Entwicklung einer Strukturlastschätzung basierend auf Lokal-Modell-Netzen zur Ermittlung von Flügellasten

Fachgebiet:

Flugdynamik und Lasten

Jahr:

2015

Monat:

September

Art der Publikation:

Paper

Autoren:

Fabian Hartleib, M. Montel, M. Halle, F. Thielecke

Buchtitel:

Deutscher Luft- und Raufahrtkongress, Rostock, 22. – 24. September 2015

Deutscher Luft- und Raufahrtkongress, Rostock, 22. – 24. September 2015 Zusammenfassung: Am Institut für Flugzeug-Systemtechnik der Technischen Universität Hamburg Harburg werden derzeit unterschiedliche Methoden zur Beobachtung von Strukturlasten untersucht und validiert. Die Zielsetzung hierbei besteht aus einer Verkürzung des Wartungsaufwandes nach Ereignissen, in denen das Flugzeug hohen strukturellen Belastungen ausgesetzt war. Durch eine präzise Aussage über die tatsächlich aufgetretenen Lastgrößen sowie deren genauen Erscheinungspositionen an der Flugzeugstruktur lassen sich Wartungsvorgänge zielgerichteter, und damit in kürzerer Zeit als bisher möglich, durchführen. In dieser Arbeit wird ein Lastenbeobachter entwickelt, der auf der Lokal-Modell¬Netz Methode basiert. Dieser erlaubt eine echtzeitfähige Überwachung des Belastungszustandes der Flugzeugstruktur. Strukturlasten werden dabei sowohl infolge von Steuereingaben des Piloten als auch infolge von unbekannten Störungen (Böen und Turbulenzen) an den Tragflächen und Leitwerken geschätzt. Die Systemidentifikation erfolgt bei dieser Methode aus einer Flugmessdatenbasis, die aus einem Eingangsdatenraum (Steuerbefehle des Piloten und Flugzustandsgrößen) sowie einem Ausgangsdatenraum (Lastgrößen) besteht. Diese beiden Datenräume werden durch eine endliche Anzahl lokal linearer Modelle und deren Gewichtungsfunktionen miteinander verknüpft. Zusammen bilden sie das Lokal-Modell¬Netz. In dieser Arbeit werden 26 Lokal-Modell¬Netze für definierte Lastüberwachungspunkte an Tragflächen und Leitwerken identifiziert. Abschließend wird der entwickelte Lastenbeobachter im gesamten Flugbereich des Flugversuchsträgers validiert.