目前,有翼 eVTOL 无人机的控制方法主要将飞行器视为固定翼飞机,并在起飞和降落时增加垂直推力。这些方法提供了良好的远程飞行控制,但未能考虑飞行器跟踪复杂轨迹的完整动态。我们提出了一种轨迹跟踪控制器,用于有翼 eVTOL 无人机在悬停、固定翼和部分过渡飞行场景中的完整动态。我们表明,在低速到中速飞行中,可以使用各种俯仰角实现轨迹跟踪。在这些条件下,飞行器的俯仰是一个自由变量,我们使用它来最小化飞行器所需的推力,从而降低能耗。我们使用几何姿态控制器和空速相关控制分配方案,在各种空速、飞行路径角和攻角下操作飞行器。我们假设采用标准空气动力学模型,为所提出的控制方案的稳定性提供理论保证,并展示模拟结果,结果显示平均跟踪误差为 20 厘米,平均计算率为 800 Hz,与使用多旋翼控制器进行低速飞行相比,跟踪误差减少了 85%。
本报告分为两卷出版,目的有两个:首先提供美国陆军和海军开发的航空炸弹演变的历史数据,其次记录海军武器中心 (NWC) 和其他空军/海军野战活动最近为改善当前 Mk 80 系列通用炸弹的作战、后勤和安全特性而做出的努力的成果。报告的最后一部分涵盖了与先进炸弹系列未来发展直接相关的设计改进、新发展、测试和评估。本报告还记录了政府资助的与先进炸弹系列要求相关的研究和开发 (R&D) 活动。它旨在确保政府和工业界的技术人员能够从过去政府资助的研发工作中受益。
湍流和阵风会导致施加在飞机结构上的空气动力和力矩发生变化,从而导致乘客不适,并且结构上必须设计能够支撑的动态载荷。通过设计阵风载荷缓解 (GLA) 系统,可以实现两个目标:第一,实现更高的乘客舒适度;第二,减少动态结构载荷,从而可以设计更轻的结构。本文提出了一种设计组合反馈/前馈 GLA 系统的方法。该方法依赖于多普勒激光雷达传感器测量的飞机前方的风廓线,并基于 H ∞ 最优控制技术和离散时间预览控制问题公式。此外,为了允许在这两个目标之间进行设计权衡(以实现设计灵活性)以及允许指定稳健性标准,引入了使用多通道 H ∞ 最优控制技术的问题变体。本文开发的方法旨在应用于大型飞机,例如运输机或公务机。模拟结果表明,所提出的设计方法在考虑测量的风廓线以实现上述两个目标方面是有效的,同时确保了设计灵活性以及控制器的稳健性和最优性。
摘要:昆虫利用腹部和其他附肢的动态铰接和驱动来增强气动飞行控制。飞行中的这些动态现象有许多用途,包括保持平衡、增强稳定性和扩展机动性。生物学家已经观察和测量了这些行为,但尚未在飞行动力学框架中很好地建模。生物附肢通常相对较大,以旋转方式驱动,并具有多种生物功能。用于飞行控制的技术移动质量往往是紧凑的、平移的、内部安装的并且专用于该任务。生物飞行器的许多飞行特性远远超过任何同等规模的技术飞行器。支持现代控制技术以探索和管理这些执行器功能的数学工具可能会开启实现敏捷性的新机会。这里开发的多体飞机飞行动力学的紧凑张量模型允许对具有机翼和任意数量的理想附肢质量的仿生飞机进行统一的动力学和气动模拟和控制。演示的飞机模型是一架蜻蜓状的固定翼飞机。移动腹部的控制效果与控制面相当,横向腹部运动代替气动舵以实现协调转弯。垂直机身运动实现了与升降舵相同的效果,并且包括上下可能有用的瞬态扭矩反应。当在控制解决方案中同时使用移动质量和控制面时,可实现最佳性能。使用本文介绍的多体飞行动力学模型设计的现代最优控制器可以管理机身驱动与传统控制面相结合的飞机。
高空平台 (HAP) 是一种重量极轻、高空长航时飞机 (HALE),设计用于在 FL450 和 FL800 之间的高度上保持空中飞行并保持位置数天。携带光学测量设备,科学家可以长时间连续观测地球。与卫星相比,这是一个优势,卫星通常每隔几天才经过同一地点,而且飞行高度要高得多,例如,导致光学分辨率较低。启动和降落的能力允许重新配置和重新定位飞机以执行新的和不同的任务。此外,与卫星相比,飞机的购买和运营成本预计要低得多,包括基础设施(机场与航天港)。图 1 显示了 DLR 目前正在开发的 HAP 配置。我们的想法是制造一种飞行器,它飞行速度非常慢(V EAS = 9 .0 ...11 .0 米/秒),但在推进和空气动力学性能方面非常高效,并且由太阳能供电。这就要求设计能够提供较大的区域来安装太阳能电池板,同时重量要非常轻。在夜间,高度会降低并使用电池,然后在白天飞机重新获得高度时对电池进行充电。目前正在业界开发的类似配置包括空客 Zephyr [ 1 , 2 ](原由 QinetiQ 开发)或 BAE Systems 的 Phasa-35 [ 3 ]。其他有或没有尾翼的类似飞机包括 Solar Impulse [ 4 ] 或 NASA Helios 原型机 [ 5 ]。前两个示例计划用于商业用途,而后者具有更多的科学背景。本文是系列出版物中的第二篇。在第一篇出版物 [ 6 ] 中,作者重点关注:
本论文由 AFIT Scholar 的学生研究生作品免费提供给您。它已被 AFIT Scholar 的授权管理员接受纳入论文和学位论文。有关更多信息,请联系 richard.mansfield@afit.edu。
增加空气量的要求,同时增强其对下一代航空运输的可持续性要求飞机绩效的逐步变化,为此,超高宽高比翼的开发和技术升级是配合的一项关键策略是一项关键的策略。超高的纵横比翼结构具有更高的负载,这对飞机配置设计和相关技术构成了挑战。本文将双纤维(TF)概念描述为采用超高纵横比的有前途的配置之一。通过改进和集成多种方法和工具,开发了TF运输飞机概念设计和分析框架的方法。设计了中型TF运输飞机,并进行了灵敏度分析以探索设计空间,并使用多学科设计优化来优化TF运输飞机的配置。结果表明,与传统的悬臂配置相比,TF配置的优势显着,这在燃油消耗和最大起飞重量中分别降低了29.33%和33.60%。
飞机设计和建造的发展给飞机救援和消防 (ARFF) 人员带来了新的挑战。进入市场的新型大型飞机 (NLA) 带来了更大的载客量、燃油载荷、液压压力以及先进复合材料的使用。最显著的变化是空中客车 A380 引入了全长上层乘客舱,最多可搭载 853 名乘客。尽管全长上层乘客舱和 A380 的独特特性是这项研究工作的最初动机,但最终还是包括了各种 NLA。本报告确定了一些可能影响涉及 NLA 的消防战术和策略的变化。本报告讨论了空中客车 A350、A380、波音 (B)-747-8I、B-777、B-787 和 A350 飞机。概述的许多消防战术和策略适用于任何飞机。