Зменшення впливу швидкого обертання літального апарату на діапазон вимірювання і точність датчиків інерціальної навігаційної системи
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771492025334112Ключові слова:
інерціальний вимірювальний модуль, датчик кутової швидкості, швидке обертання за креном, поворотна платформа, діапазон вимірювання та похибки датчика кутової швидкостіАнотація
Розглянуто спосіб зменшення впливу швидкого обертання літального апарату на діапазон вимірювання і точність датчиків інерціальної навігаційної системи.
Запропоновано використання поворотної платформи, яка має властивості фізичного маятнику та може вільно обертатись навколо осі, що співпадає з віссю обертання літального апарату по крену. На цій платформі передбачається розміщення інерціального вимірювального модуля (ІВМ), який буде вимірювати інерціальні параметри руху платформи в середині літального апарату. Для визначення інерціальних параметрів руху літального апарату додатково використовується датчик кутового положення корпусу літального апарату відносно платформи, параметри руху якої в інерційному просторі визначені за допомогою IВM. Суттєва різниця кутових швидкостей обертання платформи та літального апарату дозволяє зменшити діапазон вимірювання й підвищити точність датчиків інерціальної навігаційної системи.
Моделювання для різних типів літальних апаратів підтвердило можливість зменшення кутової швидкості обертання платформи не менше ніж у 10 разів по відношенню до кутової швидкості обертання літальних апаратів по крену. Це дозволяє у відповідну кількість разів зменшити діапазон вимірювання датчика кутової швидкості за креном та його мультиплікативну похибку. Додатково це зменшує похибки від перехресної чутливості двох інших датчиків кутової швидкості.
Ефективність методу підтверджена для широкого кола літальних апаратів, які здійснюють обертання по крену з великою швидкістю.
Посилання
F. Fresconi та P. Plostins. C“ontrol Mechanism Strategies for Spin-Stabilized Projectiles“. Aberdeen Proving Ground, MD: U.S. Army Research Laboratory, США, 2008.
Вакал А., Степаненко О., Дорофеєв М. Аналіз можливих способів підвищення точності реактивних снарядів середнього калібру шляхом комплектування їх системою керування //Соціальний розвиток і безпека. – 2021. т. 1, № 1, С. 12–18.
Хижняк Є.Є., Черняк М.Г. Підвищення точності бесплатформної інерціальної навігаційної системи літального апарату при швидкому обертанні по крену //Механіка гіроскопічних систем. – 2024. - вип. 48 - С. 98–107. 4.
S. Habibi, S. Cooper, B. Sauter та B. Dutoit. Gun hard inertial measurement unit based on MEMS capacitive accelerometer and rate sensor. IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium. - 2008, С. 232–237.
Мелешко В.В., Нестеренко О.І. Безплатформні інерціальні навігаційні системи. навч. посіб. - Кіровоград, Полимед-Сервис, 2011. – 173с.
N. Liu, R. Hu, J. Li, S. Zhu та R. Fan. “Research on navigation method of high speed differential rotation guided ammunition with ballistic assistance prediction under GNSS denial“. Defence Technology, 2025.
D. Florczak, D. Miedziński та R. Głȩbocki, “Navigation support system for rotating missiles”. Automation 2024: Advances in Automation, Robotics and Measurement Techniques. Cham, Швейцарія: Springer, 2024.
F. Liu, Z. Shu, H. Zhao, Q. Li та C. Li. “Attitude measurement for high-spinning projectile with a hollow MEMS IMU consisting of multiple accelerometers and gyros“. Sensors. – 2019. - т. 19, № 8, С. 140-158.
S. Wei, W. Daxue, X. Longwei та X. Lingling. “MEMS-based rotary strapdown inertial navigation system“. Elsevier. – 2013. - № 46, С. 2585–2596.
Павловський М.А. Теоретична механіка. – К. Техніка. 2002, 511с.
M. Zander, M. Otto, T. Lohner та K. Stahl. “Evaluation of friction calculation methods for rolling bearings“. Forschung im Ingenieurwesen. 2023.- т. 87, № 4, С. 1307–1316.
B. Li, X. Rui, G. Wang, J. Zhang та Q. Zhou. “On modeling and dynamics of a multiple launch rocket system,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. – 2021. - т. 235, № 12, С. 1664–1686.
Коростельов О.П, О.В. Боровик, В.В. Зубарєв, О.П. Ковтуненко, Теоретичні основи проектування ствольних керованих ракет /О.П. Коростельов, О.В. Боровик, В.В. Зубарєв, О.П. Ковтуненко. - К, НАУ, 2007. – 455 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
