Анотація до роботи:

Гусинін А.В. Синтез алгоритму керування відхиленням вектора тяги аеростатичного літального апарата на етапі зльоту.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю: 05.13.03. – системи та процеси керування – Національний авіаційний університет, Київ, 2007.

Дисертація присвячена питанням розробки перспективних керованих аеростатичних літальних апаратів - дирижаблів. Сформульована методологія рішення задачі керування рухом дирижабля середнього класу на основі диференціальних перетворень, яка дозволяє значно спростити та розв’язати задачу в області зображень з відсутнім неперервним аргументом. Розроблена спектральна модель динаміки повздовжнього керованого руху дирижабля, яка не включає функції часу та застосування якої спрощує рішення задачі синтезу алгоритмів керування в області диференціальних зображень. Запропонована нова методика синтезу алгоритмів автоматичного керування рухом багаторежимного аеростатичного літального апарата, що не потребує чисельного інтегрування диференціальних рівнянь руху та припускає рішення у аналітичному вигляді. Розроблено новий алгоритм автоматичного керування відхиленням вектора тяги дирижабля середнього класу на етапі зльоту, застосування якого дозволяє підвищити ефективність керування апаратом на малих швидкостях польоту.

У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання розробки алгоритму автоматичного керування відхиленням вектору тяги аеростатичного літального апарату середнього класу на етапі зльоту, застосування якого дозволяє підвищити ефективність керування апаратом на малих швидкостях польоту.

У рамках досягнення цієї мети були отримані наступні результати:

1. Сформульована методологія рішення задачі керування рухом аеростатичного літального апарата середнього класу на основі диференціальних перетворень, яка дозволяє значно спростити та розв’язати задачу в області зображень з відсутнім неперервним аргументом.

2. Вперше розроблена спектральна модель динаміки повздовжнього руху аеростатичного літального апарата, яка не включає функції часу та застосування якої спрощує рішення задачі синтезу алгоритмів керування в області диференціальних зображень.

3. Запропонована нова методика синтезу алгоритмів автоматичного керування рухом багаторежимного аеростатичного літального апарата середнього класу, що базується на математичному апараті диференціальних перетворень та, на відміну від відомих, не потребує чисельного інтегрування диференціальних рівнянь руху та припускає рішення в аналітичному вигляді.

4. Розроблено новий алгоритм автоматичного керування відхиленням вектора тяги аеростатичного літального апарату середнього класу на етапі зльоту, застосування якого дозволяє підвищити ефективність керування апаратом на малих швидкостях польоту.

5. Проведена порівняльна оцінка ефективності керування відхиленням вектора тяги дирижабля на етапі зльоту. Підтверджено, що застосування на дирижаблі автоматичного керування відхиленням вектора тяги згідно синтезованого алгоритму в порівнянні з ручним керуванням підвищує маневреність дирижабля, покращує його злітні характеристики, забезпечує більш крутий набір висоти та можливість здійснення практично вертикального та короткого зльоту. При цьому, забезпечується більший кліренс при зльоті та приведення дирижабля в задані термінальні умови з досягненням у кінці зльоту на ~20-25% більшої горизонтальної швидкості.

6. Проведено маркетингове дослідження кон’юнктури світового ринку дирижаблебудування. Показано доцільність застосування дирижабельної транспортної системи у якості ефективного доповнення до існуючого повітряного транспорту. Визначені галузі застосування сучасних дирижаблів у різних сферах народного господарства та в інтересах національної безпеки України. Показано, що в Україні є всі можливості для створення сучасних дирижаблів.

7. Теоретичні результати, що отримані в дисертаційній роботі, впроваджені на НВП «Хартрон-Аркос» при виборі алгоритмів термінального керування багаторежимними літальними апаратами, в навчальний процес Національного авіаційного університету та Національного аерокосмічного університету «ХАІ».

Публікації автора:

1. Баранов В.Л., Гусинін В.П., Гусинін А.В., Жуков І.А., Алексєєва Л.О. Диференціальні перетворення в задачах керування рухом літальних апаратів: Навч. посіб. – К.: НАУ, 2003. - 158 с.

2. Кулик М.С., Казак В.М., Гусинін В.П., Гусинін А.В. Дирижаблі. Частина I. Історія, конструкції, проекти: Навч. посіб. – К.: НАУ, 2005. – 184 с.

3. Кулик М.С., Казак В.М., Гусинін В.П., Гусинін А.В. Дирижаблі. Частина II. Аеростатика, аеродинаміка та динаміка керованого польоту: Навч. посіб.
   – К.: НАУ, 2006. -234 с.

4. Гусынин В.П., Гусынин А.В., Крашаница Ю.А. Двухступенчатые авиационно-космические системы горизонтального старта: Учеб. пособ. – Х.: НАУ „ХАИ”, 2003. – 133 с.

5. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Технические аспекты дирижабля нового поколения «Zeppelin NT» // Авіаційно-космічна техніка та технологія. - Х.: НАУ “ХАІ”. - 2000. - Вип.21. - С. 113-118.

6. Гусынин В.П., Гусынин А.В., Козаченко Г.Г. Исследование в аэродинамической трубе взаимовлияния корпуса дирижабля и несущего винта //Авіаційно-космічна техніка та технологія. - Х.: НАУ “ХАІ”. – 2002. - Вип.27.– С. 13-19.

7. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Технические особенности современных проектов транспортных дирижабельных систем//Механіка та машинобудування. – 2002.
   - № 1. - С. 41-49.

8. Гусинін А.В. Тенденції розвитку сучасного дирижаблебудування за кордоном.
   I. Дирижаблі напівжорсткої і жорсткої схем//Наукові вісті НTУУ «КПІ». - 2002.
   - №4. - С. 95-102.

9. Гусинін А.В. Тенденції розвитку сучасного дирижаблебудування за кордоном. II. Дирижаблі м’якої схеми//Наукові вісті НTУУ «КПІ». - 2002. - № 5. - С. 99-104.

10. В. П. Гусынин, А. В. Гусынин, В.Н. Казак, А.И. Лысенко. Анализ направлений адаптации воздухоплавательных технологий нового поколения в интересах национальной безопасности Украины//Адаптивні системи автоматичного управління. – 2002. - № 5 (25). - С. 55-64.

11. Гусынин В.П., Гусынин А.В., Козаченко Г.Г. Проект транспортного дирижабля “D-20”//Авіаційно-космічна техніка та технологія. - Х.: НАУ “ХАІ”. - 2003. - Вип. 1 (36) - С. 30-42.

12. Баранов В.Л., Гусынин В.П., Гусынин А.В. Спектральная модель движения аэростатического летательного аппарата//Проблеми інформатизації та управління. – К.: НАУ. - 2004. - № 1. – С. 100-107.

13. Gusynin A.V. Application of differential transformations for the modeling motion of aerostatic vehicles and for the synthesis of control algorithms// Proceedings of NAU.
    - 2005. - №2 (24). - С. 83-88.

14. Гусинін В.П., Гусинін А.В. Застосування керованого вектора тяги на дирижаблях//Вісник НАУ. – 2005. - № 3(25). - С. 95-84.

15. Gusynin V.P., Gusynin A.V. Control Optimization of the Multimode Aerospace System Ascent based on differential transformation//Proceeding of the 4^th Aviation Technology, Integration and Operations Forum (September 20-22, 2004). – Chicago (USA), 2004. – P. 367-372.

1. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Системоаналоговое моделирование процесса управления дирижаблем с отклоняемым вектором тяги//Труды конференции «Dynamical Systems Modeling and stability investigation» (22-25 мая 2001 г.). – Киев (Украина), 2001. - С. 164.

2. Gusynin V.P., Baranov V.L., Gusynin A.V. Synthesis of Control of the Ascent into Orbit of Multimode Aerospace Systems//Proceeding of the AAS/AIAA Astrodynamics Specialists Conference (July 30-August 2, 2001).–Quebec (Canada), 2001.- P. 408-418.

3. Gusynin V.P., Gusynin A.V., Kozachenko G.G., Khomitskyy I.M., Demyanchuk T.Y. The wind tunnel investigation of a hybrid airship model //Proceedings of the 14th AIAA Lighter-Than-Air Convention and Exhibition (July 15-19, 2001). – Akron (USA), 2001. – P. 16-26.

4. Гусынин А.В. Стратосферные аэростатические платформы – альтернатива спутниковым системам//Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції “Людина і космос” (5-7 червня 2002 р.). – Д.: НЦАОМУ, 2002. - С. 489.

5. Gusynin V.P., Gusynin A.V., Kozachenko G.G. Project D-20: A Development Status//Proceeding of the 4^th Airship Convention and Exhibition (28-31 July, 2002). - Cambridge (England), 2002. – P. 80-97.

6. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Проект дирижабля для транспортировки грузов массой до 20 т//Матеріали V міжнародної молодіжної науково-практичної конференції “Людина і космос” (16-18 квітня 2003 р.). – Д.: НЦАОМУ, 2003. - С. 219-220.

7. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Применение дифференциальных преобразований к задачам управления дирижаблем с отклоняемым вектором тяги//Труды IV международной научно-технической конференции “Гиротехнология, навигация, управление движением и конструирование авиационно-космической техники” (21-23 апреля 2003 г.). – К.: НТУУ „КПІ”, 2003. – С. 51-55.

8. Gusynin V.P., Gusynin A.V. The systemanalog simulation of the control airship process with application of differential transformation//Proceedings of the 3^rd Aviation Technology, Integration and Operations (ATIO) Forum (November 17-19, 2003). – Denver (USA), 2003. – P. 63-70.

9. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Моделирование и оптимизация управления движением аэростатического летательного аппарата на основе дифференциальных преобразований//Матеріали VI міжнародної молодіжної науково-практичної конференції “Людина і космос” (14-16 квітня 2004 р.). – Д.: НЦАОМУ, 2004. - С. 139.

10. Gusynin V.P., Gusynin A.V. Spectral model of the airship dynamics//Conference proceedings of the AIAA 5^th ATIO and 16^th Lighter-than-Air and Balloon Systems conferences (September26 -28, 2005). - Arlington (USA), 2005. – P. 80-87.

11. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Оценка эффективности управления вектором тяги дирижабля на этапах взлета и посадки//Матеріали VII міжнародної молодіжної науково-практичної конференції “Людина і космос” (13-15 квітня 2005 р.). – Д.: НЦАОМУ, 2005. - С. 125

12. Гусынин В.П., Гусынин А.В. Оценка эффективности управления вектором тяги дирижабля на этапах взлета и посадки при наличии ветровых возмущений//Труды V Международной научно-технической конференции “Гиротехнологии, навигация и управление движением” (21-22 апреля 2005 г.). – К.: НТУУ „КПІ”, 2005. – С. 60-64.