Development of flight control functions for the simulation model of the Dassault Falcon 2000LX ISTAR

Abstract

Thema dieser Arbeit ist die Konzepterstellung und Implementierung der Regelungsfunktionen des automatischen Flugregelungssystems (Automatic Flight Control System - AFCS) der Falcon 2000EX EASy in dem bestehenden ISTAR-Simulationsmodell. Die AFCS-Implementierung bildet die Schaltlogik der Flug- und Schubkommandoanzeigen (Flight and Thrust Director), des Autopiloten und des Autoschubsystems, sowie des Gierdämpfers nach. Darüber hinaus wurde eine Schaltlogik für das Mach-Trimmsystem sowie für bestimmte laterale und vertikale Flugregler-Modi implementiert. Die Logik und die Details der Funktionsweise der Modi und Systeme wurden dokumentiert und in den meisten Fällen mit Zustandsdiagrammen illustriert. Für den Flugregler wurden laterale und vertikale Regler in dem AFCS-Modell implementiert und geeignete Formen der Rückführung aus der Literatur identifiziert. Um die Größe der Rückführungen zu bestimmen, die die Bewegung des Flugzeugs unter den Referenzflugbedingungen gut reproduzieren, wurden Flugversuchsdaten und Daten aus Versuche auf einem Full-Motion-Trainingssimulator verwendet. Für die laterale Regelung wurde ein Rolllageregler implementiert, dessen Eingang die Hängewinkelbefehle vom ROL- oder HDG/TRK-Modus sind. Ausgang vom Rolllageregler ist ein Querruderbefehl. Für die vertikale Regelung wurde ein Total Energy Control System (TECS) implementiert, dessen Eingang die Flugbahnwinkel- und Beschleunigungsbefehle von den PATH- und SPD-Modi sind. Das TECS liefert als Ausgang koordinierte Schub- und Höhenruderbefehle. Dabei wurde das Layout des AFCS so gestaltet, dass zusätzliche Flugführungsmodi hinzugefügt werden können, ohne dass Änderungen an der Struktur des Modells erforderlich sind. Das implementierte AFCS wurde von zwei unabhängigen DLR-Mitarbeitern aus der Einrichtung Flugexperimente (FX) bewertet, davon einer ein Testpilot und der andere ein Flugversuchsingenieur mit Kenntnissen über die Falcon 2000EX EASy