НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ

Диапазон балансировочных углов октокоптера с избыточными степенями свободы

Палагин А.В., Дегтярев А.А.

Рассмотрена статическая балансировка многороторного аппарата типа октокоптер с конструкцией отличающейся от классической за счет непараллельного расположения осей воздушных винтов. Двигатели рассматриваемого аппарата с установленными на валах винтами закреплены на радиальных балках и повернуты вокруг балок поочередно влево вправо через один.

Получившаяся конструкция позволяет осуществлять независимое управление аппаратом по угловым и пространственным координатам.

Произведен расчет балансировочных углов крена и тангажа в статике. В качестве критерия дополняющего систему уравнений статического баланса рассмотрен критерий минимума потребляемой двигателями мощности. С использованием численных методов нелинейной оптимизации построены диаграммы доступных балансировочных углов при различных коэффициентах тяговооруженности, обоснован выбор оптимального значения коэффициента тяговооруженности. Предложена модификация критерия минимума потребляемой мощности, позволяющая увеличить диапазон доступных балансировочных углов в котором отсутствует насыщение двигателей по управлению. Проведено сравнение исходного и модифицированного критерия.

 Проведен расчет диапазонов балансировочных углов для случая полета с одним отказавшим мотором и продемонстрирована способность аппарата рассматриваемой конструкции продолжать выполнение задания при одиночных отказах.

Исследована возможность построения аппарата с использованием двигателей одного направления вращения практически важная при использовании поршневых двигателей внутреннего сгорания с конструктивно обусловленным направлением вращения.

Показана возможность создания многороторной платформы не содержащей дополнительных механизмов ориентации и позволяющей за счет поворота корпуса осуществлять позиционирование жестко скрепленной полезной нагрузки. Рассмотренная конструкция с отклоненными на 20° осями воздушных винтов при коэффициенте тяговооруженности k=2,4 позволяет осуществлять отклонения по крену и тангажу на углы до 13°.

Редакционная коллегия

Бобровский В.И.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Борисов В.В.
(д.т.н., профессор, Действительный член Академии военных наук РФ, профессор кафедры вычислительной техники МЭИ)

Будко П.А.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Будников С.А.
(д.т.н., доцент, действительный член Академии информатизации
образования, начальник кафедры автоматизированных
систем управления ВУНЦ ВВС "ВВА")

Верхова Г.В.
(д.т.н., профессор, заведующая кафедрой автоматизации
предприятий связи СПб ГУТ им. профессора М.А.Бонч-Бруевича)

Гончаревский В.С.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники
РФ, профессор кафедры технологий и средств технического
обеспечения и эксплуатации автоматизированных систем
управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Комашинский В.И.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры обработки и передачи
дискретных сообщений СПб ГУТ им. профессора
М.А.Бонч-Бруевича)

Кирпанев А.В.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО «НПП «РАДАР ММС»)

Курносов В.И.
(д.т.н., профессор, академик Арктической академии наук,
академик Международной академии информатизации,
академик Международной академии обороны, безопасности
и правопорядка, член-корреспондент РАЕН, главный научный
сотрудник ОАО "НИИ "Рубин")

Мануйлов Ю.С.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления космических комплексов ВКА имени
А.Ф.Можайского)

Морозов А.В.
(д.т.н., профессор, действительный член Академии военных наук РФ, начальник кафедры автоматизированных систем боевого управления ВА ВПВО ВС РФ)

Мошак Н.Н.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Пророк В.Я.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Семенов С.С.
(д.т.н., доцент, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Синицын Е.А.
(д.т.н., профессор, начальник НИО ОАО "ВНИИРА")

Шатраков Ю.Г.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, ученый
секретарь ОАО "ВНИИРА")