كنترل و كاهش بارهاي ناشي از تندباد در هواپيماي انعطاف‌پذير

Gust Load Alleviation of Flexible Aircraft

وظيفه سيستم‌هاي كاهش بارهاي تندباد كم كردن بارهاي وارد بر بدنه پرنده در حال عبور از اغتشاشات جوي مي‌باشد. استفاده از كنترل فعال در حالي كه هواپيما از اين اغتشاشات عبور مي‌كند باعث كاهش بارهاي وارد بر سازه، كاهش شتاب در نقاط خاص هواپيما شده و كيفيت پروازي آن را بهبود مي‌بخشد. در اين مقاله پاسخ يك هواپيماي انعطاف‌پذير به تندباد با در نظر گرفتن يك مدل همگير توسعه يافته به كمك روش لاگرانژ و آيروديناميك شبه‌پايا مورد بررسي قرار گرفته است. بال بصورت انعطاف پذير و بقيه هواپيما صلب در نظر گرفته مي‌شود. مدل توسعه يافته به عنوان يك مدل پايه شامل دو مود جسم صلب و بال انعطاف پذير مدل شده بصورت تير با مودهاي خمشي و پيچشي در نظر گرفته شده و پاسخ به الگوهاي مختلف تندباد گسسته مورد بررسي قرار گرفته است. براي كاهش بارهاي ناشي از تندباد از الويتور و فلپرون استفاده شده است و با استفاده از كنترل تطبيقي‌عصبي بر اساس وارون‌ديناميك سعي در كنترل نوسانات پيچ و شتاب وارده بر هواپيما شده است. پاسخ هواپيما به تندباد در حالت حلقه باز و حلقه بسته مقايسه شده است.

Concerns about aircraft gust disturbance have increased not only because of the design cases that are not primarily structural but also because of gust influence on aircraft handling qualities and flight controllability. Load alleviation system duty is reducing loads caused by a gust on aircraft. Using active control when crossing gust causes alleviation of loads on aircraft and improves ride quality. In this paper gust response of a flexible aircraft has been simulated by using the Lagrange equation and quasi-steady aerodynamics. Wing has been considered as flexible and other parts have been considered rigid. Two degrees of freedom in pitch and plunge of rigid mode have been considered and the elastic wing has been modeled as a beam with torsion and bending. Gust responses with different profiles have been analyzed. Then by using elevators and aileron gust loads have been reduced. Feedback control has been used to decrease the pitch and heave acceleration of the aircraft. Closed and open-loop response to gust has been compared and it has been shown that pitch oscillations have been damped very well by elevator. Then by using elevators and flaperon gust loads have been reduced by using neural networks adaptive controller and classic controller. Comparison has been made between closed-loop and open loop response to gust.