Selected aspects of the low level automatic taxi control system concept

• Autorzy: Zajdel A. , Szczepański C. , Krawczyk M. , Graffstein J. , Masłowski P.

Warianty tytułu

PL

Wybrane aspekty koncepcji niskopoziomowego systemu automatycznego sterowania kołowaniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Taxiing of manned and remotely piloted aircraft is still performed by pilots without using a system of automatic control of direction and speed. Several reasons have emerged in recent years that make the automation of taxiing an important design challenge. The reasons are: decreased airport capacity due to the growing number of aircraft, poor ground operation conditions during poor visibility conditions, an increase in workload of pilots and air traffic controllers and the integration of simultaneous ground operations of manned and remotely piloted air vehicles. This paper presents selected aspects of the concept of a Low Level Automatic Taxi Control System In particular, it emphasizes the means of controlling an aircraft during taxiing, accuracy requirements of the system and proposes control techniques. The resulting controller of the system is adaptable for different aircrafts. The actuators and their mechanical connections to available controls are the aircraft specific part and are designed for the particular type - in this case - a general aviation light airplane.

PL

Kołowanie samolotów załogowych oraz zdalnie sterowanych jest obecnie wykonywane przez pilotów bez wykorzystania systemów automatycznego sterowania kierunkiem i prędkością. W ostatnich latach pojawiło się kilka przesłanek, które uczyniły automatyzację kołowania ważnym wyzwaniem projektowym. Są nimi: obniżona przepustowość portów lotniczych z powodu zwiększającej się liczby samolotów; obniżona wydajność operacji naziemnych w warunkach słabej widzialności, zwiększone obciążenie pilotów oraz kontrolerów: ruchu lotniczego i integracja równoczesnych operacji naziemnych samolotów' załogowych oraz zdalnie sterowanych. W pracy zaprezentowano wybrane aspekt}' koncepcji Niskopoziomowego Systemu Automatycznego Sterowania Kołowaniem. W szczególności skupiono się na sposobach sterowania samolotem w trakcie kołowania, wymaganiach odnośnie dokładności systemu i zaproponowano metodę sterowania. Regulator systemu może być zaadaptowany dla różnych samolotów. Mechanizmy wykonawcze oraz ich mechaniczne połączenia z dostępnymi elementami sterującymi samolotem są częścią systemu specyficzną dla danego samolotu i są zaprojektowane dla konkretnego typu - w tym przypadku - lekkiego samolotu general aviation.

Słowa kluczowe

EN

taxi; taxiing; automatic taxi; taxi control system

PL

kołowanie; kołowanie automatyczne; system automatycznego sterowania kołowaniem

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 2 (247)
• Strony: 69--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Zajdel A.

• Instytut Lotnictwa (Institute of Aviation), al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa

autor

Szczepański C.

• Instytut Lotnictwa (Institute of Aviation), al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa

autor

Krawczyk M.

• Instytut Lotnictwa (Institute of Aviation), al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa

autor

Graffstein J.

• Instytut Lotnictwa (Institute of Aviation), al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa

autor

Masłowski P.

• Instytut Lotnictwa (Institute of Aviation), al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] „Eurocontrol Seven-Years Forecast Flight Movements and Service Units 2016-2022," 2016, Eurocontrol.
• [2] „Annual Safety Review 2014," 2015, European Aviation Safety Agency (EASA), Luxemburg.
• [3] Aviation Safety Network, from http://aviation-safety.net/database/record.php?id=19770327-0.
• [4] Yeh, M. and Eon, D., „Surface Moving Map Industry Survey," 2009, U. S. Department of Transportation, Washington, DC.
• [5] Taxibot, 2013, „TaxiBot Taxiboting Concept/' from http://www.taxibot-international. com/#! concept/c431.
• [6] TugMAXXE, from http//tugmaxxe.com/.
• [7] Cheng, V. H. L., 2004, „Surface Operation Automation Research for Airport Tower and Flight Deck Automation," 7th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Washington, DC.
• [8] Cheng, V. H. L., Sharma, V and Foyle, D. C, 2001,5JA Study of Aircraft Taxi Performance for Enhancing Airport Surface Traffic Control," IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 2, no. 2, pp. 39-54.
• [9] Zammit, C. and Zammit-Magnion, D., 2014, „A Control Technique for Automatic Taxi in Fixed Wing Aircraft," 5 2nd Aerospace Sciences Meeting, AIAA SciTech, (AIAA 2014-1163).
• [10] Zammit, C. and Zammit-Magnion, D., 2014, „An enhanced automatic taxi control algorithm for fixed wing aircraft," AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, AIAA SciTech, (AIAA 2014-1300).
• [11] European Defence Agency (EDA), 2015, „Remotely Piloted Aircraft Systems - RPAS," from http://www.eda.europa.eu/what-we-do/activities/artifities-search/remotely-piloted-aicraft-systems-rpas.
• [12] Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems (A-SMGCS) Manual", 2004, ICAO.
• [13] Graffstein, J., 2009, „Wpływ wybranych zmiennych stanu na dokładność toru lotu samolotu podczas automatycznie wykonywanego manewru," („An Influence of Selected State Variables on Accuracy of Aircraft Trajectory During Automatically Controlled Manoeuvre"), Prace Instytutu Lotnictwa (Transactions of the Institute of Aviation), no. 202, pp. 51-64.
• [14] „Performance-based Navigation (PBN) Manual", 2008, ICAO, pp. II-A-2-1 - II-A-2-2.
• [15] „Aerodrome Design Manual," 2005, ICAO.
• [16] McLean, D., 1990, Automatic Flight Control Systems, Prentice Hall.
• [17] Stevens, B. L. and Lewis, F. L.51992, Aircraft Control and Simulation, John Wiley & Sons.
• [18] Goraj, Z., Maryniak, J., Paturski, Z. and Złocka, M, 1977, „Stateczność boczna w czasie dobiegu lądującego samolotu sportowego," („The Lateral Stability Of Sports Aircraft During Landing Run"), Journal of Theoretical and Applied Mechanics, no. 15(4), pp. 501-516, Warsaw.
• [19] Bhattacharyya, S., Cofer, D., Musliner, D. J., Mueller, J. and Engstrom, E., 2015, „Certification Considerations for Adaptive Systems,"' NASA-CR-2015-218702, NASA Langley Research Center, Hampton. Virginia.
• [20] Jacklin, S. A., 2008, „Closing the Certification Gaps in Adaptive Flight Control Software „ AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit, Honolulu, Hawaii.
• [21] Lee, D., Kim, H. J. and Sastry, S., 2009, „Feedback Linearization vs. Adaptive Sliding Mode Control for a Quadrotor Helicopter," International Journal of Control, Automation, and Systems, no. 7(3), pp. 419-428.
• [22] Dołęga, B. and Rogalski, T., 2009, „Control System for Medium-Sized Flying Target," Aviation, no. 13(1), pp. 11-16.
• [23] Harrison, L., Saunders, P. and Janowitz. J., 1994, „Artificial Intelligence with Applications for Aircraft," FAA.
• [24] Cheng, V. H. L., Sweriduk, G., Jack, Y.; Andre, A. D. and Foyle, D. C.; 2008, ,,Flight-Deck Automation for Trajectory-Based Surface Operations," AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit, Honolulu, Hawaii.
• [25] Sweriduk, G. D., Cheng, V. H. L., Andre, A. D. and Foyle, D. C, 2007, Automation Tools for High-Precision Taxiing," 26th Digital Avionics Systems Conference, Dallas, Texas, pp. 1.A. 1-1 -1.A.1-7.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).