Профессии Ростеха: инженер-конструктор по аэродинамическому проектированию
Ростех сегодня объединяет более 800 научных и производственных организаций самых разных направлений. На предприятиях Корпорации работают без малого 600 тыс. сотрудников, среди которых есть представители интересных, а порой и просто уникальных профессий. Мы уже рассказывали об испытателях оружия, промышленных дизайнерах, маркшейдерах, криптографах и других специальностях.
Герой сегодняшнего выпуска – инженер-конструктор по аэродинамическому проектированию. О своем опыте и нюансах профессии рассказывает Александр Шульжицкий, инженер-конструктор 1 категории проектно-конструкторского центра «Аэродинамика» ПАО «Туполев» Объединенной авиастроительной корпорации, лауреат конкурса «Инженер года-2021» в номинации «Инженерное искусство молодых».
− Александр, почему вы выбрали специальность инженера-конструктора? Какое образование нужно? Сколько лет учиться?
− Я выбрал специальность, связанную с динамикой полета, а также устойчивостью и управляемостью летательных аппаратов (ЛА), потому что она тесно связана с алгоритмами системы управления полетом самолетов, разработкой которых мне хотелось заниматься.
Составление математических моделей мне очень полюбилось еще во времена обучения в институте.
Так вышло, что в то время как подавляющее большинство моих коллег выбрало свою специальность еще при поступлении в институт и далее шли работать по ней, мне пришлось выбирать ее уже в процессе работы на «Туполеве».
Я окончил МГТУ им. Баумана по специальности «Гидравлика, гидроприводы и гидропневмоавтоматика», на пятом курсе попал на практику в подразделение «Силовые установки» ПАО «Туполев». Проработав там два года и занимаясь в основном оцифровкой конструкторской документации в части механической проводки системы управления двигателями самолета, понял, что оцифровка отлично подходит студентам на самом начальном этапе их работы, но для дальнейшего развития конструкторских навыков требуется переход на новый уровень, с новыми, более сложными задачами. В то время многие мои ровесники уходили с нашего предприятия, я же решил остаться, но при этом кардинально сменить специальность в сторону расчетных работ, математического моделирования и разработки законов управления движением ЛА.
Если идти работать в отдел устойчивости и управляемости ПКЦ «Аэродинамика», не меняя специальность в процессе работы, как это сделал я, кафедра ИУ-1 «Системы автоматического управления» МГТУ им. Баумана и кафедра 106 «Динамика и управления летательных аппаратов» МАИ идеально подходят в качестве высшего образования.
− Какие знания и опыт нужны в вашей работе? Какие навыки и умения самые важные?
− Важнее всего, на мой взгляд, знание динамики пространственного движения ЛА, понимание как и какие действуют на него силы в процессе того или иного маневра. Также неплохо бы разбираться в структуре системы управления и работе замкнутого контура «летчик − система управления − самолет».
Также считаю, что умение программировать не только на языке Matlab, но и на C/C++/C# существенно расширяет возможности для решения поставленных задач.
− С каким оборудованием вы работаете? Как проходит ваша работа?
− В последнее время я занимаюсь устранением замечаний в части устойчивости и управляемости, выявленных в ходе летных испытаний самолетов.
После получения задания на устранение замечания, мы находим полет, где оно произошло, в программе MiniMax смотрим запись параметров данного полета в интересующий нас момент времени. В Matlab строим математическую модель объекта или того участка системы управления, где был выявлен дефект в устойчивости или управляемости. Исходные данные для этой модели берем из этого полета. Затем запускаем процесс верификации модели для того, чтобы данные, которые мы получим, на выходе совпадали с летными испытаниями, т.е. чтобы математическая модель была как можно более точной.
Далее с ее помощью исследуем, как доработать алгоритмы штурвального управления так, чтобы устранить выявленное замечание. Найдя решение, проверяем его на всех остальных режимах полета самолета. После выпускаем технический отчет, в котором указываем, какую именно доработку и почему нужно ввести в системе управления самолетом.
− Расскажите о профессиональных достижениях, которыми вы гордитесь.
Какой проект запомнился больше всего?
− Одним из самых больших профессиональных достижений, пожалуй, была моя прошлогодняя работа по созданию математической модели движения самолета по земле с учетом различных состояний взлетно-посадочной полосы (ВПП) и бокового ветра.
В результате расчетов мне удалось разработать и отладить программный комплекс, позволяющий:
-
моделировать руление, прерванный и продолженный взлет, а также посадку во всем эксплуатационном диапазоне масс и центровок для любого состояния ВПП;
-
проводить работы, связанные с отказобезопасностью системы управления, двигателей, тормозной системы, системы антиюзовой автоматики, системы управления механизацией крыла и других важных систем самолета;
-
проводить настройку и отладку системы управления;
-
проводить идентификацию аэродинамических характеристик самолета по летным испытаниям;
-
определять частотные характеристики замкнутого (и при необходимости разомкнутого) контура «летчик − система управления − самолет», а также запасов устойчивости на разбеге и при посадке.
Путем замены исходных данных по аэродинамическим характеристикам, высотно-скоростным характеристикам двигателей и системам разработанный программный комплекс можно использовать для решения указанных выше задач для любых самолетов.
Благодаря этой работе я стал лауреатом XXII Всероссийского конкурса «Инженер года-2021» в номинации «Инженерное искусство молодых», а также обладателем первого места в «Расчетной секции» и Гран-при внутреннего научно-технического конкурса ПАО «Туполев».
− Ваши дальнейшие планы?
− На самом деле планов много. К примеру, создать универсальный программный комплекс, на котором можно было бы моделировать абсолютно любой этап и ситуацию в полете, включая взлет, посадку, сваливание, штопор и т.д. Есть идея подключить к этому комплексу 3D-модель механической проводки в программе NX для более точной имитации работы системы управления самолетом.
Также хочу освоить динамику работы и разработку математических моделей двигателей самолетов. По моему мнению, устойчивость и управляемость самолетов нельзя рассматривать отдельно от динамики работы двигателя, а также вопросов, связанных с устойчивостью его работы.
В прошлом году было желание получить второе высшее образование по данному направлению, но, к сожалению, ни в МАИ, ни в МГТУ им. Баумана, ни в МФТИ и даже в МГУ программы второго высшего образования по теории авиационных газотурбинных двигателей не предусмотрено. Хотел сходить на курсы повышения квалификации в МАИ по данному направлению, но не набралось нужного количества человек.
− Как вы думаете, какие перспективы у вашей профессии?
− Я считаю, что в перспективе необходимо стремиться к созданию системы управления самолетом на базе искусственного интеллекта, с возможностью его самообучения в процессе проведения летных испытаний и доводки опытного образца.
Если таким образом научить самолет безопасно самостоятельно летать, можно спроектировать гражданский, полностью беспилотный самолет, управлять которым на всех этапах полета будет искусственный интеллект.
Архив Приложение к журналу Ключевые слова Пароль ВХОД регистрация Другие журналы
| Применение систем компьютерной инженерии при расчетах аэродинамических характеристик грузов, отделяемых от летательного аппарата # 11, ноябрь 2014 DOI: 10.  7463/1114.0739817Файл статьи: SE-BMSTU…o329.Pdf (821.56Кб) авторы: Корижин О. В., Пащенко О. Б., Филиппов М. В.
Обеспечение безопасности отделения груза от летательного аппарата (ЛА) является одним из важнейших критериев при разработке систем транспортировки грузов. В статье показано, что проведение экспериментальных исследований с использованием аэродинамических труб сопряжено с большими временными и финансовыми затратами Поэтому, на ранних этапах проектирования аэродинамической схемы ЛА, как правило, используются программные комплексы твердотельного моделирования и вычислительной газо-гидродинамики. В статье описаны недостатки таких программных систем, связанные с большими вычислительными затратами. Предложена методика расчета аэродинамических характеристик грузов, отделяемых от ЛА, основанная на использовании двух основных положениях.
Поделиться: |
| ||||||||||
| ||||||||||||
IEEE Publ., 2007. P. 21-27. DOI: 10.1109/HPCMP-UGC.2007.11
Камышная Э.Н., доцент кафедры ИУ-4 МГТУ им. Н.Э.Баумана
12.2016Aerospace Toolbox
Анализ и визуализация движения аэрокосмических аппаратов с использованием эталонных стандартов и моделей
Получить бесплатную пробную версию
Посмотреть цены
Aerospace Toolbox предоставляет основанные на стандартах инструменты и функции для анализа движения, миссии и окружающей среды аэрокосмических аппаратов.
Он включает в себя аэрокосмические математические операции, систему координат и пространственные преобразования, а также проверенные модели окружающей среды для интерпретации полетных данных. В набор инструментов также входят средства 2D- и 3D-визуализации и стандартные приборы кабины для наблюдения за движением транспортных средств.
Для летательных аппаратов можно импортировать файлы Data Compendium (DATCOM) непосредственно в MATLAB ® для представления аэродинамики транспортного средства. Аэродинамику можно комбинировать с эталонными параметрами, чтобы определить конфигурацию и динамику вашего самолета для проектирования управления и анализа летных качеств.
Aerospace Toolbox позволяет разрабатывать и анализировать сценарии, состоящие из спутников и наземных станций. Вы можете распространять траектории спутников из орбитальных элементов или наборов двухлинейных элементов, загружать эфемериды спутников и созвездий, выполнять задачи анализа миссии, такие как доступ в пределах прямой видимости, и визуализировать сценарий в виде наземного трека или земного шара.
Начало работы:
- Анализ движения автомобиля
- Управление самолетом и анализ устойчивости
- Анализ полета малых спутников
- Модели окружающей среды
- Визуализация полета
2:03 Продолжительность видео 2:03.
Что такое Aerospace Toolbox?
Бесплатная белая бумага
Машинное обучение для космических миссий: революционный подход к распознаванию на основе зрения
Прочитать технический документ
Анализ движения транспортного средства
Анализ динамики полета и движения транспортного средства в MATLAB с использованием преобразований аэрокосмической системы координат, параметров полета и кватернионной математики.
Преобразование системы координат
Используйте функции системы координат для стандартизации единиц данных, описывающих динамику полета и движение, преобразования пространственных представлений и систем координат и описания поведения тел с тремя и шестью степенями движения.
Наложение смоделированных и фактических полетных данных
Оценка перегрузок для полетных данных
Системы координат для навигации
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.Пример наложения смоделированных и фактических полетных данных.
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.
Параметры полета
Используйте функции для оценки аэродинамических параметров полета, таких как воздушная скорость, углы падения и бокового скольжения, число Маха, а также отношения относительного давления, плотности и температуры.
Расчет наилучшего скольжения
Пример расчета наилучшего планирования.
Quaternion Math
Используйте встроенные функции для вычисления нормы кватерниона, модуля, натурального логарифма, произведения, деления, обратной, степени или экспоненты. Интерполируйте между двумя кватернионами, используя линейные, сферически-линейные или нормированные линейные методы.
Astrium создает первую в мире двустороннюю лазерную оптическую связь между самолетом и спутником связи
Применение вращения в трехмерном пространстве через комплексные векторы
Параметры полета и кватернионная математика
Создание первой в мире двусторонней лазерной оптической линии в Astrium.
Управление самолетом и анализ устойчивости
Используйте коэффициенты, полученные из Data Compendium (DATCOM) на основе условий полета и геометрии транспортного средства, для создания объектов самолета с неподвижным крылом, оценки аэродинамической устойчивости и характеристик управления, а также выполнения численного анализа.
Самолет с неподвижным крылом
Импортируя файлы USAF Digital DATCOM, вы можете создать объект самолета с пользовательскими состояниями и выполнить линеаризацию и анализ статической устойчивости в MATLAB.
Определение нелинейной динамики и статической устойчивости самолета с неподвижным крылом
Выполнение контроля и анализа статической устойчивости с линеаризованным самолетом с неподвижным крылом
Настройка самолета с неподвижным крылом с дополнительными состояниями самолета
Динамическая реакция самолета с ожидаемой реакцией на основе анализа статической устойчивости.
Данные DATCOM
Импортируйте аэродинамические коэффициенты из статического и динамического анализа и перенесите их в MATLAB в виде массива ячеек структур, содержащих информацию о выходном файле DATCOM.
Импорт из файлов USAF Digital DATCOM
Перенесите файлы DATCOM в MATLAB
Импорт файлов DATCOM.
Анализ полетов малых спутников
Моделирование и визуализация спутников на орбите и расчет прямой видимости с наземными станциями с использованием объекта SatelliteScenario . Используйте данные об эфемеридах Солнечной системы, чтобы рассчитать положение и скорость планеты для заданной даты по юлианскому календарю.
Спутниковые сценарии
Создание спутниковых сценариев для моделирования и визуализации спутников и созвездий, а также выполнения анализа миссии, например, расчета доступа на линии прямой видимости с наземными станциями.
Обзор спутникового сценария
Доступ группировки спутников к наземной станции
Моделирование группировок спутников с использованием данных эфемерид
Студенты Университета Торонто вместе с инженерами лаборатории космических полетов разрабатывают и моделируют системы управления наноспутниками
Визуализация спутникового сценария с помощью 3D-просмотрщика.
Планетарные эфемериды
С коэффициентами Чебышева, полученными из Лаборатории реактивного движения НАСА, вы можете использовать MATLAB для вычисления положения и скорости тел Солнечной системы относительно заданного центрального объекта для заданной даты по юлианскому календарю, а также нутации Земли и либрации Луны. .
Морская навигация с использованием планетарных эфемерид
Загрузите данные об эфемеридах для Aerospace Toolbox
Оцените аналемму Солнца, используя планетарные эфемериды и преобразование ECI в AER
Оценить аналемму солнца.
Модели окружающей среды
Используйте проверенные модели окружающей среды для представления стандартных профилей гравитации и магнитного поля, для получения атмосферных переменных для заданной высоты и для реализации модели горизонтального ветра Исследовательской лаборатории ВМС США.
Атмосфера
Использовать проверенные модели окружающей среды, включая эталонную атмосферу COSPAR International 1986, COESA 1976 г.
, Международная стандартная атмосфера (ISA), Атмосфера с интервалом времени и Экзосфера исследовательской лаборатории ВМС США 2001 г. для представления атмосферы Земли.
Расчет мощности компрессора, необходимой для сверхзвуковой аэродинамической трубы
Международная стандартная модель атмосферы
Пример сверхзвуковой аэродинамической трубы с использованием модели ISA.
Гравитационные и магнитные поля
Расчет гравитационных и магнитных полей с использованием стандартных моделей. Функции позволяют реализовать модели геопотенциала Земли, магнитные модели мира и международное эталонное геомагнитное поле, включая EGM2008, WMM2020 и IGRF13. Вы также можете рассчитать высоту и волнистость на основе данных геоида, загружаемых через Add-On Explorer.
Реализовать сферическое гармоническое представление планетарной гравитации
Рассчитать магнитную модель с помощью WMM2020
Визуализация высоты геоида для модели геопотенциала Земли 1996 г.
(EGM96)
Скачать данные геоида для Aerospace Toolbox
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.Пример высоты геоида для модели геопотенциала Земли.
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.
Ветер
Используйте функцию горизонтального ветра для реализации процедуры горизонтальной модели ветра Исследовательской лаборатории ВМС США и расчета меридиональной и зональной составляющих ветра для одного или нескольких наборов геофизических данных.
Внедрение модели горизонтального ветра
исследовательской лаборатории ВМС США. Использование функции atmoshwm для расчета модели тихого горизонтального ветра.
Визуализация полета
Визуализируйте движение аэрокосмических аппаратов, используя стандартные бортовые приборы и симулятор полета FlightGear.
Пилотажные приборы
Используйте стандартные бортовые пилотажные приборы в MATLAB для отображения навигационных переменных.
Приборы включают индикаторы скорости полета, скороподъемности и температуры выхлопных газов, а также высотомер, искусственный горизонт и координатор поворотов.
Отображение данных траектории полета с помощью полетных инструментов и анимации полета
Компоненты пилотажных приборов в App Designer
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.Просмотр предварительно записанных данных летных испытаний или данных моделирования.
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.
Интерфейс авиасимулятора
Анимационный объект для FlightGear позволяет визуализировать полетные данные и движение транспортного средства в трехмерной среде.
Создание анимации полета на основе данных о траектории
Объекты Aero.FlightGearAnimation
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.Воспроизведение полетных данных в FlightGear.
К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.
Ресурсы продукта:
Документация Примеры Видео Требования к продукту Примечания к выпуску Функции Технические статьи Истории пользователей
Что дальше?
Бесплатная белая бумага
Машинное обучение для космических миссий: революционный подход к распознаванию на основе зрения
Бесплатная белая бумага
Модельно-ориентированное проектирование аэрокосмических систем управления
Обратитесь к эксперту Aerospace Toolbox
Выберите веб-сайт
Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и увидеть местные события и предложения. В зависимости от вашего местоположения мы рекомендуем вам выбрать: .
Вы также можете выбрать веб-сайт из следующего списка:
Европа
Свяжитесь с местным офисом
Динамика автомобиля — MATLAB и Simulink
Перейти к содержимомуОсновное содержание
Моделирование аэродинамики, движения и движения летательных аппаратов и космический корабль
Построение динамики вашей системы, выполнение моделирования и понимание поведения системы
при различных условиях.
Рассчитать аэродинамические силы и моменты вместе с общими
динамические параметры полета. Вы также можете моделировать три и шесть степеней свободы.
уравнения движения. Используя блоки в библиотеке пилотных моделей, реализуйте
кроссовер, точность и модели Tustin.
Категории
- Аэродинамика
Расчет аэродинамических сил и моментов с использованием аэродинамики коэффициенты, динамическое давление, центр тяжести, центр давления - Уравнения движения
Реализовать 3DoF, 6DoF и уравнения точечной массы движение для определения положения тела, скорости, отношения, связанных значений - Параметры полета
Расчет аэрокосмических параметров, таких как идеальная воздушная скорость поправка, число Маха, динамическое давление - Массовые характеристики
Моделирование центра тяжести и тензоров инерции - Компоненты транспортных средств
Компоненты моделей с использованием пилотных моделей, двигателей и приводов
Рекомендуемые примеры
Полет на De Havilland Beaver
Смоделируйте De Havilland Beaver с помощью Simulink ® и программного обеспечения Aerospace Blockset™.
Управляйте De Havilland Beaver с помощью Unreal Engine Visualization
Смоделируйте De Havilland Beaver с помощью программного обеспечения Simulink и Aerospace Blockset с Unreal Engine ® и цезий ® визуализация.
Проект HL-20 с опциональным интерфейсом FlightGear
Модель подъемного корпуса и контроллера NASA HL-20, смоделированная в Simulink и Aerospace Blockset, с использованием FlightGear для визуализации.
Проект квадрокоптера
Модель квадрокоптера на основе серии мини-дронов Parrot ® .
Разработка цифрового автопилота лунного модуля «Аполлон»
Разработка цифрового автопилота лунного модуля «Аполлон» с использованием Simulink и Aerospace Blockset.
Приведенная воздушная скорость из расчета истинной воздушной скорости
Вычислите приборную воздушную скорость из истинной воздушной скорости, используя идеальную воздушную скорость
Блок коррекции.