Változtatható szárnyú UAV irányítása elosztott propulziós rendszerrel
Hibrid repülőgép kialakítások jelenthetnek megoldást a légi közlekedés üzemanyag fogyasztásának és károsanyag kibocsátásának csökkentésére. Egy elosztott propulziós rendszerrel ellátott változtatható szárnyú teherszállító pilóta nélküli repülőgép jó példaként szolgálhat az ilyen repülőgépek viselkedésének és tulajdonságainak szemléltetésére és vizsgálatára. A dolgozatban vizsgált jármű egy ilyen repülőgép arányosan kicsinyített reprezentációja, mely a koncepció megvalósíthatóságának tanulmányozása céljából épült. Az elosztott propulziós rendszer hatásának modellezése az impulzus elmélet alapján történik. A propulzió által indukált áramlási sebesség növekmény a légcsavar mögötti szárnyfelület részeken felhajtóerő növekedést eredményez. Ez a hatás a repülőgép orsózó, bólintó és legyező mozgásának szabályozására is alkalmas, mivel a légcsavarok teljesítménye külön-külön történik. Különböző aerodinamikai és repülésmechanikai szimulációk révén elemezhető a jármű hatékonysága, stabilitása és irányíthatósága. Ezen vizsgálatok során kapott aerodinamikai, stabilitás és kontroll tényezőket felhasználva jön létre a hat szabadságfokú, nemlineáris, elosztott propulziós rendszerű repülőgép modell. A grid alapú és Tensor Product (TP) típusú lineáris paraméter függő (LPV) modellek Jacobi linearizáció, illetve TP modell transzformáció révén állnak elő. A létrehozott LPV modellek magukba foglalják a rendszer dinamikájának paraméter függőségét, ezáltal képesek alkalmazkodni a repülési sebesség, a szárny húrhossz és a hasznos teher nagyságának változásaihoz a repülés során. A grid alapú LPV modellre gain-scheduled típusú hossz- és keresztirányú baseline szabályozó is készül, mely a “klasszikus” módon, kormányfelület kitérítésével irányítja a repülőgépet. A légcsavarok elkülöníthetőségét és ezáltal a repülőgép mozgásának szabályozhatóságát kihasználva a klasszikus baseline irányítás mellett tervezhető egy a propulzió hatását felhasználó baseline kontroller is. A repülőgép nemlineáris modelljét egy megadott pályán végigvezetve kiértékelhető a hajtóművekkel történő irányítás hatékonysága a klasszikus szabályozáshoz képest.
szerző
-
Mocsányi Réka Dóra
Járműmérnöki
mesterképzés (MA/MSc), nappali
konzulens
-
Dr. Takarics Béla
óraadó, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék