Дискретная математическая модель летчика, управляющего самолетом

Существует целый ряд задач в авиации, где необходима математическая модель, описывающая действия летчика при управлении самолетом, при решении которых целесообразно использовать дискретную математическую модель летчика. В числе таких задач:

- поиск оптимальных по критерию точности пилотирования характеристик устойчивости и управляемости, аэродинамических и характеристик системы управления;

- оценка в процессе проектирования возможности выполнения тех или иных задач пилотирования, для которых предназначен самолет, при заданных характеристиках аэродинамики и системы управления самолета;

- определение возможности управления самолетом при различных отказах техники, в том числе автоматики; использование математической модели при расследовании летных происшествий.

Оптимальные характеристики устойчивости и управляемости обусловливаются только свойствами человека-летчика. В дальнейшем будет представлены математические модели учитываются такие психофизические свойства летчика, как время запаздывания реакции и пороги чувствительности по различным параметрам движения самолета.

В качестве примеров использования модели представлены области значений частоты собственных короткопериодических продольных колебаний и относительного коэффициента демпфирования, обеспечивающих выполнение виражей с изменением высоты в пределах 20 м, что по всем нормативам соответствует отличной оценке.

Задача оценки возможности выполнения основных боевых маневров, для которых создается самолет, еще на этапе проектирования после определения его аэродинамических характеристик, также может решаться с помощью этой модели.

Современный боевой самолет оснащен рядом автоматических устройств, предназначенных для улучшения характеристик устойчивости и управляемости. При этом автоматикой используется, как правило, ограниченный диапазон отклонений соответствующих органов управления (элеронов, руля направления, стабилизатора и т. д.). Это обусловлено необходимостью обеспечения безопасности полета в случаях отказа автоматики. При маневрировании этот диапазон может быть использован полностью и самолет в этом случае возвращается к своим естественным характеристикам без автоматики. Оценку условий пилотирования в этом случае, а также в случаях отказа автоматики дает возможность использование предлагаемой модели.

При расследовании летных происшествий в некоторых случаях математическая модель также может оказаться полезной. Так, например, при расследовании одной из катастроф комиссия пришла к выводу, что причиной сваливания самолета после взлета явились ошибки летчика при пилотировании. Как показывали записи контрольной аппаратуры, характер отклонения руля высоты на взлете действительно был необычным.

Дополнительное расследование этого летного происшествия по инициативе Генеральной прокуратуры было проведено с использованием математической модели летчика показало, что необычный характер пилотирования на взлете был обусловлен уменьшением эффективности руля высоты, вызванным обледенением горизонтального оперения самолета еще на стоянке. Летчик был признан невиновным в катастрофе.

Хотя летчик в данной модели несколько идеализирован, применение ее в описанных случаях и ряде других может оказаться весьма целесообразным.

Продолжение следует...