Рассматриваемые в данном пособии задачи проектного анализа, как было отмечено выше, характеризуются неопределенностью исходной информации и информационной взаимосвязанностью, что требует итерационного характера их решения. С точки зрения организации циклического итерационного процесса массово-баллистического и геометрического расчетов не принципиально, с решения какой задачи начинать, – с баллистического проектирования или массово-геометрического расчета. Однако, если вначале организовать расчет размеров и массы, то число итерационных цепочек уменьшится на одну, что может оказаться полезным для сокращения времени итерационного процесса.

Такой подход реализован в модернизированном варианте учебной системы, использующей динамический подход баллистического проектирования [8], при котором система управления моделируется упрощенными уравнениями законов управления, имитирующими ее реальную работу. В этом случае в результате баллистического проектирования получается приближенная динамическая траектория БЛА.

К числу отличительных особенностей модернизированного варианта учебной системы следует также отнести:

– возможность моделирования комбинированных траекторий полета с различными вариантами комбинаций программных траекторий (рис.6.1) и методов наведения (пропорциональная навигация, совмещение, частичное спрямление траектории);

– расчет характеристик двухступенчатых БЛА без маршевого двигателя, а также с РДТТ двукратного включения.

Рис. 6.1. Варианты комбинаций программных участков траекторий полета БЛА

Следует отметить также, что в рассматриваемой системе модернизированы подпрограммы газодинамического расчета РДТТ различных конструктивных схем, а также аэродинамического, массового и геометрического расчета БЛА [21].

Последовательность решения задач проектного анализа БЛА отражена на блок-схеме, представленной на рис. 6.2 [8]. В каждом блоке показанной схемы реализуются в законченные проектные операции, необходимые для решения всей задачи в целом.

В первом блоке рассчитываются начальные условия полета маршевой ступени и параметры стартового участка двухступенчатых БЛА. Этот блок является начальным в итерационном цикле расчета относительной массы топлива и удельной нагрузки на крыло.

Второй блок служит для предварительного расчета геометрических размеров БЛА, а также газодинамических параметров маршевого двигателя, используемых в третьем блоке для расчета относительных масс агрегатов БЛА.

В третьем блоке на основе реализации метода Ньютона-Рафсона выполняются итерационные расчеты относительных масс агрегатов, объемов и геометрических размеров отсеков, средней плотности компоновки, массы маршевой ступени, ускорителя и стартовой массы двухступенчатых БЛА.

В четвертом блоке определяются начальные условия численного интегрирования уравнений движения БЛА и подвижной цели.

Пятый блок является начальным при баллистическом расчете в цикле численного интегрирования уравнений движения. В нем рассчитываются все параметры и характеристики, входящие в правые части уравнений движения, необходимые для их пошагового численного интегрирования. Здесь же корректируется шаг интегрирования в характерных точках траектории: при изменении режимов работы ДУ, переключении системы управления с одного метода на другой и т.п.

Рис. 6.2. Последовательность решения задач проектного анализа БЛА в модернизированной САПР

Шестой блок является заключительным в цикле баллистического расчета. В нем осуществляется пошаговое интегрирование уравнений движения БЛА и цели, проверяется условие встречи БЛА с целью и корректируется последний шаг интегрирования для более точного выполнения условий встречи. Здесь же организуется вывод траекторных параметров БЛА.

В седьмом блоке организуется проверка выполнения тактических граничных условий по времени или конечной скорости полета БЛА (в зависимости от класса БЛА) с коррекцией относительной массы топлива маршевой ступени. При проектировании двухступенчатого БЛА без маршевого двигателя корректируется относительная масса топлива ускорителя. Здесь же предусмотрена коррекция потребной для перехвата маневрирующей цели удельной нагрузки на крыло. Седьмой блок заключает итерационный цикл баллистического проектирования БЛА.

Восьмой блок предназначен для расчета центровки и потребного положения несущих поверхностей для обеспечения задаваемой минимальной степени продольной статической устойчивости БЛА. Здесь же для двухступенчатых аппаратов определяются геометрические размеры ускорителя.

Девятый, заключительный блок предназначен для вывода информации о массовых и геометрических характеристиках БЛА и его агрегатов.

 Формирование задания на генерацию программы проектного анализа БЛА в модернизированной учебной САПР. Обобщенная структура задания на генерацию программы проектного анализа БЛА в модернизированной учебной САПР приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Обобщенная структура задания на генерацию программы проектного анализа БЛА в модернизированной учебной САПР