Study THE ACCURACY CHARACTERISTICS OF AIRCRAFT WING VIBRATION PARAMETERS MICROMECHANICAL INERTIAL measurement SYSTEM IN maneuvering flight
Authors: Афонин А.А. , Маамо М.Ш. , Сулаков А.С. 
Published: July 2022

В настоящее время в связи с активным применением композитных материалов для построения самолетов, новые поколения их крыльев становятся все более гибкими, демонстрируя большую деформацию при нормальных эксплуатационных нагрузках, что особенно сильно проявляется в рамках маневренного полета с переменными воздействиями. В этой связи, разработка системы измерения параметров вибрации крыла, которую можно использовать в процессе эксплуатации самолета, в том числе, в полете, является актуальным научным направлением исследований в области построения информационно-измерительных систем. С помощью такой системы становится возможным непрерывно измерять параметры вибрации крыла, диагностировать состояние элементов его конструкции, прогнозировать появление и развитие их дефектов при воздействии различных нагрузок. Целью данной работы является исследование точностных характеристик микромеханической инерциальной системы измерения параметров вибрации крыла самолета в маневренном полете. При этом объектом исследования является микромеханическая инерциальная система, а предметом – ее структура, состав, алгоритмы работы и оценки ее точностных характеристик. Выполнение поставленной задачи требует применения современных аналитических и численных методов высшей математики и теоретической механики, методов теории случайных процессов и оптимального оценивания. В работе продемонстрирована актуальность разработки системы такого типа с использованием микромеханических инерциальных измерительных блоков. Приведены базовый состав и структура системы, описаны основные алгоритмы ее работы, включая алгоритмы определения параметров ориентации, навигации, коррекции и алгоритм вычисления параметров вибрации. Показаны и обсуждены результаты имитационного моделирования, подтверждающие работоспособность системы и возможность её эффективно использовать для измерения параметров вибрации крыла в маневренном полете.

Nowadays, in the view of the active use of composite materials in aircraft industry, the new generations of aircraft wings become more flexible, demonstrating greater deformations under normal operating loads, which is especially appeared in maneuvering flight with variable influences. In this regard, the development of a system for measuring wing vibration parameters to be used in maneuvering flight is considered an important scientific and research direction in the field of building information-measurement systems. With the help of such system, it becomes possible to continuously measure the wing vibration parameters, diagnose the state of its structural elements, and predict the appearance and development of their defects when exposed to various operating loads. The purpose of this work is to study the accuracy characteristics of a micromechanical inertial system for measuring the aircraft wing vibration parameters in maneuvering flight. In this case, the object of study is a micromechanical inertial system, and the subject is its structure, components, operation algorithms and the evaluation of its accuracy characteristics. The fulfillment of these scientific tasks requires the use of modern analytical and numerical methods of higher mathematics and theoretical mechanics, beside the methods of random processes theory and optimal estimation. The paper demonstrates the relevance of developing a system of this type using micromechanical inertial measurement units. The system basic components and structure are illustrated, the main algorithms of its operation are described, including the algorithm for determining the parameters of orientation and navigation, and the algorithm for calculating the vibration parameters. The results of simulation modeling are shown and discussed, confirming the operability of the system and the possibility of using it to effectively measure the wing vibration parameters in maneuvering flight.