Hybridmodellierung und Systemidentifizierung der nichtlinearen Hubschrauber-Flugdynamík

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges Verfahren zur mathematischen Modellierung von Hubschrauber-Flugmechanik vorgestellt und wissenschaftlich bewertet. Es handelt sich um einen hybriden Ansatz, welcher die Vorteile der linearen Derivativ-modellierung mit denen der analytisch-generischen Modellierung verbindet. Als integrierendes numerisches Hilfsmittel dient das Verfahren der Systemidentifizierung zur Anpassung der parametrischen Erweiterungen in der nichtlinearen Modellumgebung. Anhand zweier aktueller Problemstellungen wird der Hybridansatz angewandt und weiterentwickelt. Zum Einen wird eine Formulierung des dynamischen Abwinds der Hauptrotors des Eurocopter BO 105 Hubschraubers mit dem beschriebenen Verfahren bearbeitet. Ziel ist eine Verbesserung der Simulation der Achsenkopplungen des Hubschraubers. Eine zweite Anwendung bildet die Simulation des Fenestron des Eurocopter EC 135 Hubschraubers auf dynamische Steuereingaben. Die Komplexität dieses Systems erfordert die Erstellung eines neuen mathematischen Modells mittels der beschriebenen Hybridmodellierung. Die Ergebnisse werden sowohl hinsichtlich der Verbesserung der Simulationsgüte der Modellierungsaufgaben, als auch vor dem Hintergrund der Validierung des neuen Hybrid-Modellierungsansatzes eingehend analysiert.