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Automatische Operationelle Modalanalyse im Flugschwingungsversuch

Schwochow, Jan (2015) Automatische Operationelle Modalanalyse im Flugschwingungsversuch. Symposium für Segelflugzeugentwicklung 2015, 19.-20. Nov. 2015, Darmstadt. (Unpublished)

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Abstract

Die Entwicklung neuer Flugzeugkonstruktionen erfordert eine Untersuchung der aeroelastischen Stabilität, um das Phänomen des Flatterns – eine selbsterregte Schwingung der Flugzeugstruktur bei bestimmten Flugzustandsbedingungen – zu vermeiden. Da die rein numerische Analyse eine gekoppelte Simulation zwischen strukturdynamischen Modellen und instationären aerodynamischen Kräften einschließt, ist deren Durchführung sehr komplex, so dass für eine zielorientierte Untersuchung Vereinfachungen vorgenommen werden müssen. Daher müssen die zugrundeliegenden Modellierungen bezüglich ihrer Gültigkeit durch den Vergleich von numerischen und experimentellen Ergebnissen validiert werden. Neben dem sogenannten Standschwingungsversuch, der am Prototypen eines neuen Flugzeugtyps durchgeführt wird, um die modalen Parameter Eigenfrequenzen, Dämpfungsmaße und Schwingungsformen zu messen, sind auch vergleichende Schwingungsmessungen im Flug während der Flugerprobung wünschenswert, um die reale Antwort des aeroelastischen Systems mit den vorhergesagten numerischen Ergebnissen vergleichen zu können und somit deren Gültigkeit zu demonstrieren. Hierzu eignen sich insbesondere Methoden der operationellen Modalanalyse (OMA), die fortlaufend das Schwingungsverhalten des Flugzeugs während der Erprobungsflüge analysieren können. Im vorliegenden Beitrag wird ein automatisches OMA-Verfahren auf Basis des Stochastic-Subspace-Identification Algorithmus SSI vorgestellt, das kontinuierlich die modalen Parameter in Abhängigkeit des Flugzustands identifizieren kann. Als Beispiel werden Messdaten aus mehreren Testflügen mit dem Segelflugzeug SB10 der Akaflieg Braunschweig verwendet, das mit Beschleunigungsaufnehmern instrumentiert wurde. Auch wenn hier der Identifikationsprozess nachträglich durchgeführt wurde, ist ein Einsatz des Verfahrens im Flug in Echtzeit möglich, weil neben der Datenerfassung lediglich ein leistungsfähiger tragbarer PC oder Tablet benötigt wird. Die Analysezeit beträgt je nach Anzahl der gemessenen Signale und des betrachteten Frequenzbereichs nur wenige Sekunden.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/100354/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Automatische Operationelle Modalanalyse im Flugschwingungsversuch
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Schwochow, Janjan.schwochow (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:20 November 2015
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Unpublished
Keywords:Aeroelastik, Operationelle Modalanalyse, Flugschwingungsversuch
Event Title:Symposium für Segelflugzeugentwicklung 2015
Event Location:Darmstadt
Event Type:national Conference, Workshop
Event Dates:19.-20. Nov. 2015
Organizer:TU Braunschweig, Institut für Strömungsmechanik
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L - no assignment
DLR - Research theme (Project):L - no assignment
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aeroelasticity > Structural Dynamics and System Identification
Deposited By: Schwochow, Jan
Deposited On:22 Dec 2015 13:44
Last Modified:31 Jul 2019 19:57

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