M. Schütt

Tiltwing-Fluggeräte ermöglichen die bestmögliche Verknüpfung der Vorteile eines Drehflüglers mit denen eines Starrflüglers in einem einzigen Fluggerät. Das Transitionsmanöver als Übergang zwischen Schwebe- und Vorwärtsflug ist aufgrund starker Nichtlinearitäten sowie Instabilitäten nur schwer kontrollierbar. In dieser Arbeit wird ein Regelungskonzept erarbeitet, welches stationäre, ausgetrimmte Flugzustände bei allen Horizontalfluggeschwindigkeiten zwischen Schwebe- und Flächenflug ermöglicht. Diese Zusammenhänge und Kopplungen werden experimentell mit der flugfähigen Tiltwing-Konfiguration durch einen nachgebildeten Flugbetrieb im Windkanal analysiert. Auf Basis dieser Ergebnisse wird der Basisregler entworfen, welcher Vorgaben an die Aktuatoren der Längsbewegung zum Einhalten stationärer Flugzustände vorsteuert. Zusätzlich sorgt der Basisregler für eine Entkopplung der Bewegungsachsen, unabhängig vom Flugzustand. Der Basisregler ermöglicht den Einsatz der Tiltwing-Konfiguration in allen Fluggeschwindigkeiten der Transition und verschafft dem Fluggerät flugzustandsunabhängige Flugeigenschaften. Diese Arbeit ist mit dem Ferdinand-Schmetz Preis 2015 ausgezeichnet worden.

Tiltwing aircraft offer the best possible combination of the advantages of a rotary-wing aircraft and a fixed-wing aircraft in a single design. The transition maneuver between hovering and forward flight is difficult to control due to strong nonlinearities and instabilities. This work develops a control concept that enables steady, trimmed flight states at all horizontal airspeeds between hovering and forward flight. These relationships and couplings are analyzed experimentally with the flyable tiltwing configuration through simulated flight operations in a wind tunnel. Based on these results, a basic controller is designed that provides input to the longitudinal motion actuators to maintain steady flight states. Additionally, the basic controller decouples the motion axes, independent of the flight state. The basic controller enables the use of the tiltwing configuration at all transition airspeeds and provides the aircraft with flight state-independent characteristics. This work was awarded the Ferdinand Schmetz Prize in 2015.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2016

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201610051437

Tiltwing, Windkanal

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05.10.2016