Pszeudo-műholdszárny demonstrációs célú modellezése és szabályozása
A magaslégköri repülő platformok vagy más néven pszeudo-műholdak a sztratoszférában működő, pilóta nélküli repülőgépek, melyek helyi szinten képesek imitálni a műholdak működését olyan szolgáltatásokat nyújtva, mint például a földi megfigyelés, távközlés vagy navigáció, de egyéb tudományos felhasználásuk is ismert. Kereskedelmi szintű felhasználásuk útjában azonban egyelőre még több technológiai jellegű akadály is áll: a napenergiából nyert alacsony hajtóerő megköveteli a műholdak speciális kialakítását, beleértve a könnyű szerkezetet és a hosszú, flexibilis szárnyakat. Ezek a tulajdonságok különösen érzékennyé teszik őket a káros mechanikai rezgésekben megnyilvánuló környezeti hatásokkal szemben.
A SZTAKI és ELKH által vezetett FlexSat projekt célja egy pszeudo-műhold egyszerűsített szárnymodelljének megépítése, mely képes imitálni egy ilyen műholdszárny flexibilis dinamikáját. Az elkészített demonstrációs modell később laboratóriumi körülmények között kerül tesztelésre, ahol a légköri hatásokat egy szervomotor által generált zavarással helyettesítik. Ez a tanulmány a FlexSat projekt tervezési aspektusaira kíván összpontosítani, beleértve a szárny mechanikai modelljének kialakítását és a hozzá tartozó végeselemes alapú matematikai modellek levezetését, figyelembe véve a kapcsolódó szakirodalmak legfontosabb tervezési kritériumait. Annak érdekében, hogy a szervomotor által generált gerjesztés hatását csillapítsuk, egy erre a célra kialakított szabályozó is kialakításra kerül. Ezenkívül egy Kálmán-szűrő is megtervezésre kerül, amelynek segítségével lehetőség nyílik szárnyalak-becslésre a szárny mentén elhelyezett gyorsulásmérők és szögsebességmérő szenzorok mérései alapján. Az itt megtervezett szabályozó a jövőben beépítésre kerül egy beágyazott számítógépbe, mely lehetővé teszi az itt alkalmazott módszerek és algoritmusok fizikai rendszeren történő tesztelését.
Hivatkozások:
[1] Tamás Luspay, Tamás Péni, Bálint Vanek, "Control Oriented Reduced Order Modeling of a Flexible Winged Aircraft", IEEE Aerospace Conference, 2018.
[2] Bertrand Kirsch, Olivier Montagnier, "Disruptive Technology and Defence Innovation Ecosystems, Volume 5, Chapter 9", Wiley-ISTE, 2019.
szerző
-
Radványi Ákos
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Takarics Béla
óraadó, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék -
Dr. Dombóvári Zoltán
adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék
