Optimierung der äquivalenten mechanischen Eigenschaften von aktiven Sidesticks zur Steuerung eines geregelten Hubschraubers

Abstract

Um die Pilotenbelastung zu reduzieren und die Flugsicherheit zu erhöhen, werden in modernen Hubschraubern adaptive Steuerungs- und Regelungssysteme verwendet. Dazu zählt auch die aktive Sidesticktechnologie. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur Optimierung der äquivalenten mechanischen Eigenschaften aktiver Sidesticks zur Steuerung eines geregelten Hubschraubers. Dazu wurden eine experimentelle Methode und eine Versuchsumgebung entwickelt. Eine Bewegungsrichtung und die Response Types Attitude Command und Rate Command des Hubschraubers wurden betrachtet. Exemplarisch wurde mit einem Testpiloten ein Experiment auf Basis einer Roll Tracking Task in einer fixed-base Bodensimulation durchgeführt. Die Möglichkeit einer analytischen Optimierung der Sidestickparameter auf der Grundlage einer geschlossenen mathematischen Modellierung des Systems Mensch-Sidestick-Hubschrauber wurde überprüft. Dazu wurde ein Pilotenmodell (Präzisionsmodell) verwendet und eine Simulation in MATLAB-SIMULINK aufgebaut. Das Pilotenmodell kann auf Grund geringer Kohärenz im höherfrequenten Bereich der zu Verfügung stehenden Messdaten nur für einen Frequenzbereich bis 6 rad/s identifiziert werden. Für eine hinreichend genaue analytische Optimierung der Sidestickparameter ist dieser Frequenzbereich nicht ausreichend. Unter Berücksichtigung der Zeit- und Kostenaspekte wird für den Einzelfall die pragmatische experimentelle Optimierung der Sidestickparameter empfohlen. Dazu kann auf die hier geschaffene Wissensbasis zurückgegriffen werden.