Systemtechnische Untersuchungen zur Strukturregelung flexibler Flugzeuge (SYSFF)

Während des Fluges werden die elastischen Strukturen moderner Großraumflugzeuge wie Rumpf, Flügel und Leitwerke durch die angreifenden aerodynamischen Kräfte und Momente elastisch verformt. Durch die Massenbelegung der Struktur infolge Struktureigenmasse, variable Kraftstoffmengen und Nutzlastverteilungen entsteht ein breites Spektrum möglicher Eigenschwingungsformen (aeroelastische Moden). Infolge ihrer Kopplung mit flugmechanischen Bewegungen können diese Schwingungsformen des flexiblen Flugzeugs sowohl durch Böen als auch durch Flugmanöver angeregt werden und sind ohne zusätzliche Maßnahmen meist sehr schwach gedämpft. Unter Verwendung der primären Steuerflächen (Ruder), die originär der flugmechanischen Lageregelung und Stabilisierung des Flugzeugs dienen (Starrkörperbewegung), können auch diese aeroelastischen Strukturschwingungen aktiv beeinflußt werden.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens Systemtechnische Untersuchungen zur Strukturregelung flexibler Flugzeuge (SYSFF) sollen Systementwürfe zur aktiven Steigerung der modalen Dämpfung einer flexibler Flugzeugstruktur entwickelt werden. Insbesondere gilt es, eine Entwurfsmethodik und Systemarchitektur zu definieren, welche neben Robustheitsaspekten des Regelkreises die Funktionalität des Systems unter Ausfallszenarien und Funktions- und Leistungsanforderungen an die Stellsysteme integriert. Hierdurch soll eine leistungs- und funktionsoptimale Systemauslegung für Nominal- und Ausfallsituationen erreicht werden, wobei hinsichtlich der Strukturregelung Robustheit und minimale Regelbarkeitsforderungen in Degradationszuständen des Systems die dominierenden Kriterien darstellen.

Das vorgeschlagene Vorhaben nimmt als Teil des Verbundvorhabens FLAIR Bezug auf das Leitkonzept Megaliner der Leitlinie Luftfahrtforschung des BMWi.

Stichwörter

• Aeroservoelastik
• Aktive Dämpfung
• Flexibles Flugzeug
• Primäre Flugsteuerung
• Robuste Regelung
• Strukturschwingungen
• Unsichere Parameter