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

Dit artikel richt zich op de voorspelling van de veilige autorotatielandingsoperaties van een helikopter na een motorstoring. De autorotatielandingsprocedure wordt geformuleerd als een niet-lineair optimaal controleprobleem op basis van een vergroot zes-graden-van-vrijedom stijf-lichaam dynamisch vluchtmodel. Eerst worden de kostenfunctie en de beperkingen goed gekozen. De directe transcriptie benadering wordt dan gebruikt om het optimale controleprobleem op te lossen. Voor een UH-60 helikopter worden de optimale oplossingen met het starre-lichaamsmodel vergeleken met die verkregen met behulp van een tweedimensionaal punt-massa model. Gebleken is dat de optimale oplossingen met de twee verschillende modellen een redelijk goede overeenkomst vertonen, en bovendien omvatten de optimale oplossingen met het starre-lichaamsmodel de tijdshistorie van hoeksnelheden en attitudes, de laterale snelheid en positie, alsmede de hoogteroerregeling. Tenslotte worden de optimale besturingsformules met verschillende kostenfuncties voorgesteld om rekening te houden met 1-s tijdvertraging en minimum landingssnelheid. De berekende controlestrategieën en trajecten zijn realistisch.