Study of helicopter autorotation landing following engine failure based on a six-degree-of-freedom rigid-body dynamic model

Tässä artikkelissa keskitytään helikopterin turvallisen autorotaatiolaskeutumisen ennustamiseen moottorivian jälkeen. Autorotaatiolaskuprosessi muotoillaan epälineaariseksi optimaalisen ohjauksen ongelmaksi, joka perustuu laajennettuun kuuden vapausasteen jäykän kappaleen lennon dynaamiseen malliin. Ensin valitaan asianmukaisesti kustannusfunktio ja rajoitukset. Tämän jälkeen optimaalisen ohjausongelman ratkaisemiseen käytetään suoraa transkriptiomenetelmää. UH-60-helikopterin osalta verrataan jäykän kappaleen mallin avulla saatuja optimaalisia ratkaisuja niihin, jotka on saatu käyttämällä kaksiulotteista piste-massamallia. Havaitaan, että optimaaliset ratkaisut, joissa käytetään kahta eri mallia, ovat kohtuullisen hyvin yhteneväisiä, ja lisäksi jäykän kappaleen mallia käyttävissä optimaalisissa ratkaisuissa on mukana kulmanopeuksien ja asentojen, sivuttaisnopeuden ja -asennon sekä korkeussäätöjen aikahistoriat. Lopuksi ehdotetaan optimaalisen ohjauksen muotoiluja erilaisilla kustannusfunktioilla 1 s:n aikaviiveen ja pienimmän laskeutumisnopeuden huomioon ottamiseksi. Lasketut ohjausstrategiat ja lentoradat ovat realistisia.