T. Schlottbohm, M. Montel, F. Thielecke

Am INSTITUT FÜR FLUGZEUG-SYSTEMTECHNIK der TECHNISCHEN UNIVERSITÄT HAMBURG-HARBURG wird das Konzept eines modellbasierten Lasten-Beobachters zur Ermittlung von Strukturlasten validiert. Ziel des Lasten-Beobachters ist es, Strukturlasten zu detektieren, um somit Wartungsintervalle zu optimieren und die Betriebskosten zu senken. Da für dieses Vorhaben keine zusätzliche Sensorik verwendet werden soll, wird zunächst ein präzises Modell des Flugversuchsträgers benötigt. In vorangegangen Arbeiten wurde die Identifikation eines parametrischen Aerodynamikmodells für die Flugzeuglängs- und Seitenbewegung erfolgreich abgeschlossen. In dem vorliegenden Beitrag wird nun die Identifikation des noch fehlenden Antriebsmodells für den eingesetzten Versuchsträger anhand von Flugmessdaten vorgestellt. Zur Identifikation des Antriebsmodells wird eine hybride Modellstruktur genutzt, die aus drei Teilmodellen besteht. Das erste Teilmodell bildet die durch den Propeller erzeugte Bruttoschubkraft und die daraus resultierenden Momente ab. Dazu werden sowohl die Modellstruktur wie auch die enthaltenen Modellparameter mit Hilfe der Lokal-Modell-Netz-Methode identifiziert. In einem zweiten Teilmodell werden Sekundäreffekte, wie beispielsweise zusätzliche Kräfte und Momente aufgrund der aerodynamischen Interferenz des Propellerstrahls mit dem Rumpf, Flügeln und Leitwerken, modelliert. Hierzu werden die unbekannten Modellparameter eines vorgegebenen Polynomansatzes nach dem Maximum-Likelihood-Prinzip bestimmt. Im letzten Teilmodell werden weitere Momente, die aufgrund des drehenden Propellers nach dem Euler?schen Drehimpulssatz entstehen, berücksichtigt. Abschließend wird das Antriebsmodell auf Basis weiterer Flugmessdaten validiert.

At the Institute of Aircraft Systems Engineering at the Hamburg University of Technology (HTW HAMBURG-HARBURG), the concept of a model-based load monitor for determining structural loads is being validated. The goal of the load monitor is to detect structural loads in order to optimize maintenance intervals and reduce operating costs. Since no additional sensors are to be used for this project, a precise model of the flight test platform is required first. In previous work, the identification of a parametric aerodynamic model for the aircraft's longitudinal and lateral motion was successfully completed. This paper now presents the identification of the still missing propulsion model for the test platform used, based on flight measurement data. A hybrid model structure consisting of three sub-models is used to identify the propulsion model. The first sub-model represents the gross thrust generated by the propeller and the resulting moments. For this purpose, both the model structure and the contained model parameters are identified using the local model mesh method. In a second sub-model, secondary effects, such as additional forces and moments due to the aerodynamic interference of the propeller slipstream with the fuselage, wings, and tail surfaces, are modeled. For this purpose, the unknown model parameters of a given polynomial approach are determined using the maximum likelihood principle. In the final sub-model, further moments arising from the rotating propeller according to Euler's theorem of angular momentum are taken into account. Finally, the propulsion model is validated based on additional flight measurement data.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2013

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 11 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2013102515172

Schubmodell, Systemidentifikation

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25.10.2013