?[»]

На наших последних учитывалось, но все равно САУшники ныли и просили не менять сильно центровку во время полета. Вплоть до выхода на ГК и принудительного (для нас) решения делать 2 бака на некоторых вариантах компоновки.

Aaz>"2 бака" - просто жаргон? Ибо я полагаю, что ЖРД на "небольших" УР теперь не делают.

А ПВРД? Он ведь на том же керосине работает, что и самолеты

Aaz>Мне в свое время приходилось заниматься проблемой зависимости центровки от топлива (не столько от самой выработки - там все просто, сколько от "бултыхания" полувыработанных баков). На истребителе это вообще темная ночь получается. [»]

Ну тут ситуация несколько проще- можно "спроецировать" момент наибольшего "бултыхания" на маршевый участок полета, когда ракета особо не дергается по углам и перегрузкам

Nikita>А почему Вы уверены, что в General Dynamics истребитель делали, а не многоцелевик ? [»]

ну если считать что возможности ПРНК для работы по земле на уровне МиГ-15 (утрирую слегка) это для многоцелевика нормально, то тогда делали многоцелевик

tarasv> ну если считать что возможности ПРНК для работы по земле на уровне МиГ-15 (утрирую слегка) это для многоцелевика нормально, то тогда делали многоцелевик [»]

Гы... На прототипах F-16 вообще ПрНК не было

Вопрос в том что хотели сделать General Dynamics и на что закладывались. А когда наступила реализация задела и наступила ли вообще это уже другой аспект.