On application dynamical systems theory to prediction of an agile aircraft post stall behaviour

Dębicka, S.; Sibilski, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

On application dynamical systems theory to prediction of an agile aircraft post stall behaviour

Autorzy

Dębicka S. , Sibilski K.

Identyfikatory

Warianty tytułu

O zastosowaniu teorii układów dynamicznych do prognozowania ruchu samolotu supermanewrowego na dużych, nadkrytycznych kątach natarcia

Konferencja

Modelowanie w mechanice. Sympozjon PTMTS (43 ; 9-13.02.2004 ; Gliwice, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

Investigations of post-stall manoeuvres dynamics show the necessity of automation of aircraft and engines control during post-stall manoeuvres, and the necessity of special control system operational modes. This paper describes the implementation of continuation methods and bifurcation analysis in the "global" identification of aircraft's non-linear dynamics. In the examples presented, continuation method is used to determine the steady states of a thrust-vectoring, supersonic combat aircraft with a streaked wing, as functions of the deflections of thrust vector, and bifurcations of these steady states are encountered.

Teoria układów dynamicznych pozwala na globalną analizę rozwiązań nieliniowego układu równań różniczkowych. Pierwszym krokiem tej analizy jest ocena stateczności stanów ustalonych. Stany ustalone są wyznaczane poprzez przyrównanie do zera pochodnych i rozwiązaniu układu równań algebraicznych. Twierdzenie Hartmana-Grobmana stanowi, że lokalna stateczność stanu quasi-ustaionego jest zdeterminowana poprzez wartości własne zlinearyzowanego wokół położenia równowagi układu równań różniczkowych, opisujących badany system dynamiczny. W pracy przedstawiono wyniki bifurkacyjnej analizy manewrów wykonywanych na dużych kątach natarcia.

Słowa kluczowe

plane steady states differential equation

samolot stany ustalone równanie różniczkowe

Wydawca

Wydawnictwo Katedry Mechaniki Stosowanej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

Rocznik

2004

Tom

z. 23

Strony

111--116

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Dębicka S.

Faculty of Mechanics and Power Engineering, Department of Aviation Engineering, Wrocław University of Technology

autor

Sibilski K.

Air Force Institute of Technology, Warsaw

Bibliografia

[1] AGARD FMP WG 19, Operational agility, AGARD Adv Rpt 314, Apr 1994.
[2] Avanzini G., De Matteis G., Bifurcation Analysis of a Highly Augmented Aircraft Model, Journal of Guidance, Control & Dynamics 1998, Vol.20, No.l.
[3] Carroll J. V., Mehra R. K., Bifurcation Analysis of Non-Linear Aircraft Dynamics, Journal of Guidance Control and Dynamics, Vol. 5, No. 5, 1982.
[4] Charles G. A., et. all., Aircraft Flight Dynamics Analysis and Controller Design Using Bifurcation Tailoring, AIAA Guidance, Navigation and Control Conference Technical Papers, USA, 2002, AIAA-2002-4751-CP, American Institute of Aeronautics and Astronautics.
[5] Ermentrout B., Simulating, Analyzing, and Animating Dynamical Systems. A Guide to XPPAUT for Researchers and Students, SIAM, Philadelphia, 2002.
[6] Goman M.G., Zagainov G.I., and Khramtsovsky A.V., Application of bifurcation methods to nonlinear flight dynamics problems. Próg. Aerospace Sci., No. 33, pp. 539-586,1997.
[7] Goto N., Kawakita T., 3D-Simulation of Nonlinear Dynamics for a Reentry Vehicle, ICAS 2002-5.1.2. Proceedings 23rd ICAS Congress, Toronto, Canada, 2002.
[8] Guckenheimer J., Holmes J., Nonlinear Oscillations, Dynamical. Systems, and Bifurcations ofVector Fields, Springer, N. Y., 1983.
[9] Guicheteau P., Bifurcation Theory: a Tool for Nonlinear Flight Dynamics, Phil. Trans. R. Soc., No. A 356, London, 1998, pp 2181-2201.
[10] loos G., Joseph D., Elementary Stability and Bifurcation Theory, Springer-Verlag, New York, 1980.
[11] Jahnke C. C., Culick F. E. C., Application of Bifurcation Theory to the High-Angle-of-Attack Dynamics of the F-14, Journal of Aircraft, 1994, Vol. 31, No. 1, pp.26-34.
[12] Littleboy D. M., and Smith P. R., Using bifurcation methods to aid nonlinear dynamie inversion control law design. J. Guidance, Navigation and Control, Vol. 21, No. 4, pp. 632-638, 1998.
[13] Lowenberg M. H.. Bifurcation Analysis of Multiple-Attractor Flight Dynamics. Phil. Trans. R. Soc., No. A 356, London, 1998, pp. 1745:2297-2319.
[14] Marusak A. J., Pietrucha J. A., Sibilski K. S., Prediction of Aircraft Critical Flight Regimes Using Continuation and Bifurcation Methods, 38Ih Aerospace Sciences Meeting Technical Papers, USA, 2000, AIAA-2000-0976-CP, American Institute of Aeronautics and Astronautics.
[15] Sibilski K., An Agile Aircraft Non-Linear Dynamics by Continuation Methods and Bifurcation Theory, ICAS-2000-712, Proceedings of 22nd ICAS Congress, Harrogate, UK, 2000.
[16] Sinha N. K., and Ananthkrishnar N., Use of the Extended Bifurcation Analysis Method for Flight Control Law Design, 40th AIAA Aerospace Sciences Meeting, USA, 2002, AIAA-2002-0249-CP, American Institute of Aeronautics and Astronautics.
[17] Troger H., Steindl A., Nonlinear Stability and Bifurcation Theory, Springer Verlag, New York, 1991.
[18] Van Patten R., Supermaneuverability and Superagility, Aeromedical and Training Digest, Vol. 7 No. 1, Jan 1993.
[19] Wiggins S., Introduction to Applied Non-linear Dynamical Systems and Chaos, Springer-Verlag, New York, 1990.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSL3-0023-0049