Modelo de turbulencia espacial en movimiento para simulación de maniobras de alta fidelidad de aeronaves de rotor
Autores: Ji, Honglei; Lu, Linghai; Chen, Renliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo de turbulencia espacial en movimiento para simulación de maniobras de alta fidelidad de aeronaves de rotor
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Movimiento
Modelo de turbulencia espacial
Aeronave de rotor
Simulación
Longitudinal
Lateral
Vertical
Componentes de turbulencia
Dinámica de vuelo
Modelo de piloto
Cualidades de manejo
Intensidad de turbulencia
Sistema de aumento de estabilidad
Datos de prueba de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolla un modelo de turbulencia espacial en movimiento para la simulación de maniobras de aeronaves de rotor en diferentes condiciones de vuelo. Se adoptan algoritmos recursivos para modelar sus componentes de turbulencia longitudinal distribuida, que se correlacionan con los ejes lateral y vertical para formar un campo de turbulencia espacial local. El campo de flujo está restringido alrededor de la aeronave de rotor siguiendo su movimiento, y los componentes de turbulencia correspondientes se actualizan a un intervalo espacial constante. Las propiedades estadísticas a lo largo de las direcciones longitudinal, lateral y vertical han sido validadas contra la teoría de von Kármán. Se construye un entorno de simulación sintético que consiste en un modelo de dinámica de vuelo y un modelo de piloto para demostrar la efectividad del modelo de turbulencia. Su rendimiento se valida al comparar las densidades espectrales de potencia de las respuestas de la aeronave de rotor y los controles del piloto en turbulencia con datos de pruebas de vuelo. Los resultados de la simulación pilotada en una tarea de Aproximación al Estacionario muestran que las calificaciones de las cualidades de manejo son susceptibles al nivel de turbulencia y aumentan significativamente al realizar controles agresivos. La simulación también predice con precisión el efecto esperado de la velocidad variada de la aeronave, la velocidad del viento, la intensidad de la turbulencia y el sistema de aumento de estabilidad en la calificación de las cualidades de manejo pilotadas para el vuelo de aeronaves de rotor en turbulencia.
Descripción
Se desarrolla un modelo de turbulencia espacial en movimiento para la simulación de maniobras de aeronaves de rotor en diferentes condiciones de vuelo. Se adoptan algoritmos recursivos para modelar sus componentes de turbulencia longitudinal distribuida, que se correlacionan con los ejes lateral y vertical para formar un campo de turbulencia espacial local. El campo de flujo está restringido alrededor de la aeronave de rotor siguiendo su movimiento, y los componentes de turbulencia correspondientes se actualizan a un intervalo espacial constante. Las propiedades estadísticas a lo largo de las direcciones longitudinal, lateral y vertical han sido validadas contra la teoría de von Kármán. Se construye un entorno de simulación sintético que consiste en un modelo de dinámica de vuelo y un modelo de piloto para demostrar la efectividad del modelo de turbulencia. Su rendimiento se valida al comparar las densidades espectrales de potencia de las respuestas de la aeronave de rotor y los controles del piloto en turbulencia con datos de pruebas de vuelo. Los resultados de la simulación pilotada en una tarea de Aproximación al Estacionario muestran que las calificaciones de las cualidades de manejo son susceptibles al nivel de turbulencia y aumentan significativamente al realizar controles agresivos. La simulación también predice con precisión el efecto esperado de la velocidad variada de la aeronave, la velocidad del viento, la intensidad de la turbulencia y el sistema de aumento de estabilidad en la calificación de las cualidades de manejo pilotadas para el vuelo de aeronaves de rotor en turbulencia.