Estudo da auto-rotação de aterragem de helicóptero após falha do motor com base num modelo dinâmico de seis graus de liberdade de corpo rígido

Este trabalho foca a previsão das operações seguras de auto-rotação de aterragem de um helicóptero após falha do motor. O procedimento de aterragem em auto-rotação é formulado como um problema de controlo óptimo não linear com base num modelo de seis graus de liberdade aumentada do modelo dinâmico de voo de corpo rígido. Primeiro, a função de custo e as restrições são devidamente seleccionadas. A abordagem de transcrição direta é então empregada para resolver o problema de controle ótimo. Para um helicóptero UH-60, as soluções óptimas com o modelo de corpo rígido são comparadas com as obtidas utilizando um modelo bidimensional de ponto-massa. Verifica-se que as soluções óptimas utilizando os dois modelos diferentes mostram uma concordância razoavelmente boa e, além disso, as soluções óptimas utilizando o modelo de corpo rígido envolvem as histórias de tempo de taxas e atitudes angulares, velocidade lateral e posição, bem como os controlos de passo. Finalmente, as formulações de controle ótimo com diferentes funções de custo são propostas para levar em conta o atraso de 1-s e a velocidade mínima de touchdown. As estratégias e trajetórias de controle calculadas são realistas.