|
ГЛАВНАЯ
> Вернуться к содержанию
Программные системы и вычислительные методы
Правильная ссылка на статью:
Чернуха В.Н., Кастерский С.М., Апрельский Е.Н., Замятин В.Г., Куренков А.С.
Математическое моделирование регулятора давления в кабине воздушного судна
// Программные системы и вычислительные методы.
2014. № 4.
С. 472-483.
DOI: 10.7256/2454-0714.2014.4.14056 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=14056
Математическое моделирование регулятора давления в кабине воздушного судна
Чернуха Виктор Николаевич
доктор технических наук
ведущий научный сотрудник, ОАО «Научно–производственное предприятие «Респиратор»
142602, Россия, Московская область, г. Орехово-Зуево, ул. Гагарина, 1
Chernukha Viktor Nikolaevich
Doctor of Technical Science
142602, Russia, Moskovskaya oblast', g. Orekhovo-Zuevo, ul. Gagarina, 1
|
shishovec@rambler.ru
|
|
 |
Кастерский Сергей Михайлович
кандидат технических наук
ведущий научный сотрудник, ОАО «Научно–производственное предприятие «Респиратор»
142602, Россия, Московская область, г. Орехово-Зуево, ул. Гагарина, 1
Kasterskii Sergei Mikhailovich
PhD in Technical Science
142602, Russia, Moskovskaya oblast', g. Orekhovo-Zuevo, ul. Gagarina, 1
|
|
info@respiro-oz.ru
|
|
|
Апрельский Евгений Николаевич
кандидат технических наук
заместитель главного конструктора, ОАО «Научно–производственное предприятие «Респиратор»
142602, Россия, Московская область, г. Орехово-Зуево, ул. Гагарина, 1
Aprel'skii Evgenii Nikolaevich
PhD in Technical Science
142602, Russia, Moskovskaya oblast', g. Orekhovo-Zuevo, ul. Gagarina, 1
|
|
info@respiro-oz.ru
|
|
|
Замятин Виталий Геннадьевич
заместитель главного конструктора, ОАО «Научно–производственное предприятие «Респиратор»
142602, Россия, Московская область, г. Орехово-Зуево, ул. Гагарина, 1
Zamyatin Vitalii Gennad'evich
142602, Russia, Moskovskaya oblast', g. Orekhovo-Zuevo, ul. Gagarina, 1
|
|
info@respiro-oz.ru
|
|
|
|
Куренков Александр Сергеевич
технический директор, ОАО «Научно–производственное предприятие «Респиратор»
142602, Россия, Московская область, г. Орехово-Зуево, ул. Гагарина, 1
Kurenkov Aleksandr Sergeevich
142602, Russia, Moskovskaya oblast', g. Orekhovo-Zuevo, ul. Gagarina, 1
|
|
info@respiro-oz.ru
|
|
|
|
DOI: 10.7256/2454-0714.2014.4.14056
Дата направления статьи в редакцию:
30-12-2014
Дата публикации:
13-01-2015
Аннотация:
Авторы подробно рассматривают пневмомеханический регулятор давления, имеющий существенное значение для бортовых систем кислородного питания воздушных судов, в интересах построения математической модели регулятора. Предметом исследования является построение математической модели пневмомеханического регулятора давления с учетом факторов, оказывающих существенное влияние на жизнедеятельность и работоспособность экипажа воздушного судна. Это обеспечило построение адекватных математических моделей, описывающих функционирование пневмомеханического регулятора давления в кабине воздушных судов, имеющих существенное значение для обеспечения безопасности в высотных полетах. Математическое моделирование регулятора давления с учетом факторов, оказывающих существенное влияние на жизнедеятельность и работоспособность экипажа воздушного судна: факторы, характеризующие атмосферное пространство как среду обитания для экипажа, факторы, связанные с динамикой полета, факторы, связанные с различного рода аварийными ситуациями, при которых дальнейший штатный полет становится невозможным. Исследование построенной математической модели позволило авторам выявить, что: - сухое трение основного клапана существенно ухудшает динамику регулятора, но практически не влияет на его статическую ошибку; - сухое трение управляющего клапана существенно увеличивает статическую ошибку регулятора, но практически не влияет на динамику регулятора; - наличие автоколебаний малой амплитуды и высокой частоты наряду с устранением зоны нечувствительности регулятора меняет структуру сухого трения, устраняя сухое трение покоя и др. Полученные результаты имеют существенное значение для проектирования систем обеспечения жизнедеятельности воздушных судов.
Ключевые слова:
моделирование пневмомеханического регулятора, модель сухого трения, регулятор давления, пневмомеханический регулятор, авиационная кибернетика, высотные полеты, система обеспечения жизнедеятельности, вычислительный эксперимент, переходные функции, система кислородного питания
УДК: 004.94
Библиография
1. Илюшин Ю.С., Олизаров В.В. Кислородное оборудование летательных аппаратов и высотное спецснаряжение. М.: Воениздат, 1970. 280 с.
2. Бухтияров И.В., Усов В.М., Дворников М.В., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Чернуха В.Н. Технология биоадаптивного управления функционированием средств обеспечения жизнедеятельности человека в условиях измененной газовой среды // Безопасность жизнедеятельности. 2004. № 5. С. 32–36.
3. Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Дворников М.В., Кисляков Ю.Ю., Рыженков С.П. Расчет риска потери работоспособности человеком в условиях низкого барометрического давления // Полет. Общероссийский научно–технический журнал. 2012. № 11. С. 37–45.
4. Кукушкин Ю.А., Дворников М.В., Богомолов А.В., Матюшев Т.В., Поляков А.В. Математическое обеспечение рискометрии состояний человека в экстремальных и аварийных ситуациях, сопряженных с гипоксическим воздействием // Безопасность жизнедеятельности. 2012. № 10. С. 25–33.
5. Ушаков И.Б., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Карпов В.Н. Потенциальная ненадежность действий оператора как характеристика степени влияния физико–химических факторов условий деятельности // Безопасность жизнедеятельности. 2001. № 1. С. 24.
6. Дворников М.В., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Матюшев Т.В. Технология синтеза законов управления человеко–машинными системами, эксплуатируемыми в условиях высокого риска гипоксических состояний человека // Двойные технологии. 2014. № 1 (66). С. 8–11.
7. Гузий А.Г., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Теоретические основы функционально–адаптивного управления системами «человек–машина» повышенной аварийности // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 1. С. 39–48.
8. Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Шибанов Г.П., Чернуха В.Н. Устройство для прогнозирования работоспособности летчика в высотном полете. Патент на полезную модель № 136609. Заявл. 23.09.2013, опубл. 10.01.2014, бюлл. №1. 2 с.
9. Кукушкин Ю.А., Дворников М.В., Богомолов А.В., Шишов А.А., Сухолитко В.А., Симоненко А.П., Степанов В.К. Особенности поддержки принятия решений по устранению особых событий и опасных состояний летчика в высотном полете // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2009. № 6. С. 74–79.
10. Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Шибанов Г.П., Чернуха В.Н. Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолёта. Патент на полезную модель № 140940. Заявл. 09.01.2014, опубл. 20.05.2014, бюлл. №14. 2 с.
11. Илюхин В.Н. Динамика регуляторов давления магистральных газопроводов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 8, №4, 2006. С 1114–1120.
12. Замятин В.Г. Динамика газового регулятора с пневматической пружиной // Динамика сложных систем. №1, т. 7, 2013. С. 69–73.
13. Замятин В.Г, Кастерский С.М. Математическая модель газового регулятора с пневматической пружиной // Информационно–измерительные и управляющие системы. №7, т. 9, 2011. С.21–27.
14. Арзуманов Ю.Л., Петров Р.А., Халатов Е.М. Системы газоснабжения и устройства пневмоавтоматики ракетно–космических комплексов. М.: Машиностроение, 1997. 229 с.
15. Замятин В.Г, Кастерский С.М, Чернуха В.Н. Автоколебания в системе с несколькими нелинейностями // Динамика сложных систем. №1, т. 7, 2013. С. 74–78.
16. Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А., Дворников М.В. Математическое моделирование динамики гипоксических состояний человека // Программные продукты и системы. 2013. № 2. С. 40.
17. Гузий А.Г., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В. Методология стабилизации функционального состояния оператора системы "человек–машина" // Мехатроника, автоматизация, управление. 2002. № 5. С. 9.
18. Кукушкин Ю.А., Дворников М.В., Степанов В.К., Сухолитко В.А., Богомолов А.В. Анализ проблем защиты летчика от воздействия высотного фактора полета // Проблемы безопасности полетов. 2002. № 10. С. 27.
19. Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А., Шишов А.А., Филатов В.Н. Индикатор резервного времени сохранения сознания человеком в условиях гипоксической гипоксии. Патент на полезную модель № 136206. Заявл. 02.09.2013, опубл. 27.12.2013, бюлл. №36. 2 с.
20. Матюшев Т.В., Дворников М.В., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А., Поляков А.В. Математическое моделирование динамики показателей газообмена человека в условиях гипоксии // Математическое моделирование. Т. 26, № 4, 2014.С. 51–64.
21. Матюшев Т.В., Дворников М.В., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В. Управление длительностью десатурации членов экипажа пилотируемых космических объектов с использованием математического моделирования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 2. С. 45–52.
22. Ушаков И.Б., Пономаренко В.А., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В. Автоматизированные системы для контроля состояния специалистов опасных профессий // Безопасность жизнедеятельности. 2005. № 10 (приложение). 24 с.
23. Кукушкин Ю.А., Гузий А.Г., Богомолов А.В. Методология стабилизации функционального состояния оператора системы «человек –машина» // Мехатроника, автоматизация, управление. 2002. № 5. С. 17.
24. Коломиец Л.В., Федоров М.В., Богомолов А.В., Мережко А.Н., Солдатов А.С., Есев А.А. Метод поддержки принятия решений по управлению ресурсами при испытаниях авиационной техники // Информационно–измерительные и управляющие системы. 2010. Т. 8. № 5. С. 38–40.
25. Фёдоров М.В., Богомолов А.В., Цыганок Г.В., Айвазян С.А. Технология проектирования многофакторных экспериментальных исследований и построения эмпирических моделей комбинированных воздействий на операторов эргатических систем // Информационно–измерительные и управляющие системы. 2010. Т. 8. № 5. С. 53–61.
26. Рудаков И.С., Рудаков С.В., Богомолов А.В. Методика идентификации вида закона распределения параметров при проведения контроля состояния сложных систем // Информационно–измерительные и управляющие системы. 2007. Т. 5. № 1. С. 66–72
References
1. Ilyushin Yu.S., Olizarov V.V. Kislorodnoe oborudovanie letatel'nykh apparatov i vysotnoe spetssnaryazhenie. M.: Voenizdat, 1970. 280 s.
2. Bukhtiyarov I.V., Usov V.M., Dvornikov M.V., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Chernukha V.N. Tekhnologiya bioadaptivnogo upravleniya funktsionirovaniem sredstv obespecheniya zhiznedeyatel'nosti cheloveka v usloviyakh izmenennoi gazovoi sredy // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2004. № 5. S. 32–36.
3. Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Dvornikov M.V., Kislyakov Yu.Yu., Ryzhenkov S.P. Raschet riska poteri rabotosposobnosti chelovekom v usloviyakh nizkogo barometricheskogo davleniya // Polet. Obshcherossiiskii nauchno–tekhnicheskii zhurnal. 2012. № 11. S. 37–45.
4. Kukushkin Yu.A., Dvornikov M.V., Bogomolov A.V., Matyushev T.V., Polyakov A.V. Matematicheskoe obespechenie riskometrii sostoyanii cheloveka v ekstremal'nykh i avariinykh situatsiyakh, sopryazhennykh s gipoksicheskim vozdeistviem // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2012. № 10. S. 25–33.
5. Ushakov I.B., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Karpov V.N. Potentsial'naya nenadezhnost' deistvii operatora kak kharakteristika stepeni vliyaniya fiziko–khimicheskikh faktorov uslovii deyatel'nosti // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2001. № 1. S. 24.
6. Dvornikov M.V., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Matyushev T.V. Tekhnologiya sinteza zakonov upravleniya cheloveko–mashinnymi sistemami, ekspluatiruemymi v usloviyakh vysokogo riska gipoksicheskikh sostoyanii cheloveka // Dvoinye tekhnologii. 2014. № 1 (66). S. 8–11.
7. Guzii A.G., Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A. Teoreticheskie osnovy funktsional'no–adaptivnogo upravleniya sistemami «chelovek–mashina» povyshennoi avariinosti // Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie. 2005. № 1. S. 39–48.
8. Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Shibanov G.P., Chernukha V.N. Ustroistvo dlya prognozirovaniya rabotosposobnosti letchika v vysotnom polete. Patent na poleznuyu model' № 136609. Zayavl. 23.09.2013, opubl. 10.01.2014, byull. №1. 2 s.
9. Kukushkin Yu.A., Dvornikov M.V., Bogomolov A.V., Shishov A.A., Sukholitko V.A., Simonenko A.P., Stepanov V.K. Osobennosti podderzhki prinyatiya reshenii po ustraneniyu osobykh sobytii i opasnykh sostoyanii letchika v vysotnom polete // Problemy bezopasnosti i chrezvychainykh situatsii. 2009. № 6. S. 74–79.
10. Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V., Shibanov G.P., Chernukha V.N. Ustroistvo dlya prognozirovaniya vremeni avariinoi razgermetizatsii salona samoleta. Patent na poleznuyu model' № 140940. Zayavl. 09.01.2014, opubl. 20.05.2014, byull. №14. 2 s.
11. Ilyukhin V.N. Dinamika regulyatorov davleniya magistral'nykh gazoprovodov // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk, t. 8, №4, 2006. S 1114–1120.
12. Zamyatin V.G. Dinamika gazovogo regulyatora s pnevmaticheskoi pruzhinoi // Dinamika slozhnykh sistem. №1, t. 7, 2013. S. 69–73.
13. Zamyatin V.G, Kasterskii S.M. Matematicheskaya model' gazovogo regulyatora s pnevmaticheskoi pruzhinoi // Informatsionno–izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. №7, t. 9, 2011. S.21–27.
14. Arzumanov Yu.L., Petrov R.A., Khalatov E.M. Sistemy gazosnabzheniya i ustroistva pnevmoavtomatiki raketno–kosmicheskikh kompleksov. M.: Mashinostroenie, 1997. 229 s.
15. Zamyatin V.G, Kasterskii S.M, Chernukha V.N. Avtokolebaniya v sisteme s neskol'kimi nelineinostyami // Dinamika slozhnykh sistem. №1, t. 7, 2013. S. 74–78.
16. Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A., Dvornikov M.V. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki gipoksicheskikh sostoyanii cheloveka // Programmnye produkty i sistemy. 2013. № 2. S. 40.
17. Guzii A.G., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V. Metodologiya stabilizatsii funktsional'nogo sostoyaniya operatora sistemy "chelovek–mashina" // Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie. 2002. № 5. S. 9.
18. Kukushkin Yu.A., Dvornikov M.V., Stepanov V.K., Sukholitko V.A., Bogomolov A.V. Analiz problem zashchity letchika ot vozdeistviya vysotnogo faktora poleta // Problemy bezopasnosti poletov. 2002. № 10. S. 27.
19. Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A., Shishov A.A., Filatov V.N. Indikator rezervnogo vremeni sokhraneniya soznaniya chelovekom v usloviyakh gipoksicheskoi gipoksii. Patent na poleznuyu model' № 136206. Zayavl. 02.09.2013, opubl. 27.12.2013, byull. №36. 2 s.
20. Matyushev T.V., Dvornikov M.V., Bogomolov A.V., Kukushkin Yu.A., Polyakov A.V. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki pokazatelei gazoobmena cheloveka v usloviyakh gipoksii // Matematicheskoe modelirovanie. T. 26, № 4, 2014.S. 51–64.
21. Matyushev T.V., Dvornikov M.V., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V. Upravlenie dlitel'nost'yu desaturatsii chlenov ekipazha pilotiruemykh kosmicheskikh ob''ektov s ispol'zovaniem matematicheskogo modelirovaniya // Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie. 2014. № 2. S. 45–52.
22. Ushakov I.B., Ponomarenko V.A., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V. Avtomatizirovannye sistemy dlya kontrolya sostoyaniya spetsialistov opasnykh professii // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2005. № 10 (prilozhenie). 24 s.
23. Kukushkin Yu.A., Guzii A.G., Bogomolov A.V. Metodologiya stabilizatsii funktsional'nogo sostoyaniya operatora sistemy «chelovek –mashina» // Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie. 2002. № 5. S. 17.
24. Kolomiets L.V., Fedorov M.V., Bogomolov A.V., Merezhko A.N., Soldatov A.S., Esev A.A. Metod podderzhki prinyatiya reshenii po upravleniyu resursami pri ispytaniyakh aviatsionnoi tekhniki // Informatsionno–izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. 2010. T. 8. № 5. S. 38–40.
25. Fedorov M.V., Bogomolov A.V., Tsyganok G.V., Aivazyan S.A. Tekhnologiya proektirovaniya mnogofaktornykh eksperimental'nykh issledovanii i postroeniya empiricheskikh modelei kombinirovannykh vozdeistvii na operatorov ergaticheskikh sistem // Informatsionno–izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. 2010. T. 8. № 5. S. 53–61.
26. Rudakov I.S., Rudakov S.V., Bogomolov A.V. Metodika identifikatsii vida zakona raspredeleniya parametrov pri provedeniya kontrolya sostoyaniya slozhnykh sistem // Informatsionno–izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. 2007. T. 5. № 1. S. 66–72
Ссылка на эту статью
Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также
попробовать найти похожие
статьи
|
|
