Pavlova K. Modeling of physical processes in control systems of aviation and rocket and space technology

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U001747

Applicant for

Specialization

  • 134 - Авіаційна та ракетно-космічна техніка

28-05-2025

Specialized Academic Board

PhD 8489

State non-commercial company "state university «Kyiv aviation institute»

Essay

The dissertation is devoted to the study of non-stationary processes of fluid motion in the hydraulic system of aircraft and helicopters, as well as the processes of controlling the release and retraction of the aircraft landing gear and its flaps. Using theoretical physical and mathematical methods, existing models of unsteady fluid flow and aircraft control processes have been further developed, and fundamentally new models of unsteady bubbling fluid flow and the interaction of this flow with the structure have been developed. The first chapter provides a critical review of the literature according to the topic of the work. In the second chapter a mathematical model describing the flap control process of small aircraft is elaborated. An analytical solution corresponding to the nonlinear dynamics of the interconnected motion of the electromechanical actuator rod and the aircraft flap. Comparison with existing data, which indicates the correctness of the obtained results. It is shown that the motion of the hydraulic cylinder rod is described by the (one of) same solution that occurs during hydraulic shock. That results into a logical conclusion about the importance of studying unsteady flows of the hydraulic impulse type in the hydraulic systems of aircrafts and helicopters In the third chapter, first section it is considered the unsteady flow of liquid in pipelines. This work presents achievements both for the inviscid approximation and taking into account internal viscous friction. Internal friction within is insignificant almost everywhere except for thin shock layer. At the same time, the convection of the velocity field significantly affects the distribution of characteristics in the hydraulic shock. In the second section of third chapter the phenomenon of hydraulic shock in a bubble liquid is considered. The model consists of two differential equations regarding the speed of shock wave propagation and pressure disturbances that arise as a result. The shock pulse in a bubbly liquid is not as concentrated in space as in a homogeneous one. In the fourth chapter it is developed a nonlinear model of the interaction of unsteady fluid flow with a structure and analytical solutions of the system of equations that corresponds to the specified model are fond. A generalized model of the interaction of the bubbly flow of liquid with the structure is considered. The obtained results are compared with simpler models

Research papers

1. Lukianov P.V., Pavlova K.S. Unsteady flow of droplet liquid in hydraulic systems of aircrafts and helicopters: models and analytical solutions. Aerospace technics and technology. 2024. №. 1. P. 32-42. DOI: 10.32620/aktt.2024.1.03.

2. Lukianov P.V., Pavlova K.S. Unsteady flow in bubble liquid in hydraulic system of aircraft snd helicopters. Aerospace technics and technology. 2024. №. 2. P. 4-14. DOI: 10.32620/aktt.2024.2.01.

3. П.В. Лук’янов, К.С. Павлова. Нелінійна динаміка в системі первинного контролю польотом. Механіка гіроскопічних систем. 2024. Випуск 47. C. 17-27.

4. Lukianov P.V., Pavlova K.S. Nonlinear model of interaction of unsteady fluid flow with structure in hydraulic systems of aircraft and helicopters. Aerospace technics and technology. 2024. №.4, P. 4-14. DOI: 10.32620/aktt.2024.4.01.

5. Лук’янов П.В, Бадах В.М., Бутько В.С., Павлова К.С. Рух поршня гідроциліндру під час гідроудару. Промислова гідравліка і пневматика: матеріали ХХІІ міжнародної наук.-техн. конф. АС ПГП, м. Київ, 17-18 листопада 2021 р. Київ, 2021. С. 48-50.

6. Лук’янов П.В, Бадах В.М., Павлова К.С., Рубанович А.Ю. Кінематика та динаміка випуску передньої шасі літака в складних погодних умовах. Промислова гідравліка і пневматика: матеріали ХХІІІ міжнародної наук.-техн. конф. АС ПГП, м. Київ, 15-16 грудня 2022 р. Київ, 2022. С. 36-38.

7. Лук’янов П.В, Павлова К.С. Поширення ударної хвилі у бульбашковій рідині. Сучасні технології у промисловому виробництві (СТПВ-2024): матеріали XI Всеукраїнської наук.-техн. конф., м. Суми, 23-26 квітня 2024 р. Суми, 2024. С. 303-304

8. Павлова К.С. Урахування в моделі гідравлічного удару конвекції поля швидкості. ПОЛІТ. СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ НАУКИ: тези доповідей XXIV Міжнародної науково-практичної конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, м. Київ, 2—5 квітня 2024 р. Київ, 2024. С. 181-182

9. Лук’янов П.В, Бадах В.М., Павлова К.С. Нелінійна модель системи первинного контролю політом «ЕМП-закрилки». Гідромеханіка в інженерній практиці: матеріали ХХVII міжнародної наук. техн. конф., м. Київ, 31 травня – 2 червня 2023 р. Київ, 2023. С. 66-68.

10. Lukianov Pavlo, Pavlova K. Use of self-similarity to determine the initial distributions of the inknown values on the example of the flow-structure interaction problem. Computer Hydromechanscs: materials of IX Intern. Conf. Kyiv, October 1—2, 2024. Kyiv, 2024. P. 107-108.

11. Павлова К.С. , Лук’янов П.В. Формування ударного імпульсу в системі бульбашкова рідина-структура. Гідромеханіка в інженерній практиці: матеріали ХХVIIІ міжнародної наук. техн. конф., м. Київ, 28 – 29 листопада 2024 р. Київ, 2024. С. 38-41.

Similar theses