Steuerung periodischer Flugbahnen ("Skip"-Trajectories) von Luftfahrzeugen im Hyperschall

Abstract

Die Verwendung der periodischen Flugbahnen (die so genanten "Skip-Trajectories") für zukünftige Hyperschall-Luftfahrzeuge kann eine effiziente Lösung der zahlreichen technischen Probleme anbieten, wie, z.B., Erhöhung der Antriebseffizienz, der Flug-Reichweite, Verminderung der thermodynamischen Belastungen u. a. In Rahmen von Forschungsstudien für Konzepte von Hyperschallluftfahrzeugen, die im DLR, Gruppe System-analyse Raumtransport (SART) in der letzten Zeit laufen, ist die Verwendung periodischer Flugbahnen für zwei ausgewählte Konzepte der Hyperschallluftfahrzeuge un-tersucht worden. Für die mathematische Simulation wurde ein modulares Modell entwickelt, einschließlich Bewe-gungsgleichungen, Aerodynamik, Antriebsmodell und ein mathematisches Modell des Steuerungssystems. In dem Artikel werden die Flugbahnsteuerungssystem-Konzepte mitsamt Steuerungsalgorithmen diskutiert. Ein automatisches System soll eine periodische Flugbahn zuverlässig steuern unter Berücksichtigung der strukturel-len und thermodynamischen Beschränkungen selbst bei während des Reisefluges stark veränderlicher Flugmasse. Es werden auch die Besonderheiten der Bahnsteuerung während des Steigfluges nach dem Start und des Sinkfluges vor der Landung behandelt.