A helicopter model developed by the Helicopter Mechanics Research Group at Warsaw University of Technology is presented. The model comprises main and tail rotors, fuselage and horizontal stabiliser. The model was used for investigating an influence of various factors on helicopter and rotors motion. The sample results of calculations may be used for explanation of aeromachanical phenomena in rotorcraft.
Tematykę prac badawczo rozwojowych w coraz większym stopniu kształtują ostatnio potrzeby związane bardziej z ulepszaniem istniejących konstrukcji, niź budową nowych typów statków powietrznych. Obecnie w badaniach główny nacisk kładzie się na poprawęwłasności eksploatacyjnych śmigłowców pod kątem zastosowań cywilnych. W pracy omówiono przykłady prac prowadzonych na świecie w zakresie sterowania śmigłowców. Zagadnienia te mogą być także przedmiotem badań w kraju. Zakres tych prac sprawia, aby były one efektywne, potrzebna jest współpraca różnych ośrodków działajacych w polsce oraz włączenie sie do międzynarodowych programów badawczych.
EN
Recently rotorcraft research and development activities are aimed in greater extend on improving performance of existing vehicles than designing new aircraft. The objectives of rotorcraft performance enhancement are also being driven by rather civil then military applications. In the paper the various aspects of research concerning primary control of helicopters is reviewed. The subjects reviewed may indicate the goals for research in Poland. The scope of the prospective activity is broad enough to require cooperation of different research centres in Poland as well as cooperation within international projects.
The electromechanical actuator (EMA) model is presented with the methods for identifying its design parameters. The actuator is a part of the system for flap deployment on the commercial transport airplane. The differential equations with the feedback control describe behaviour of the actuator deflection. There are two concepts of drive system simultaneously considered: a high torque/low speed (HT/LS) and a geared low torque/high speed (LT/HS). For parameter identification in both cases the Maximum Likelihood (ML) method with two minimisation algorithms: linearized Gauss-Newton and Levenberg-Marquardt is applied. Both approaches for each of two design solutions were effective, while tested on hypothetical data.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jedną z funkcji zintegrowanych systemów nawigacyjnych jest możliwość przewidywania w najbliższej przyszłości ruchu statku (pozycji i prędkości). Omówiono nowy system predykcji ruchu statku, w którym przewidywanie pozycji oparte jest na wykorzystaniu modelu dynamicznego (równań ruchu) statku. Dokonano oceny działania tego systemu na podstawie danych z prób morskich. Wyniki tych badań przedstawiono w artykule.
EN
The capability of predicting ship's position and course in the near future is a new function of modern integrated navigation systems. Position prediction is usually based on a kinematical model and so it does not include the present vessel conditions. In the new system herein presented the prediction of the ship position in the nearest future is based on the dynamical model of ship movement. The system was validated using data from sea-trials. The results of validation show effectiveness of the developed method.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie zaproponowano metodę oceny i porównywania parametrów odbiorników GPS z punktu widzenia ich walorów użytkowvch. W oparciu o przeprowadzone pomiary zilustrowano i dokonano weryfikacji proponowanej metody badania tych urządzeń.
EN
The method for quality evaluation and comparison for GPS receivers was developed for general user requirements. The method was implemented and verified experimentally using two different kinds of GPS receivers.
W ramach prowadzonych obecnie na świecie prac związanych z latającymi aparatami bezpilotowymi są badane są różne typy statków powietrznych i ich układy konstrukcyjne. Jedną z ciekawszych konfiguracji wiropłatowych jest wiropłat z dwoma wirnikami w układzie współosiowym. Prace badawcze nad tą koncepcją podjęto również w Politechnice Warszawskiej. W artykule przedstawiono przyjętą metodę modelowania tego typu wiropłatów. Przedstawione zostały założenia przyjęte przy tworzeniu modelu.
EN
In the development of the UAV various concepts and configurations are considered. One of the promising concepts among the rotary UAV is a helicopter with the coaxial rotor configurations. Up till now such full scale, manned helicopters were developed and manufactured by the Russian Kamov company. In Warsaw University of Technology, the computer model of the helicopter with coaxial rotors is developed. The model will be used in the preliminary design stage of the aircraft development for trim, stability and control calculations.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Recently, simulators find application not only in the aeronautics, but also in other fields of technology, like robotics, marine etc. Computer-based trainings are offered almost with every modern technology product placed in the market. In the paper the application of simulators to train pilots of mobile platforms (like aircraft, cars, sea-vessels) is considered. The simulator sickness appears due to difficulties in simulating the motion and environment „properly” in the simulator. Similar symptoms, called a virtual reality sickness may be observed within the community of computer game players. The main reason for occurrence of the simulator sickness is that external stimuli (motion and/or vision) give misleading information to a human brain. The aim of this research was to find the relation between the architecture and the technical parameters of different types of simulators and occurrence of the simulator sickness. The focus of this study is the architecture of the simulator and its technical parameters that may influence unfavorable operator reactions during train-ing, such as moving platform, screen size, simulated models, graphics quality, etc. The paper is based on a wide literature review, and it is an introduction to the future experimental research.
PL
Symulatory maja zastosowanie nie tylko w lotnictwie, ale również w obrębie innych obszarów techniki, takich jak robotyka, techniki okrętowe itp. Szkolenia komputerowe są oferowane z prawie każdym produktem technologicznym znajdującym się na rynku. W pracy jest rozważane zastosowanie symulatorów do szkolenia pilotów platform mobilnych, takich jak samoloty, samochody, statki morskie itp. Choroba symulatorowa jest wynikiem trudności we właściwym symulowaniu ruchu i środowiska przez symulator. Podobne objawy nazywane choroba wirtualnej rzeczywistości można zaobserwować w społeczności graczy komputerowych. Główna przyczyna występowania choroby symulatorowej jest to, że bodźce zewnętrzne (ruch i/lub obraz) wysyłają błędne informacje do ludzkiego mózgu. Celem badan było znalezienie związku pomiędzy architektura i parametrami technicznymi różnych typów symulatorów a wystąpieniem choroby symulatorowej. Badania skupiono na architekturze i parametrach technicznych symulatora, które wpływają niekorzystnie na reakcje operatora podczas treningu, takie jak ruchom platformy, rozmiar ekranu, symulowane modele, jakość grafiki itd. Publikacja przedstawia rozbudowany przegląd literatury i jest wstępem do dalszych badań eksperymentalnych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An overview of topics associated with derivation of strain displacement relationships cruciial for complexity of models of helicopter rotor dlades is presented. The main issue is a proper modelling of coupling between different blade displacements, including effects of blade section warping. The models allow to include active elements producing control forces in the form of external loading or internal stress.
PL
W pracy omówiono główne aspekty budowy modeli belek wirujących potrzebnych do analizy aeroelastycznej wiropłatów. Szczególną uwagę poświęcono warunkom, które powinny być spełnione, aby powstała racjonalna teoria belek wirujących. Następnie dokonano klasyfikacji modeli oraz oceniono je w świetle wymagań teorii i wskazano jakie luki należy wypełnić. Zwrócono uwagę, że nadal pokutuje tradycyjny pogląd o różnicy między teorią deformacji nieskończenie małych i skończonych. Dla rozróżnienia tych pojęć zaproponowano rozkład biegunowy tensora gradientu deformacji. Podkreślono istotną rolę spaczenia przekroju w modelowaniu belek wirujących. Omówiono koncepcje de Saint-Venanta, Własowa i Boucheau. Na tym tle zaproponowano własne podejście.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono koncepcję systemu automatycznego sterowania opracowaną dla małego bezzałogowego śmigłowca. System jest zbudowany hierarchicznie w trzech pętlach sterowania. Opisano pracę poszczególnych kanałów sterowania, stawiane im zadania i wymagane urządzenia. Przedstawiono również opracowane propozycje rozwiązań jednostki centralnej oraz układów wykonawczych sterowania.
EN
In a paper a conception of an automatic control system for a small unmanned helicopter was presented. System is built as a hierarchical one witch three control loops. Work of separated control channels, their goals and needed devices ware described. Worked out propositions of solutions of a central control unit and servos ware also presented.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W celu opracowania układu rekonfiguracji niezbędne jest przeprowadzenie badań, które pozwolą ocenić wpływ poszczególnych rodzajów awarii układu sterowania na jego funkcjonowanie. Wyniki tych badań pozwolą na dobranie struktury i metody rekonfiguracji, która zapewni możliwie najefektywniejsze niwelowanie skutków awarii. W referacie przedstawione zostały metody i wyniki badań wpływu awarii układu sterowania na własności pilotażowe samolotu. W pracy wykorzystano nieliniowy model samolotu pasażerskiego klasy Business Jet wraz z modelem układu wykonawczego sterowania.
EN
In this paper the analysis methods of control system failure have been presented. Those methods allow obtaining the control system degradation performances which can be used for developing of reconfigurable control system. During this research the nonlinear aircraft model including control surfaces actuation system has been used for examination of selected control system failures.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tiltrotor to wiropłat z wirnikami przestawianymi względem kadłuba, co pozwala na uzyskanie prędkości przelotowej większej niż śmigłowiec, posiadający możliwość zawisu, pionowego startu i lądowania. W pracy przedstawiono: przegląd konstrukcji wiropłatów typu tiltrotor, w tym prototypów (załogowych i bezzałogowych) oraz zasady sterowania tego typu statkami powietrznymi. Jest to pierwszy etap prac prowadzących do budowy modelu matematycznego tiltrotora. Podano założenia przyjęte przy tworzeniu modelu matematycznego.
EN
A tiltrotor is an aircraft which can fly fast and efficiently in forward flight like a turboprop airplane and also takeoff, hover, and land vertically like a helicopter. Two rotors, engines and gearboxes are typically in wingtip nacelles which rotate from a horizontal position (airplane or cruise mode) to the vertical one (helicopter or hover mode) providing capability of vertical take off and landing and propulsive force in a cruise flight. In the paper the principles of tiltrotor control are reviewed, which is the first phase of building general simulation model.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Czynnikiem decydującym o bezpiecznym wykonaniu lotu jest znajomość własności lotnych i pilotażowych statku powietrznego. Najtańszym i najbezpieczniejszym sposobem określenia własności lotnych i pilotażowych są metody symulacyjne, które pozwalają na sprawdzenie także sytuacji ryzykownych, wykraczających poza dopuszczalne stany lotu. Badania symulacyjne wymagają wiarygodnych modeli statku powietrznego. Programy komputerowe zawierające takie modele mogą być tworzone oddzielnie dla każdego rozpatrywanego przypadku, stanowiąc programy wewnętrzne danej instytucji zajmującej się tematyką śmigłowcową. Środowisko obliczeniowe FLIGHTLAB stanowi narzędzie pozwalające w znaczący sposób usprawnić badania obiektów latających, w szczególności śmigłowca. FLIGHTLAB posiada możliwość dostosowania procesu obliczeń do konfiguracji badanego obiektu, rodzaju ruchu i warunków otoczenia. W pracy przedstawiono przykładowy model obiektu wraz ze wstępnymi wynikami obliczeń symulacyjnych. Jest to rezultat pierwszej części badań, którego celem było zapoznanie się z możliwościami i opanowanie umiejętności obsługi tego oprogramowania narzędziowego.
EN
The simulation of aircraft flight using simulation models is the safer and the most efficient way of testing the aircraft performance and flight qualities. The simulation is performed using the mathematical models and computer codes developed in-house or commercial software. FLIGHTLAB is a simulation tool, which may be used for mathematical model building of various kind of an aircraft, reducing model to linear, performing simulations of linear and nonlinear models, stability and control analysis. This programme has been purchased by Warsaw University of Technology and now is going to be applied in simulation of helicopter flying qualities. The possibilities and first results of modelling W-3 helicopter are presented in the paper.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Układami nawigacji obserwacyjno-porównawczej nazywane są układy wykorzystujące techniki określenia parametrów nawigacyjnych na podstawie porównania zmierzonej wartości wybranej wielkości fizycznej ze wzorcem. Metody takie cechują się wysoką dokładnością i autonomiczną pracą, dlatego ostatnio rozwijają się one bardzo szybko, znajdując coraz szersze zastosowanie na pokładach statków powietrznych. Przedmiotem zainteresowania autorów jest nawigacja prowadzona na zasadzie dopasowania obrazu obiektu do wzorca. W systemach tych obraz obiektu otrzymywany jest z wycinka jego powierzchni tzw. kadru. Zadaniem układu jest porównanie obrazu kadru rejestrowanego przez kamerę z danymi zapisanymi w pamięci układu. Dzięki temu w sposób ciągły mogą być aktualizowane informacje o własnej pozycji oraz wytyczany tor ruchu obiektu. Układ nawigacji obserwacyjno-porównawczej nie emituje żadnych sygnałów, aczkolwiek jego działanie może zależeć od warunków atmosferycznych i związanych z nimi zakłóceń, które mogą zależeć od częstotliwości wykorzystywanych fal elektromagnetycznych. W pracy przedstawiono koncepcje zastosowań układu nawigacji opartego na technikach przetwarzania obrazów. Podane zostaną stosowane w każdym przypadku techniki przetwarzania obrazów i uzyskiwane w ten sposób informacje nawigacyjne. Położono też nacisk na wykorzystanie układów nawigacji obserwacyjno-porównawczej w odniesieniu do wiropłatów, szczególnie w fazie lądowania. Wymienione są wymagania stawiane układowi oraz oczekiwania dotyczące dokładności i przewidywanych korzyści płynących z jego stosowania.
EN
The observation-comparative navigation systems are the systems using techniques of determining navigation parameters on the basis of comparison of the measured value with a template. Such methods are characterized by high accuracy and autonomic operation. Therefore they are developed very fast finding more and more wide range of application on airships. A matter of authors' interest is navigation applied on the basis of fitting a picture of an object to a template. In these systems the picture of an object is obtained from a piece of its surface, so-called frame. The task of the system is the comparison of a frame recorded by the camera with data stored in system's memory. Thanks to this information on own position and a flight path may be determined in a constant way. The observation-comparative navigation system does not emit any signals, however its operation may depend on atmospheric conditions and interferences concerned with them, which may depend on the frequency of electromagnetic waves used. In the paper an idea of application of the navigation system based on techniques of pictures processing is presented. The pictures processing techniques used in every case and the information obtained this way will be shown. The usage of observation-comparative navigation systems in concern to rotorcrafts, especially in the phase of landing is emphasized. The requirements stated to the system, demands concerning is accuracy and forecasted benefits of its usage are described.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The brief review of the state of the art of System of Systems (SoS) concept application is presented, based on selected published papers and collected information about running and past research projects. First various applications of the SoS concept are presented focused on applications in aeronautics. Based on the open source literature review, the definition of SoS is formulated, underlining the differences between the Large Scale Systems (LSS) and the SoS concept. Next the short review of the methods used in SoS optimization is presented. The review of applications and mathematical / numerical methods formed a background for formulating SoS architecture for the search and rescue mission performed by a group of UAVs.
PL
W referacie przedstawiono przegląd zagadnień związanych z koncepcją Systemu Systemów (SoS) pod kątem wykorzystania jej w pracach badawczych w lotnictwie. Przegląd literatury oraz projektów badawczych, pozwolił na ustalenie roboczej definicji koncepcji SoS. Modelowanie wykorzystują podejście systemowe występuje w wielu dziedzinach nauki i techniki. Jednym z najbardziej istotnych jest zagadnienie integracji podsystemów oraz optymalizacji ich działania jako jednego systemu. W przeglądzie zawarto więc także przegląd metod optymalizacji. Zdefiniowanie SS i przegląd metod optymalizacji zostało wykonane na potrzeby projektu Optimization of Unmanned System of Systems OpUSS realizowanego przy udziale studentów w Zakładzie Automatyki i Osprzętu Lotniczego na Wydziale MEiL Politechniki Warszawskiej finansowanego przez Lockheed Martin Corporation.
W ramach prac nad algorytmami sterowania i nawigacji dla obiektów ruchomych opracowano koncepcję układu nawigacji różnorodnych małych obiektów latających. Układ ten wykorzystuje dostępne, gotowe czujniki pomiarowe o niewielkiej wadze i gabarytach, dla których opracowywane są algorytmy przetwarzania i integracji sygnałów.
EN
The concept and preliminary design of control and navigation system for of small unmanned vehicles is presented. The navigation system utilizes small, low weight on-shelf components: GPS, INS, magnetic compass and visual navigation aids. Now the software is under development.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The feasibility of application in helicopter flight tests of Iow cost instrumentation composed of lnertial Measurement Unit and GPS receiver was investigated both by simulations and during flight tests. The IMU composed of three one-axial piezoelectric gyroscopes and a three axial accelerometer was designed, manufactured and integrated with GPS receiver. The Kalman signal filtering technigue was applied for rejection noise from the signal. The equipment was tested in the laboratory and in flight on board of the Mi-2 helicopter. The helicopter computer model was built using FLIGHTLAB software. The comparison of the results of calculations and the measurements in-flight is resented.
PL
Celem badań było opracowanie i sprawdzenie działania układu pomiarowego IMU/GPS w locie śmigłowca i porównanie z wynikami obliczeń symulacyjnych. Inercjalny układ pomiarowy (IMU) złożony z trzech jednoosiowych giroskopów piezowibracyjnych i trójosiowego przyspieszeniomierza, zintegrowano z odbiornikiem GPS. Zastosowano filtr Kalmana w celu redukcji zakłóceń sygnałów pomiarowych. Układ pomiarowy poddano badaniom laboratoryjnym oraz badaniom w locie na śmigłowcu Mi-2. Opracowano model symulacyjny dynamiki śmigłowca w środowisku FLIGHLAB. Porównano otrzymane wyniki z obliczeń numerycznych i pomiarów w locie.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.