Комплексный динамический стенд для настройки систем беспилотных летательных аппаратов

При разработке образцов накопления повреждений в них и изделии в целом необходимо учитывать принцип циклического нагружения. В особую область выделяются отказы программного обеспечения. Сложность взаимосвязи отказов аппаратных и программных средств, ограниченность ресурсов, выделяемых для испытаний на надежность, требуют продолжительного наблюдения за составными частями БАК

ЛИТЕРАТУРА

в процессе эксплуатации и сопровождения программного продукта разработчиком. Для этого нужно постоянно вести журнал учета неисправностей и контролировать достоверность собираемых сведений.

Нерешенной проблемой остается создание централизованной системы сбора, распределения и реализации информации о надежности беспилотных авиационных комплексов. СИ

http://innosfera.by/2017/02/reliability

1. Надежность и эффективность в технике: справочник в 10 т.- М., 1986-1990. Т. 1.

2. Надежность технических систем: справочник / Ю.К. Беляев [и др.]; под ред. И.А.Ушакова.- М., 1985.

3. Голиков В.Ф., Прохоренко В.А. Учет априорной информации при оценке надежности.- Мн., 1979.

4. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения: ГОСТ 27.002-1989.- М., 1990.

5. Кузнецов А.П. Основы теории надежности и эксплуатации вооружения: учеб. пособие.- Мн., 1978.

6. Семак Ю.И. Реализация инновационного развития вооружения, военной и специальной техники на базе использования виртуальных компонентов // Вестник воздушно-космической обороны. 2016. № 2 (10), С. 75-86.

7. СРПП ОП. Военная техника. Программы обеспечения надежности. Основные положения. СТБ В 15.206-2012.- Мн., 2012.

комплексный динамический стенд для настройки систем беспилотных летательных аппаратов

Комплексный динамический стенд (КДС) в НПЦ многофункциональных беспилотных комплексов был разработан для качественной настройки пилотажно-навигационных комплексов, гиростабилизированных видеосистем беспилотных летательных аппаратов и входящих в них датчиков. Возмущающими воздействиями для них являются угловые и поступательные движения летательного аппарата при его полете в атмосфере. В лабораторных условиях проще технически произвести угловое движение, так как не требуется большое физическое пространство для перемещения объектов в стенде. Их конструкции включают в себя 2 или 3 рамки, обеспечивающие степени свободы вращательного движения (рис. 1, 2) [1, 2].

Рис. 1. Трехосевой стенд AC3350-70 производства «ACUTRONIC Switzerland Ltd»

Окно возможностей для беспилотников

i

Александр Щавлев,

замдиректора НПЦ многофункциональных беспилотных комплексов НАН Беларуси

Александр Левадный,

научный сотрудник НПЦ многофункциональных беспилотных комплексов НАН Беларуси

Поступательное движение в ограниченном диапазоне можно имитировать с помощью пяти-шестистепенного стенда, широко используемого для построения авиационных тренажеров, тренажеров наземной мобильной техники и 5Б-кинотеатров виртуальной реальности. В тренажерах наиболее распространена шестистепен-ная платформа Стюарта, которая кроме имитации углового положения летательного аппарата позволяет пилотам ощущать нормальную, продольную и боковую перегрузку и угловые ускорения по всем трем осям [3, 4]. Ввиду ограниченности хода платформы этот процесс выполняется кратковременно.

Электромеханическую платформу Стюарта имеет комплексный тренажер вертолетов Ми-8 и Ми-17 (рис. 3). Она обеспечивает линейные перемещения вдоль осей земной системы координат - не более 1 м, линейные ускорения -не более 4-5 м/с2 и угловые - не более 140°/с2.

Разработанный в НПЦ многофункциональных беспилотных комплексов стенд (рис. 4) обладает более высоким диапазоном параметров вращательного движения при отсутствии линейного перемещения. Например, достигается угловая скорость вращения рамок - 180°/с, максимальное угловое ускорение - 800%2. Такой

диапазон обеспечивает проверку в эксплуатируемых БЛА пилотажно-навигационных комплексов, гиростабилизированных видеосистем БЛА и МЭМС-датчиков угловой скорости.

Стенд обеспечивает:

движение по программируемым траекториям в угловые положения с заданным законом изменения угловой скорости и ускорения;

формирование траекторий движения с требуемой стабильностью по скорости для испытаний датчиков угловых скоростей и гармонических колебаний с частотой до 8 Гц;

синхронную по времени регистрацию задающих параметров, текущих параметров траектории движения и угловых координат, параметров и сигналов полезной нагрузки;

удобство крепления, юстировки осей и опорных поверхностей полезной нагрузки с осями вращения карданова подвеса.

Опорно-поворотное устройство стенда выполнено из алюминиевого профиля и надежно монтируется с помощью фабричных соединительных деталей. Для управления рамками стенда используются электрические бесколлекторные серводвигатели фирмы «Harmonic Drive» мощностью до 1 кВт. Они комплектуются высокоточным механическим редуктором, угловым инкрементальным энкодером положения ротора мотора, угловым абсолютным энкодером положения выходного вала. Все эти детали сбалансированы

Рис. 3. Электромеханическая платформа Стюарта обеспечения подвижности

Рис. 2. Двухосевой стенд ST2356 с термокамерой производства компании «ACTIDYN SYSTEMES S.A.»

Рис. 4. Комплексный динамический стенд, разработанный в НПЦ многофункциональных беспилотных комплексов

по стоимости и обеспечивают высокую точность при работе. Механический редуктор волнового типа не имеет люфта, присущего обычным зубчатым передачам. Его динамическая ошибка типа «гистерезис» находится на уровне 1-3 угловых секунд. В случае использования в электродвигателях механического редуктора с планетарной передачей и при значительном по величине моменте нагрузки существуют зоны нечувствительности редуктора, что приводит к ухудшению точности позиционирования [5]. В такой ситуации для повышения точности требуется усложнение алгоритмов управления стендом, предварительной калибровки и формирования сигналов коррекции [6].

В сочетании с высокой угловой разрешающей способностью абсолютного энкодера электромеханический привод рамки позволяет выставить угловое положение рамки с точностью до 2 угловых минут по отношению к горизонтальной земной плоскости. Угловая разрешающая способность инкрементальных энкодеров обеспечивает относительное перемещение рамок и полезной нагрузки с точностью до 1 угловой секунды. Круговое движение и передачу 20 информационных сигналов целевой нагрузки обеспечивает вращающееся контактное устройство.

Для статической проверки и калибровки акселерометров в пределах ускорения происходит выставка посадочного столика в определенных угловых положениях. Для контроля чувствительности, смещения нуля акселерометра можно применять способ формирования центробежных [7] и кратковременных тангенциальных ускорений.

Перспективное направление использования стенда - полунатурное моделирование полета БЛА с размещением видеосистемы на подвижных рамках, исследование точности работы автоматических систем стабилизации и сопровождения объектов. ЕЗ

http://innosfera.by/2017/02/setting_systems

ЛИТЕРАТУРА

1. Трехосевой стенд вращения и позиционирования AC3350 / Буклет по техническим характеристикам, ACUTRONIC Switzerland Ltd, Bub ikon.— Switzerland.

2. Tschirky M., Kaegi M., Zana L. Inertial MEMS Testing New Challenges in Motion Simulation / Acutronic USA Inc. Symposium Gyro Technology.- Germany, 2009.

3. CAE7000 Series is a high-end customized full-flight simulator // cae.com.

4. Александров В.В. Математические задачи динамической имитации полета.- М., 1986.

5. Щавлев А.А, Левадный А.Н. Отчет о патентных исследованиях НИОК(Т)Р «Разработать и внедрить комплексный динамический стенд для настройки и отработки пилотажно-на-вигационных комплексов (ПНК) и гиростабилизированных видеосистем БЛА», УДК 531.383+629.735, № ГР 20140915, 2015 г.

Федор Привалов,

генеральный директор НПЦ по земледелию НАН Беларуси, член-корреспондент

Альбин Зизико,

инженер-инспектор по безопасности полетов, пилот ООО «Стрингфилд»

6. Захаров А.Г., Самсонович С.Л. Выбор параметров коррекции канала динамического моделирующего стенда // Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. С. 42-46.

7. Козлов Д.П. Использование поворотных столов и вибростендов для калибровки микромеханических акселерометров, 2014.

В настоящее время в области химических обработок сельхозугодий начали применяться сверхлегкие летательные аппараты (СЛА) сельскохозяйственного назначения, особенно класса «дельталет». С помощью данной техники стало возможным сравнительно недорого выполнять авиационно-химические работы (АХР) новым методом ультрамалообъемного опрыскивания (УМО), недоступные малой авиации и наземным опрыскивателям.

Еще в 70-е гг. прошлого столетия Всероссийским институтом фитопатологии было доказано, что обработка пестицидами методом УМО посредством вращающихся распылителей жидкости (ВРЖ) с нормой расхода рабочей жидкости 5 л/га и размером капель менее 150 мкм эффективнее и выгоднее традиционного наземного опрыскивания, что подтвердили и исследования, выполненные в 2015 г. Научной станцией по сахарной свекле НПЦ по земледелию НАН Беларуси при поддержке Института защиты растений (табл. 1).

Высокая эффективность УМО обусловлена тем, что при мелкокапельном ультрамалообъем-ном опрыскивании сверхлегкими летательными