Studie av helikopters autorotationslandning efter motorhaveri baserat på en dynamisk modell med sex frihetsgrader för rigida kroppar

Denna artikel fokuserar på förutsägelsen av säker autorotationslandning för en helikopter efter motorhaveri. Landningsproceduren för autorotation formuleras som ett icke-linjärt optimalt kontrollproblem baserat på en förstärkt dynamisk modell med sex frihetsgrader och stela kroppar. Först väljs kostnadsfunktionen och begränsningarna ut på rätt sätt. Därefter används den direkta transkriberingsmetoden för att lösa det optimala kontrollproblemet. För en UH-60-helikopter jämförs de optimala lösningarna med den styva kroppen-modellen med de lösningar som erhålls med hjälp av en tvådimensionell punktmassa-modell. Det konstateras att de optimala lösningarna med hjälp av de två olika modellerna stämmer ganska bra överens, och dessutom omfattar de optimala lösningarna med hjälp av modellen med styva kroppar tidshistoriken för vinkelhastigheter och attityder, sidohastighet och position samt lutningsstyrning. Slutligen föreslås optimala kontrollformuleringar med olika kostnadsfunktioner för att ta hänsyn till 1 s tidsfördröjning och minsta landningshastighet. De beräknade kontrollstrategierna och banorna är realistiska.