Abschlussbericht - Lagerloses aktives Rotorsystem (LARS) - Regelung zur Vibrations- und Außenlärmminderung

Abstract

Hubschrauber können unter bestimmten Voraussetzungen im Landeanflug durch die Interaktion von Blattspitzenwirbeln mit nachfolgenden Blättern impulsartigen sogenannten BVI-Lärm erzeugen. Mit Hilfe von aktiver Rotorsteuerung kann auf die Wirbelstärke und -flugbahn derart Einfluss genommen werden, dass der BVI-Lärm reduziert wird. Bisher entwickelte BVI-Detektionsverfahren (BVI-Index, 1 Information pro Rotorumlauf) sind jedoch zu langsam, um hierauf einen schnellen Regler im Zeitbereich aufzubauen. Das primäre Ziel war, einen Regelungsalgorithmus zu entwickeln, der schnell auf Änderungen der Störgröße reagieren kann. Ein wesentlicher Bestandteil des verfolgten Reglungsansatzes ist daher die Integration der Dynamik in das Streckenmodell. Dabei wird die Methode der rekursiven harmonischen Analyse (RHA) angewendet, um aus einem Mikrofonsignal zur Erfassung des abgestrahlten Lärms einen echtzeitfähigen BVI-Index zu entwickeln. Ein darauf aufgebauter BVI-Lärmregler ist in der Lage relativ schnell auf auftretenden BVI-Lärm zu reagieren und ihn wirkungsvoll zu unterdrücken. Es wurde eine erfolgreiche Closed-Loop-Kampagne mit dem Versuchshubschrauber Bo105/S1 durchgeführt. Anschließend wurde das Regelungsgesetz an die Konfiguration 4-Blattrotor mit aktiver Hinterkantenklappe (BK117/S7045) angepasst, weiterentwickelt und in der Simulation erfolgreich getestet. Das entwickelte Verfahren könnte mithilfe geeigneter Sensoren auch auf die Regelung andere Störgrößen (z.B. Vibrationen) adaptiert werden.