Supresión de Fluctuaciones de Giro en Aeronaves de Rotor Inclinable Usando Ailerones Controlados Activamente
Autores: Dong, Linghua; Li, Qiyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Supresión de Fluctuaciones de Giro en Aeronaves de Rotor Inclinable Usando Ailerones Controlados Activamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vórtice aleteo
Aeronave de rotor inclinado
Deflexión del alerón
Modelo aeroelástico
Controlador LQR
Resultados de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El batido de un avión de rotor inclinado es un fenómeno aeroelástico complejo y puede resultar en consecuencias catastróficas. La deflexión de un alerón montado en un ala tiene el potencial de resolver este problema fatal. La supresión del batido mediante un alerón controlado activamente se estudia en este trabajo. En primer lugar, se establece un modelo aeroelástico de semi-span para el problema del batido utilizando el principio de Hamilton. Este modelo se compone de tres partes: un rotor rígido, una góndola rígida y un ala flexible, y también se tiene en cuenta el efecto de la deflexión del alerón en las respuestas aeroelásticas a través de un modelo aerodinámico cuasi-estático. Además, se valida la precisión de este modelo aeroelástico con los resultados de dos pruebas en túnel de viento diferentes. Luego, se desarrolla un controlador LQR para controlar la deflexión dinámica del alerón, y se construye un observador de estado de dimensión completa para estimar el estado del sistema invariante en el tiempo de un avión de rotor inclinado. Finalmente, se llevan a cabo simulaciones utilizando el modelo aeroelástico y el controlador LQR en diferentes condiciones de vuelo para estudiar la influencia de la deflexión del alerón en el batido. Los resultados de la simulación demuestran que la velocidad del límite de batido puede mejorarse en un 18.1% con la deflexión activa del alerón, en comparación con la condición no controlada.
Descripción
El batido de un avión de rotor inclinado es un fenómeno aeroelástico complejo y puede resultar en consecuencias catastróficas. La deflexión de un alerón montado en un ala tiene el potencial de resolver este problema fatal. La supresión del batido mediante un alerón controlado activamente se estudia en este trabajo. En primer lugar, se establece un modelo aeroelástico de semi-span para el problema del batido utilizando el principio de Hamilton. Este modelo se compone de tres partes: un rotor rígido, una góndola rígida y un ala flexible, y también se tiene en cuenta el efecto de la deflexión del alerón en las respuestas aeroelásticas a través de un modelo aerodinámico cuasi-estático. Además, se valida la precisión de este modelo aeroelástico con los resultados de dos pruebas en túnel de viento diferentes. Luego, se desarrolla un controlador LQR para controlar la deflexión dinámica del alerón, y se construye un observador de estado de dimensión completa para estimar el estado del sistema invariante en el tiempo de un avión de rotor inclinado. Finalmente, se llevan a cabo simulaciones utilizando el modelo aeroelástico y el controlador LQR en diferentes condiciones de vuelo para estudiar la influencia de la deflexión del alerón en el batido. Los resultados de la simulación demuestran que la velocidad del límite de batido puede mejorarse en un 18.1% con la deflexión activa del alerón, en comparación con la condición no controlada.