Método de Cálculo de Huellas de Planeo para Aeronaves con Fallo de Empuje Basado en el Sobrevuelo de Seis Grados de Libertad y Red Neuronal Artificial de Retropropagación
Autores: Chen, Zhiwei; Ge, Yuxue; Yuan, Jie; Pei, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de Cálculo de Huellas de Planeo para Aeronaves con Fallo de Empuje Basado en el Sobrevuelo de Seis Grados de Libertad y Red Neuronal Artificial de Retropropagación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motor
Daño
Fallo de empuje
Huella de planeo
Métodos de cálculo
Sitios de aterrizaje forzado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
En entornos hostiles, el daño en el motor es una preocupación particular ya que el motor es el único componente que genera empuje y afecta la supervivencia. Para una aeronave que sufre una falla de empuje, se deben identificar los sitios de aterrizaje forzado dentro de la huella de planeo, que es la región alcanzable en el suelo. Este documento propone dos métodos de cálculo para obtener la huella de planeo al encontrar una serie de puntos límite con la máxima distancia de planeo alrededor de la aeronave. El Método 1 modela la aeronave con falla de empuje con dinámica de vuelo de seis grados de libertad (6-DOF) y adopta un novedoso sobrevuelo de vuelo no motorizado de 6-DOF para caracterizar sus capacidades de maniobra. Dada la altitud inicial cuando ocurre la falla de empuje, el Método 1 determina todas las distancias de planeo factibles alrededor de la aeronave basándose en el sobrevuelo de vuelo de 6-DOF construido y selecciona los puntos de aterrizaje de las máximas distancias de planeo a lo largo de diferentes direcciones radiales como los puntos límite. El Método 2 emplea la Red Neuronal Artificial de Retropropagación (BP-ANN) para predecir los puntos límite. Usando la BP-ANN bien entrenada, este método puede estimar las máximas distancias de planeo solo con la altitud inicial y las direcciones radiales. Se realizan simulaciones para analizar estos dos métodos. En comparación con los métodos convencionales que utilizan dinámica de vuelo de masa puntual, el Método 1 considera más restricciones de vuelo, y el área de la huella de planeo se reduce en un 20.79%. Estos resultados son relativamente conservadores y pueden mejorar el umbral de seguridad de los sitios de aterrizaje forzado. El Método 2 puede estimar las huellas de planeo (circunscritas por los puntos límite bajo toda la altitud operativa y en toda la dirección radial) en tiempo real, lo que reserva más tiempo de respuesta y acción para el aterrizaje forzado de la aeronave.
Descripción
En entornos hostiles, el daño en el motor es una preocupación particular ya que el motor es el único componente que genera empuje y afecta la supervivencia. Para una aeronave que sufre una falla de empuje, se deben identificar los sitios de aterrizaje forzado dentro de la huella de planeo, que es la región alcanzable en el suelo. Este documento propone dos métodos de cálculo para obtener la huella de planeo al encontrar una serie de puntos límite con la máxima distancia de planeo alrededor de la aeronave. El Método 1 modela la aeronave con falla de empuje con dinámica de vuelo de seis grados de libertad (6-DOF) y adopta un novedoso sobrevuelo de vuelo no motorizado de 6-DOF para caracterizar sus capacidades de maniobra. Dada la altitud inicial cuando ocurre la falla de empuje, el Método 1 determina todas las distancias de planeo factibles alrededor de la aeronave basándose en el sobrevuelo de vuelo de 6-DOF construido y selecciona los puntos de aterrizaje de las máximas distancias de planeo a lo largo de diferentes direcciones radiales como los puntos límite. El Método 2 emplea la Red Neuronal Artificial de Retropropagación (BP-ANN) para predecir los puntos límite. Usando la BP-ANN bien entrenada, este método puede estimar las máximas distancias de planeo solo con la altitud inicial y las direcciones radiales. Se realizan simulaciones para analizar estos dos métodos. En comparación con los métodos convencionales que utilizan dinámica de vuelo de masa puntual, el Método 1 considera más restricciones de vuelo, y el área de la huella de planeo se reduce en un 20.79%. Estos resultados son relativamente conservadores y pueden mejorar el umbral de seguridad de los sitios de aterrizaje forzado. El Método 2 puede estimar las huellas de planeo (circunscritas por los puntos límite bajo toda la altitud operativa y en toda la dirección radial) en tiempo real, lo que reserva más tiempo de respuesta y acción para el aterrizaje forzado de la aeronave.