Flugregelung:
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Heidelberg [u.a.]
Springer
2011
|
| Edition: | 3., neu bearb. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXIII, 931 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 9783642014420 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 PILOT ODER AUTOPILOT? 2
1.1.1 DER AUTOPILOT ALS FLUGSCHUELER 2
1.1.2 DER PILOT ALS FLUGMANAGER 4
1.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 7
1.2.1 SCHREIBWEISEN 9
1.2.2 AUFTRIEB UND WIDERSTAND 9
1.2.3 MOMENTENGLEICHGEWICHT 11
1.2.4 FLUGZEUGSTEUERUNG 13
1.2.5 ANTRIEB 16
1.2.6 WIND UND TURBULENZ 18
1.3 MATHEMATISCHES PROZESSMODELL 22
1.3.1 GLEICHUNGEN DER SYMMETRISCHEN BEWEGUNG (LAENGSBEWEGUNG) 23
1.3.2 NAEHERUNGSANSATZ 25
1.3.3 GLEICHUNGSANALYSE 27
1.3.4 FLUGBAHNGLEICHUNGEN 29
1.4 RANDBEDINGUNGEN ZUR FLUGREGLERAUSLEGUNG 30
1.4.1 BESONDERHEITEN DER REGELSTRECKE 30
1.4.2 REGELUNGSAUFGABEN 34
1.4.3 AUSLEGUNGSKRITERIEN 37
1.5 AUFBAU VON FLUGREGELUNGSSYSTEMEN 37
1.5.1 DAEMPFER (STABILITY AUGMENTATION SYSTEM) 38
1.5.2 LAGEREGLER 40
1.5.3 HOEHENREGLER 42
1.5.4 AUTOMATISCHE FUEHRUNG AUF GEKRUEMMTER FLUGBAHN 43 1.5.5
VORGABEREGELUNG (FLY-BY-WIRE) 44
1.5.6 GESAMT-REGELUNGSSYSTEM 45
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 1 51
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/998588857
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
XII INHALTSVERZEICHNIS
PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN
DEFINITION DER BEWEGUNGSGROESSEN 53
2.1 BEZEICHNUNGEN 54
2.2 FLUGMECHANISCHE GROESSEN 56
2.2.1 FESTLEGUNG DER FLUGZEUGLAGE GEGENUEBER DER ERDE 56 2.2.2 FESTLEGUNG
DES BAHNGESCHWINDIGKEITSVEKTORS 58 2.2.3 FESTLEGUNG DER AERODYNAMISCHEN
GROESSEN 60
2.2.4 WINKEL ZUR BESCHREIBUNG DES WINDEINFLUSSES 64 2.2.5 VEREINFACHTE
DARSTELLUNG DER KINEMATISCHEN ZUSAMMENHAENGE 65
2.2.6 DIE GESCHWINDIGKEITSGLEICHUNG 65
2.2.7 DIE DREHGESCHWINDIGKEITSGLEICHUNG 67
2.2.8 STELLAUSSCHLAEGE 68
2.3 DIFFERENTIATION VON VEKTOREN 71
2.3.1 DIFFERENTIATION EINES VEKTORS NACH DER ZEIT 71
2.3.2 RAEUMLICHE DIFFERENTIATION IN EINEM FELD 72
2.3.3 ZEITLICHE ABLEITUNG BEI BEWEGUNG DURCH EIN FELD 74 2.3.4
BEZIEHUNGEN ZWISCHEN EULERWINKELN UND DREHGESCHWINDIGKEITEN 74
2.4 GROESSEN ZUR BESTIMMUNG DER FLUGZEUGPOSITION 75
2.4.1 POSITION RELATIV ZU EINEM ERDFESTEN PUNKT 77
2.4.2 POSITION RELATIV ZU EINER SOLLFLUGBAHN 80
2.4.3 VEREINFACHTE DARSTELLUNG EINER ANFLUGBAHN 84
2.5 FLUGZEUGGEOMETRIE 86
2.6 EINFLUSS DER SENSORPOSITION 89
2.6.1 FEHLAUSRICHTUNG VON SENSOREN 90
2.6.2 EINFLUSS DER FLUGZEUGROTATION 91
2.6.3 BESCHLEUNIGUNGSVEKTOR AN EINEM BELIEBIGEN PUNKT AM FLUGZEUG 92
2.7 VORZEICHENDEFINITION 93
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 2 95
AEUSSERE KRAEFTE UND MOMENTE 97
3. 1 DIE ERZEUGUNG AERODYNAMISCHER KRAEFTE 97
3.1.1 AUFTRIEBSERZEUGUNG 100
3.1.2 DER AERODYNAMISCHE WIDERSTAND 105
3.2 BEDINGUNGEN FUER STATIONAEREN FLUG 108
3.2.1 FEDERKONSTANTE DER LAENGSBEWEGUNG (*STATISCHE STABILITAET ) 108
3.2.2 LEITWERKSAUFTRIEB UND -MOMENT I LL
3.2.3 AUFTRIEB UND MOMENT DES GESAMTFLUGZEUGS 114 3.2.4 FEDERKONSTANTE
(*STATISCHE STABILITAET ) DER SEITENBEWEGUNG 116
3.2.5 FLUGZEUGSTEUERUNG 117
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XIII
3.3 AERODYNAMISCHE WIRKUNGEN BEI SYMMETRISCHEM FLUG 121 3.3.1 EINFLUSS
DER NICKGESCHWINDIGKEIT (NICKDAEMPFUNG) 124 3.3.2 EINFLUSS DER
ANSTELLWINKELAENDERUNG 125
3.3.3 EINFLUSS DER FAHRTAENDERUNG 127
3.3.4 EINFLUSS DES HOEHENRUDERAUSSCHLAGS 127
3.4 AERODYNAMISCHE WIRKUNGEN BEI UNSYMMETRISCHEM FLUG 129 3.4.1 EINFLUSS
DES SCHIEBEWINKELS 129
3.4.2 EINFLUSS EINER SCHIEBEWINKELAENDERUNG 133
3.4.3 EINFLUSS DER ROLLGESCHWINDIGKEIT 133
3.4.4 EINFLUSS DER GIERGESCHWINDIGKEIT 135
3.4.5 EINFLUSS EINES QUERRUDERAUSSCHLAGS 136
3.4.6 EINFLUSS DES SEITENRUDERAUSSCHLAGS 137
3.5 ERGAENZUNG UND ZUSAMMENFASSUNG DES AERODYNAMISCHEN MODELLS 138
3.5.1 AERODYNAMISCHE KOPPLUNG VON LAENGS- UND SEITENBEWEGUNG 138
3.5.2 BODENEFFEKT 139
3.5.3 EINFLUSS ELASTISCHER VERFORMUNG 139
3.5.4 TRIEBWERKSEINFLUSS 142
3.5.5 ZUSAMMENSTELLUNG DER BEIWERTE UND DERIVATIVE 142 3.6 DER PROZESS
LUFTSTRAHLTRIEBWERK 143
3.6.1 SCHUBERZEUGUNG 148
3.6.2 MODELLIERUNG DES DYNAMISCHEN TRIEBWERKSVERHALTENS 155
3.6.3 TRIEBWERKSREGELUNG 156
3.6.4 DAS TRIEBWERK ALS STELLGLIED FUER DIE FLUGZEUGBEWEGUNG 158
3.6.5 EINFACHES TRIEBWERKSMODELL FUER FLUGDYNAMISCHE UNTERSUCHUNGEN 160
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 3 165
4 WIND UND TURBULENZ 167
4.1 WINDMODELLE 169
4.1.1 DIE ENTSTEHUNG VON WIND 169
4.1.2 DIE MODELLIERUNG VON WIND 174
4.1.3 DIE ENTSTEHUNG VON TURBULENZ 176
4.1.4 DIE MODELLIERUNG VON TURBULENZ 178
4.2 KOPPLUNG VON WIND- UND FLUGZEUGBEWEGUNG 180
4.2.1 WIRKUNG DES WINDFELDES AUF DAS FLUGZEUG ALS PUNKTMASSE 182
4.2.2 WIRKUNG DER WINDGRADIENTEN AUF DAS FLUGZEUG ENDLICHER AUSDEHNUNG
188
4.2.3 ORTS- UND ZEITABHAENGIGKEIT DER AUF DAS FLUGZEUG WIRKENDEN
TURBULENZ 191
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.4 DAS DRYDEN-SPEKTRUM 195
4.2.5 SIMULATION VON TURBULENZ 198
4.2.6 INSTATIONAERE WIRKUNG DER TURBULENZ 200
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 4 202
MATHEMATISCHES PROZESSMODELL
5 NICHTLINEARE BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 205
5.1 ZUSAMMENSTELLUNG DER KRAEFTE- UND MOMENTENGLEICHUNGEN 206 5.1.1 WAHL
DES KOORDINATENSYSTEMS 207
5.1.2 GLEICHUNGSANSATZ 208
5.2 DIE ZUSTANDSGIEICHUNGEN DER FLUGZEUGBEWEGUNG 210
5.2.1 DIFFERENTIALGLEICHUNG FUER DIE TRANSLATIONSGESCHWINDIGKEIT 210
5.2.2 BESCHLEUNIGUNG UND LASTVIELFACHES 213
5.2.3 DIFFERENTIALGLEICHUNG FUER DIE POSITION (FLUGBAHN) 214 5.2.4
DIFFERENTIALGLEICHUNG FUER DIE DREHGESCHWINDIGKEIT . . .. 215 5.2.5
DIFFERENTIALGLEICHUNG FUER DIE LAGEWINKEL 216
5.3 DISKUSSION DES GLEICHUNGSSYSTEMS 216
5.4 STATIONAERE FLUGZUSTAENDE 221
5.4.1 VORUEBERLEGUNG ZUR BERECHNUNG EINES AUSGETRIMMTEN FLUGZUSTANDES 221
5.4.2 DER SYMMETRISCHE GERADEAUSFLUG 222
5.4.3 DER HORIZONTALE, KOORDINIERTE KURVENFLUG 224
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 5 227
6 VERHALTEN DES FLUGZEUGS ALS PUNKTMASSE 229
6.1 REDUZIERTE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 229
6.1.1 BAHNBEWEGUNG IN DREI FREIHEITSGRADEN 229
6.1.2 BAHNBEWEGUNG IN ZWEI FREIHEITSGRADEN 231
6.2 ENERGIEBETRACHTUNGEN UND KORHAMMER-DIAGRAMM 234 6.3 REAKTION DES
FLUGZEUGS AUF STELLKOMMANDOS 239
6.3.1 VERHALTEN UNTERHALB DER FAHRT MINIMALEN WIDERSTANDES 240
6.3.2 REAKTION DES FLUGZEUGS AUF SCHUBAENDERUNGEN 242 6.4 REAKTION DES
FLUGZEUGS IM WINDFELD 246
6.4.1 RUECKENWIND 246
6.4.2 SEITENWIND 247
6.4.3 ABWIND 248
6.4.4 VERHALTEN BEI VARIABLEM WIND 250
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 6 252
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XV
7 LINEARISIERTE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 253
7.1 EINSCHRAENKENDE ANNAHMEN 254
7.1.1 VEREINFACHUNG VON EULER-TERMEN UND TRANSFORMATIONSMATRIZEN 255
7.1.2 WEITERE VEREINFACHUNGEN 257
7.1.3 STABILITAETSACHSENSYSTEM 257
7.1.4 ZUSAMMENSTELLUNG DER GETROFFENEN ANNAHMEN 258 7.1.5
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN FUER GESCHWINDIGKEIT UND POSITION 259
7.1.6 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN FUER DREHGESCHWINDIGKEIT UND LAGEWINKEL 259
7.1.7 WIND-DIFFERENTIALGLEICHUNG 260
7.2 AUFSPALTUNG UND UMFORMUNG DES GLEICHUNGSSYSTEMS 261 7.2.1 WECHSEL
EINIGER ZUSTANDSGROESSEN 261
7.2.2 ZUSTANDSGIEICHUNGEN FUER LAENGS- UND SEITENBEWEGUNG 263
7.3 LINEARISIERUNG DES GLEICHUNGSSYSTEMS 265
7.3.1 METHODE DER LINEAREN VARIATIONSGLEICHUNGEN 265 7.3.2
LINEARISIERUNG DER GLEICHUNGEN DER LAENGSBEWEGUNG 268
7.3.3 ZUSTANDSGIEICHUNGEN DER LAENGSBEWEGUNG 275 7.3.4 LINEARISIERUNG DER
GLEICHUNGEN DER SEITENBEWEGUNG 277
7.3.5 ZUSTANDSGIEICHUNGEN DER SEITENBEWEGUNG 278 7.3.6 NUMERISCHE
UMFORMUNG DER GLEICHUNGEN 280 7.3.7 NUMERISCHE LINEARISIERUNG DER
GLEICHUNGEN 280 7.4 DARSTELLUNG DER GLEICHUNGEN DURCH
SIGNALFLUSSDIAGRAMME 282 LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 7 286
8 ANALYSE DES DYNAMISCHEN FLUGZEUGVERHALTENS 289
8.1 LOESUNG DER ZUSTANDSGIEICHUNGEN 289
8.1.1 LOESUNG DER ZUSTANDSGIEICHUNGEN IM ZEITBEREICH 290 8.1.2 NUMERISCHE
SIMULATION 293
8.1.3 LOESUNG DER ZUSTANDSGIEICHUNG IM LAPLACEBEREICH 296 8.1.4
STABILITAET 300
8.1.5 LOESUNG LINEARER GLEICHUNGSSYSTEME 304
8.2 DAS EIGENVERHALTEN DES FLUGZEUGS 307
8.2.1 TYPISCHE VERTEILUNG DER WURZELN DER CHARAKTERISTISCHEN GLEICHUNG
307
8.2.2 SPRUNGANTWORTEN VON LAENGS- UND SEITENBEWEGUNG . . .. 308 8.2.3
TYPISCHE BEWEGUNGSFORMEN VON LAENGS- UND SEITENBEWEGUNG 309
8.3 DAS UEBERTRAGUNGSVERHALTEN DES FLUGZEUGS 313
8.3.1 BERECHNUNG VON UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 313
8.3.2 GRENZWERTBETRACHTUNGEN 316
IMAGE 6
XVI INHALTSVERZEICHNIS
8.4 NAEHERUNGSANSAETZE 319
8.4.1 NAEHERUNG FUER DIE ANSTELLWINKELSCHWINGUNG 320 8.4.2 NAEHERUNG FUER
DIE PHYGOIDBEWEGUNG 323
8.4.3 NAEHERUNGEN FUER DIE SEITENBEWEGUNG 326
8.4.4 WEITERE CHARAKTERISIERUNG DER SEITENBEWEGUNG 331 8.4.5
ZUSAMMENFASSUNG 336
8.5 REGELBARKEITSBETRACHTUNGEN 338
8.5.1 STELLVERHALTEN IN DER LAENGSBEWEGUNG 339
8.5.2 ALLPASSVERHALTEN IN DER LAENGSBEWEGUNG 343
8.5.3 STELLVERHALTEN IN DER SEITENBEWEGUNG 346
8.5.4 REAKTION DES FLUGZEUGS AUF STOERSIGNALE 347
8.5.5 ZUSAMMENFASSUNG 355
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 8 357
RANDBEDINGUNGEN ZUR REGLERAUSLEGUNG
9 MESSVERFAHREN UND SENSOREN 359
9.1 MESSBARKEIT VON ZUSTANDS- UND AUSGANGSGROESSEN 362
9.1.1 AUFSTELLUNG MESSBARER GROESSEN 362
9.1.2 MESSFEHLER 363
9.1.3 MESSDYNAMIK 365
9.1.4 SICHERHEITSASPEKTE 366
9.2 STROEMUNGSMECHANISCHE GROESSEN 368
9.2.1 BAROMETRISCHE HOEHE 369
9.2.2 VERTIKALGESCHWINDIGKEIT 370
9.2.3 FAHRT UND MACHZAHL 371
9.2.4 ANSTELLWINKEL UND SCHIEBEWINKEL 372
9.2.5 LUFTWERTERECHNER (AIR DATA COMPUTER, ADC) 373 9.3 INERTIALGROESSEN
373
9.3.1 BESCHLEUNIGUNG 375
9.3.2 WIRKUNGSWEISE VON KREISELN 376
9.3.3 WINKELGESCHWINDIGKEITSKREISEL 379
9.3.4 LOTKREISEL (KREISELHORIZONT) 381
9.4 AZIMUTMESSUNG 382
9.4.1 MAGNETKOMPASS, FLUXVALVE 383
9.4.2 KURSKREISEL, MAGNETFELDGESTUETZTE KURSKREISELANLAGE . .. 383 9.5
POSITIONSBESTIMMUNG 385
9.5.1 ORTUNGSPRINZIPIEN 387
9.5.2 RADIO- UND RADAR-HOEHENMESSUNG 390
9.5.3 FUNK-ENTFERNUNGSMESSUNG (DME) 390
9.5.4 AUTOMATISCHE FUNKPEILUNG (RADIOKOMPASS) 391 9.5.5 UKW-DREHFUNKFEUER
(VOR UND TACAN) 392
9.5.6 LANGSTRECKEN-ORTUNGSVERFAHREN 393
9.5.7 SATELLITENORTUNG 394
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XVII
9.6 NAVIGATIONSSYSTEME 396
9.6.1 TRAEGHEITSNAVIGATION (INS) 396
9.6.2 SATELLITENNAVIGATION 397
9.6.3 INTEGRIERTE NAVIGATION 397
9.6.4 LANDESYSTEME 398
9.6.5 NEUERE ENTWICKLUNGEN 400
9.7 SCHAETZFILTER ZUR MESSWERTKONSOLIDIERUNG 401
9.7.1 KAIMAN-FILTER 401
9.7.2 KOMPLEMENTAERE FILTERUNG 403
9.7.3 PSEUDOINTEGRATION, PSEUDODIFFERENTIATION 406 LITERATURVERZEICHNIS
ZU KAPITEL 9 406
10 FLUGZEUGSTEUERUNGEN 409
10.1 STELLGLIEDER 410
10.1.1 ZUSAMMENSTELLUNG KONVENTIONELLER STELLGLIEDER 411 10.1.2
STELLGLIEDER FUER BESONDERE AUFGABEN 413
10.2 STELLANTRIEBE 417
10.2.1 ELEKTRISCHE STELLANTRIEBE 419
10.2.2 HYDRAULISCHE STELLANTRIEBE 422
10.2.3 ELEKTROHYDRAULISCHES VENTIL 424
10.3 STEUERUNGSSYSTEME 426
10.3.1 GRUNDPRINZIPIEN 426
10.3.2 MANUELLE STEUERUNG MIT DAEMPFERUNTERSTUETZUNG 429 10.3.3 STEUERUNG
BEI AUTOPILOTENBETRIEB 430
10.3.4 ELEKTRISCHE STEUERUNGEN (FLY-BY-WIRE) 432
10.3.5 SICHERHEITSASPEKTE 433
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 10 439
11 REGELUNGSAUFGABEN UND AUSLEGUNGSZIELE 441
11.1 ALLGEMEINE GESICHTSPUNKTE 442
11.1.1 FLUGEIGENSCHAFTEN 442
11.1.2 BEURTEILUNGSKRITERIEN 446
11.1.3 AUFGABENSPEKTRUM 448
11.1.4 PILOT-IN-THE-LOOP OSCILLATION 452
11.1.5 RICHTLINIEN UND STANDARDS 453
11.2 FLUGEIGENSCHAFTSKRITERIEN 458
11.2.1 LAENGSBEWEGUNG 461
11.2.2 SEITENBEWEGUNG 470
11.2.3 FORDERUNGEN ZUR REGELGENAUIGKEIT 474
11.3 FLUGBAHNKRITERIEN 475
11.3.1 REGELGROESSEN UND REGLERARCHITEKTUR 475
11.3.2 STANDARD-FLUGROUTEN 479
11.3.3 FUEHRUNG IM FLUGHAFENNAHBEREICH 481
11.3.4 ENDANFLUG-VERFAHREN 484
11.3.5 NEUE ENTWICKLUNGEN 487
IMAGE 8
XVIII INHALTSVERZEICHNIS
11.4 MATHEMATISCHE FORMULIERUNG VON GUETEFORDERUNGEN 491 11.4.1
FLUGDYNAMIK 492
11.4.2 STOERUNTERDRUECKUNG 495
11.4.3 BAHNFUEHRUNG 496
11.4.4 ZUSAMMENFASSUNG 499
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 11 500
REGELUNGSVERFAHREN
12 REGLER ZUR MODIFIKATION DER PROZESSDYNAMIK 503
12.1 ZUSTANDSREGLER-STRUKTUREN 505
12.1.1 ZUSTANDSVEKTORRUECKFUEHRUNG 506
12.1.2 AUSGANGSRUECKFUEHRUNG 511
12.1.3 DER DYNAMISCHE REGELFAKTOR 516
12.1.4 EINFLUSS VON ALLPASSVERHALTEN 520
12.1.5 ZUSTANDSRUECKFUEHRUNG MIT BEOBACHTER 523
12.2 MEHRGROESSEN-REGELUNGSSTRUKTUREN 525
12.2.1 GRUNDGLEICHUNGEN DES MEHRGROESSENSYSTEMS 526 12.2.2
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN DES MEHRGROESSENSYSTEMS 529 12.2.3 BESONDERHEITEN
DES REGLERENTWURFS 532
12.3 AUSLEGUNG VON ZUSTANDSREGLERN 537
12.3.1 RICCATI-ENTWURF 538
12.3.2 POLVORGABE 540
12.3.3 POLGEBIETSVORGABE 541
12.3.4 EIGENSTRUKTURVORGABE 543
12.3.5 DYNAMISCHE INVERSION 551
12.3.6 ROBUSTE REGELUNG 553
12.4 REGLERANPASSUNG 561
12.4.1 STRUKTURVARIABLE REGLER 562
12.4.2 ADAPTIVE REGELUNG 563
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 12 567
13 REGLERSTRUKTUREN ZUR PROZESSFUEHRUNG 571
13.1 REGELUNGSSTRUKTUR FUER STATIONAERE FUEHRUNGSGENAUIGKEIT 571 13.1.1
STATIONAERVERHALTEN DES REGELKREISES MIT ZUSTANDSVEKTORRUECKFUEHRUNG 572
13.1.2 EINFUEHRUNG EINER VORSTEUERMATRIX 574
13.1.3 ERWEITERUNG DER ZVR DURCH EINEN I-REGLER 577 13.1.4
STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 581
13.1.5 KASKADENREGELUNG 582
13.2 AUSLEGUNG VON FUEHRUNGSREGLERN 585
13.2.1 GLOBALER RICCATI-ENTWURF 585
13.2.2 NUMERISCHE OPTIMIERUNG 587
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XIX
13.2.3 GUETEKRITERIEN 591
13.2.4 MEHRZIELIGE ENTWURFSOPTIMIERUNG 598
13.3 LINEARE MODELLFOLGEREGELUNG 600
13.3.1 MODELLFOLGE-BEDINGUNGEN 602
13.3.2 MODELLFOLGE ALS VERALLGEMEINERUNG DER ZUSTANDSVEKTORRUECKFUEHRUNG
607
13.3.3 AUSWIRKUNG VON PARAMETERSCHWANKUNGEN 608 13.3.4 MODELLFOLGE FUER
EINEN TEILPROZESS BEI SINGULAERER STELLMATRIX 610
13.3.5 PRAGMATISCHE ENTWURFSSTRATEGIE 612
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 13 617
FLUGREGLERSTRUKTUREN
14 VERBESSERUNG DER FLUGEIGENSCHAFTEN 619
14.1 AUSWAHL WIRKSAMER RUECKFUEHRUNGEN 620
14.1.1 MODIFIZIERUNG DER ANSTELLWINKELSCHWINGUNG 621 14.1.2
MODIFIZIERUNG DER PHYGOIDSCHWINGUNG 623
14.1.3 MODIFIZIERUNG DER TAUMELSCHWINGUNG 625
14.1.4 MODIFIZIERUNG DER ROLLBEWEGUNG 627
14.2 BASISREGLER FUER DIE LAENGSBEWEGUNG 629
14.2.1 NICKDAEMPFER 630
14.2.2 ANPASSUNG EINES NICKDAEMPFERS AN DEN FLUGZUSTAND . .. 632 14.2.3
MASSNAHMEN ZUR STOERUNTERDRUECKUNG 635
14.2.4 NICK-LAGEREGELUNG 638
14.2.5 LAENGS-TRIMMUNG 639
14.3 BASISREGLER FUER DIE SEITENBEWEGUNG 641
14.3.1 GIERDAEMPFER 642
14.3.2 KURVENKOORDINIERUNG 644
14.3.3 KURVENKOMPENSATION 645
14.3.4 MASSNAHMEN ZUR STOERUNTERDRUECKUNG 645
14.3.5 ROLL-LAGEREGELUNG 647
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 14 650
15 ERWEITERUNG DER EINSATZGRENZEN 651
15.1 CHARAKTERISIERUNG NEUER REGELUNGSAUFGABEN 651
15.2 ABMINDERUNG VON BOEENLASTEN 653
15.2.1 ERWEITERUNG DER DAEMPFERFUNKTION 654
15.2.2 MODELLERWEITERUNG 655
15.2.3 STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 658
15.2.4 SCHWINGUNGSDAEMPFUNG 660
15.3 HOEHERE MANOEVRIERBARKEIT DURCH DIREKTE KRAFTSTEUERUNG 662 15.3.1
NACHTEILE DER MOMENTENSTEUERUNG 662
IMAGE 10
XX INHALTSVERZEICHNIS
15.3.2 STEUERSTRATEGIEN MIT DIREKTER KRAFTSTEUERUNG 665 15.3.3 REGELUNG
MIT HILFE DIREKTER KRAFTSTEUERUNG 670 15.4 REDUZIERTE STABILITAET 672
15.4.1 FLUGMECHANISCHE ZUSAMMENHAENGE 672
15.4.2 LOESUNGEN FUER TRANSPORTFLUGZEUGE 675
15.4.3 LOESUNGEN FUER KAMPFFLUGZEUGE 676
15.5 BETRIEBSGRENZEN-REGELUNG 677
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 15 679
16 STABILISIERUNG DER FLUGBAHN 681
16.1 REGELUNG VON HOEHE UND VERTIKALGESCHWINDIGKEIT 682
16.1.1 STRUKTUR DER HOEHENREGELUNG 683
16.1.2 AUSLEGUNG EINES HOEHENREGLERS MIT ZUSTANDSRUECKFUEHRUNG 686
16.1.3 HOEHENREGLER-BETRIEBSARTEN 687
16.1.4 REGELUNG DER VERTIKALGESCHWINDIGKEIT 688
16.2 REGELUNG DES AERODYNAMISCHEN ZUSTANDES 689
16.2.1 FAHRTREGELUNG MIT DEM HOEHENRUDER ALS STELLGLIED 689 16.2.2
FAHRTREGELUNG MIT HILFE DES SCHUBES (VORTRIEBSREGLER) 690
16.2.3 KOPPLUNGEN ZWISCHEN FAHRT- UND HOEHENREGELUNG 694 16.2.4 DER
ANSTELLWINKEL ALS REGELGROESSE 695
16.3 REGELUNG DES FLUGWEGS UEBER GRUND 698
16.3.1 KURSREGELUNG UNTER WINDEINFLUSS 698
16.3.2 STEUERKURSREGLER 702
16.3.3 ANFLIEGEN VON VOR-STATIONEN 703
16.3.4 STANDLINIENREGELUNG 705
16.4 REGELUNGSSYSTEM FUER DIE AUTOMATISCHE LANDUNG 710
16.4.1 DAS ILS-LANDEVERFAHREN 710
16.4.2 REGELUNG DER ENDPHASE DES ANFLUGES 714
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 16 716
17 FUEHRUNG AUF WECHSELNDEN FLUGBAHNEN 717
17.1 INTEGRIERTE BAHNREGLER FUER DIE LAENGSBEWEGUNG 718
17. 17. 17. 17. 17. 17.
.1 AUFBAU EINES BAHNREGELUNGSSYSTEMS 720
.2 SCHUBVORSTEUERUNG 724
.3 STEILLANDEREGLER 726
.4 REGELUNG DES ENERGIEZUSTANDES 729
.5 ROBUSTE REGELUNG FUER DIE AUTOMATISCHE LANDUNG 736 .6 ENERGIEREGLER IN
VARIABLEN WINDFELDERN 738
17.2 INTELLIGENTE FUEHRUNGSREGLER 742
17.2.1 GENERIERUNG VON FUEHRUNGSPROZESSEN 744
17.2.2 NICHTLINEARE VORSTEUERUNG 747
17.2.3 SOLLZUSTANDSGENERIERUNG 749
17.2.4 BAHNFUEHRUNG MIT NICHTLINEARER VORSTEUERUNG 750 17.2.5
KONFLIKTFREIE GRENZREGELUNG 753
IMAGE 11
INHALTSVERZEICHNIS XXI
17.3 GENERIERUNG VON SOLLTRAJEKTORIEN 755
17.3.1 MODELLTRAJEKTORIEN FUER EINFACHE BAHNMANOEVER 755 17.3.2
HORIZONTALE BAHNMANOEVER 759
17.3.3 VERBINDUNG VON WEGPUNKTEN 761
17.3.4 4D-BAHNREGELUNG 764
17.4 FLUGMANAGEMENT 767
17.4.1 FLUGMANAGEMENT-FUNKTIONEN 768
17.4.2 FLUGMANAGEMENTAUFGABEN AUS DER SICHT DER FLUGREGELUNG 770
17.4.3 ENTWICKLUNGSPROBLEME 773
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 17 774
18 MANUELLE FUEHRUNG MIT REGLERUNTERSTUETZUNG 777
18.1 ANZEIGEN ALS SCHNITTSTELLE ZWISCHEN PILOT UND REGLER 780 18.1.1
STANDARDISIERTE ZENTRALANZEIGEN 781
18.1.2 ANZEIGEN FUER BAHN- UND ENERGIEWINKEL 785
18.1.3 FLIGHT-DIRECTOR PRINZIP 788
18.2 VORGABEREGELUNG 790
18.2.1 GRUNDPRINZIPIEN 790
18.2.2 ENTWURFSBEISPIEL 794
18.3 IN-FLIGHT-SIMULATION 803
18.3.1 AUFGABENSTELLUNG 804
18.3.2 ANSAETZE UND RANDBEDINGUNGEN 805
18.3.3 PROJEKTE UND ERGEBNISSE 809
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 18 814
AKTUELLE BEISPIELE FUER DAS GESAMTSYSTEM
19 REGELUNGSSYSTEME FUER KAMPFFLUGZEUGE 817
19.1 AUSLEGUNG VON BASISREGLERN 817
19.1.1 ALLGEMEINE GESICHTSPUNKTE 817
19.1.2 BESONDERHEITEN VON BASISREGLERN 819
19.1.3 BASISREGLER FUER DIE LAENGSBEWEGUNG 820
19.1.4 BASISREGLER FUER DIE SEITENBEWEGUNG 822
19.1.5 ANFORDERUNGEN AN DIE LAENGSBEWEGUNG BEI INSTABILER BASISAUSLEGUNG
825
19.1.6 ANFORDERUNGEN AN DIE SEITENBEWEGUNG 829
19.2 X31-A REGELUNGSSYSTEM 830
19.2.1 REGELUNGSKONZEPT 831
19.2.2 NICHTLINEARE SOLLZUSTANDSGENERIERUNG 832
19.2.3 REGLERSTRUKTUR 835
19.3 EUROFIGHTER TYPHOON REGELUNGSSYSTEM 837
19.3.1 REGELUNGSKONZEPT 839
IMAGE 12
XXII INHALTSVERZEICHNIS
19.3.2 REALISIERUNG DER PROPORTIONALRUECKFUEHRUNGEN MITTELS
DIFFERENTIELLEM PI-ALGORITHMUS 842
19.3.3 LAENGSBEWEGUNG 843
19.3.4 SEITENBEWEGUNG 844
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 19 847
20 A320-REGELUNGSSYSTEM 849
20.1 STEUERUNGSKONZEPT UND RECHNERARCHITEKTUR 850
20.1.1 UEBERBLICK 850
20.1.2 STEUERUNGSKONZEPT 853
20.1.3 SICHERHEITSFUNKTIONEN 855
20.1.4 AUTOMATISCHER BETRIEBSARTENWECHSEL 856
20.2 FLY-BY-WIRE-REGELGESETZE 857
20.2.1 NICKACHSE 857
20.2.2 ROLLACHSE 859
20.2.3 GIERACHSE 860
20.2.4 BETRIEBSGRENZENREGELUNG IN DER LAENGSBEWEGUNG 861 20.2.5
BETRIEBSGRENZENREGELUNG IN DER SEITENBEWEGUNG 865 20.2.6 LASTABMINDERUNG
AM FLUEGEL 865
20.3 AUTOPILOTENFUNKTIONEN 865
20.3.1 AUTOPILOTENFUNKTIONEN IN DER LAENGSBEWEGUNG 866 20.3.2
VORTRIEBSREGELUNG 869
20.3.3 AUTOPILOTENFUNKTIONEN FUER DIE SEITENBEWEGUNG 872 20.3.4
AUTOPILOTENFUNKTIONEN FUER START UND LANDUNG 875 LITERATURVERZEICHNIS ZU
KAPITEL 20 880
ENTWICKLUNGSPROZESS
21 ENTWICKLUNGSPROZESS FUER FLUGREGELUNGSSYSTEME 881
21.1 ENTWICKLUNGSPROZESS IN DER LUFTFAHRT 881
21.1.1 SYSTEMENTWICKLUNGSPROZESS 882
21.1.2 PROZESS ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG 884
21.2 ENTWICKLUNGSPROZESS FUER EIN FLUGREGELUNGSSYSTEM 887 21.2.1
SYSTEMENTWICKLUNGSPROZESS NACH V-MODELL 887 21.2.2 ENTWICKLUNGSPROZESS FUER
DIE REGELGESETZE 890
LITERATURVERZEICHNIS ZU KAPITEL 21 893
A ANHANG 895
A.L MATHEMATISCHES MODELL DER FLUGZEUGBEWEGUNG 895
A.L.L LINEARE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 895
A. 1.2 NICHTLINEARES GLEICHUNGSSYSTEM IN SECHS FREIHEITSGRADEN 900
A.1.3 TRANSFORMATIONSMATRIZEN 904
IMAGE 13
INHALTSVERZEICHNIS XXUEI
A.2 FLUGMECHANISCHE DATEN 906
A.3 GROESSEN UND KONSTANTEN 910
A.4 TABELLE DER ABKUERZUNGEN 912
LITERATURVERZEICHNIS ZUM ANHANG 915
ZEICHENERKLAERUNG 917
SACHVERZEICHNIS 921
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