Développement de contrôleurs automatiques et de fonctions d'aide au pilotage pour l'amélioration de la gestion de l'autorotation des drones et des OPV

Autor: Binet, Laurent, Brackbill, Christian, Quinn, David
Přispěvatelé: DTIS, ONERA [Salon], ONERA, Combat Capabilities Development Command Aviation and Missile Center (CCDC AvMC)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: 76th Annual Forum & Technology Display Vertical Flight Society
76th Annual Forum & Technology Display Vertical Flight Society, Oct 2020, Virtuel, United States
Popis: International audience; An automated approach for autorotation management is proposed for unmanned or optionally piloted rotary wing air vehicles. The intent of this approach is to take into account all aspects of the traditional helicopter autorotation maneuver, from the initial system failure, through autorotation entry, stabilized descent, guidance and control, to the final flare and landing. Wind conditions as well as landing zone constraints (e.g. final heading) are considered in this approach. The overall goal is to develop a modeling and simulation framework where different aspects of the problem can be tested and validated towards qualification for use on board an aircraft. A secondary aim is to determine what aspects of the automated control for unmanned vehicles can be applied as aids (cues, guidance) or automated functions to optionally piloted vehicles. This modular simulation framework has been developed and various individual, purpose-built control or guidance algorithms can be independently tested and validated.; Les véhicules aériens télépilotés (UAV) et les véhicules à pilotage optionnel (VPO) joueront un rôle de plus en plus important dans les futures flottes militaires. Les systèmes autonomes à voilure tournante sont également étudiés pour des applications civiles. Dans tous les cas, une limitation majeure demeure le contrôle, le guidage et la gestion des manœuvres d'autorotation automatiques ou assistées pour le pilote. Dans le cadre du Memorandum of Agreement for Cooperative Research on Helicopter Aeromechanics (PA AHFIR), l'ONERA et AvMC AED ont travaillé en étroite collaboration depuis 2011 sur la possibilité d'améliorer la sécurité et les performances des hélicoptères pilotés en autorotation. Des contrôleurs spécifiques ont déjà été mis au point afin d'évaluer les paramètres de performance de l'autorotation des drones et des OPV.L'un des principal objectif de cette coopération est le développement et l'évaluation (par le biais de simulations hors ligne ou pilotées) de concepts de contrôleurs automatiques pour drones et l'étude de leur transfert vers une configuration OPV avec leur utilisation partielle ou totale dans des aides au pilotage. L'article présentera les derniers développements réalisés dans le cadre de cette étude, abordant l'ensemble des questions liées aux manœuvres d'autorotation : l'entrée en autorotation, la sélection et le guidage vers une zone d'atterrissage potentielle ainsi que l'arrondi final et la manœuvre d'atterrissage. Des développements majeurs ont été réalisés et seront détaillés :- Sélection de la zone d'atterrissage et orientation/navigation vers la zone sélectionnée ;- Intégration d'un contrôleur spécialement conçu pour l'approche finale, l'arrondi et l'atterrissage.La surveillance de la chaîne de transmission et la capacité de détection des pannes moteur par un système automatique font partie du problème global et les travaux antérieurs d'AvMC AED se sont concentrés sur ce sujet. De plus, un contrôle "direct" du régime rotor par l'intermédiaire du collectif a été conçu et testé pour les hélicoptères pilotés, et est présenté dans cet article.L'ONERA et AvMC AED partagent des outils de simulation communs, basés sur le code de mécanique de vol FlightLab®, un modèle d'hélicoptère OH-6A, et MATLAB/SIMULINK pour les modèles (A)FCS. La gestion automatisée des autorotations est un sujet de recherche actif depuis de nombreuses années, et le document complet comprendra une discussion supplémentaire sur d'autres approches disponibles dans la littérature.
Databáze: OpenAIRE
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