14 5

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 1 Proje No: 114M580 Proje Bitiş Tarihi: 15.10.2016 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 05-10-2018

Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi

Öz:
Bu projenin amacı, kontrol sistemi Fly-By-Wire sabit kanatlı uçak ve helikopterlerde, aracın uçuş limitlerini geçmemesi için kontrol lövyesinin maksimum hareket mesafesi tahmin ederek, pilota bunu aktif lövye kontrolleri ile geri bildirimde bulunarak, aracın uçuş zarfının içersinde kalmasını sağlayan uçuş zarfı koruma sisteminin algoritmalarının geliştirilmesidir. Kontrol lövyesinin izin verilen maksimum hareket mesafesi uçuş durumuna göre sürekli değiştiğinden, bunun bazı limit parametreleri ve uçuş durumları için kestirme algoritmalarının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu hareket mesafe limitleri tespit edildikce, pilotun bu limitleri aşma eğilimi durumunda, bunun pilota aktif (yani ağırlaşabilen, titreşebilen, vs.) lövyeler ile bildirilmesi amaçlanmaktadır. Bütün uçuş manevralari çeşitli limitler ile sınırlıdır. Klasik uçak ve helikopterlerde bir pilot bunları öğrenir ve iş yükünün artması pahasına uçağın limitlere uzaklığını izler. Oysa, yeni nesil Uçuş Zarfı Koruma Sistemleri aktif pilot kontrol lövyesinin programlanmasıyla, pilota geri bildirim verir ve güvenli bir uçuşu garanti eder.Bu aynı zamanda, pilotun aracı maksimum performasında kullanmasını sağlar. Özellikle manevra kabiliyeti yüksek araçlarda, veya araçların emercensi durumlarında bu sistemlerin faydalı olduğu görülmüştür. Bu tür sistemler yeni nesil helikopter ve uçaklarda kısıtlı uçuş durumları için kullanılmaya başlanmıştır, ancak hala nisbeten yeni ve populer bir araştırma alanıdır. Kritik noktalar şunlardır: Uçuş limitlerine ulaşmamak için pilot lövyesinde izin verilen hareket mesafesi uçuş durumuna göre sürekli değişmektedir. Dolayısyla, pilot kontrol limiterinin sürekli tahmini için bir kestirim algoritması gerekmektedir. Bu, yapay sinir ağlarının ve lokal modellerin kullanıldığı algoritmaların geliştirilmesi bir süredir yüksek lisans çalışmalarımızda devam edilmektedir. Bu yöntemlerin geliştirilmesi, örneğin daha verimli adaptif algoritmalarının kullanımı araştırılmalıdır. Ayrıca, kontrol lövyesinin müsaade edilebilir limitinin hesaplanmasının ardından bu bilginin pilotun kontrol lövyesindeki limitlenme yöntemi bir araştırma konusudur. Örneğin, pilot lövyesini titreştirmek, yavaş yavaş ağırlaştırmak, durdurmak, vs. gibi yöntemler vardır ve bunları programlanabilir aktif pilot kontrol lövyelerinde yapılabilmektedir. Ancak bu subjektif geri bildirimin pilotlar ile araştırılması gerekmektedir ve daha ziyade insan algısının uçuş sırasındaki davranışı ile ilgilidir. Fly-By-Wire araçlar bu aktif kontrol lövyelerini kullandıklarından bu programlar doğrudan bu araçlarda kullanılabilir. Bu proje ile tahmin yöntemleri geliştirilecek, uçak ve helikopterler için kritik manevralar seçilecek, gerçek bir aktif kontrol lövyesi ile denenecektir. Tahmin algoritmaları özgün yazılım ve yöntemler olacak, uygulama manevraları ve emercensi durumları özgün senaryolar olacak, pilot geri bildirim yöntemleri için en iyi yöntem belirlenecek ve bu da yine özgün bir çalışma olacaktır. Bu çalışma hem Fly-By-Wire’a dönüştürülecek eski uçan araçlarda hem de yeni tasarımlanan Fly-By-Wire uçan araçlar için kullanılabilecektir. Kontrol lövyesinin hareket limitlerinin hesabı için yapay sinir ağlarının desteklediği lokal modeller kullanılmaktadır. Yöntem bir süredir geliştirilmekte olup yapay sinir ağının uçuş esnasında hızlı ve doğru değerleri üretebilmesi için yeni yöntemler denenecektir.Bu yöntemler birkaç kritik senaryo ile denenecektir. Projede sabit kanat uçak ve helikopter için yüksek g-manevrası, helikopter için motor TGT emrecensi durumu ve otorotasyon senaryosu kullanılacaktır. Ayrıca, laboratuvarda var olan yazılım altyapısı ile iki eksenli aktif kontrolün kullanıldığı basit bir simulatör ortamı yaratılacaktır. Bu senaryolarda programlanabilir aktif kontrol sayesinde limitler pilota çeşitli yöntemler ile geri bildirilecektir. Proje çıktısı, Fly-By-Wire uçan sabit kanat ve helikopterler için kullanılmaya müsait, aktif kontrol limit tahmin algoritmaları ve yöntemleri olacaktır. Yapay sinir ağının kullanıldığı bu yöntemler ilk defa denenecek ve bununla alakalı geri bildirim yöntemleri belirlenecektir. Türkiye’de de Fly-By-Wire olacağı bilinen TX/FX savaş uçağı ve Özgün Helikopter Projelerinde doğrudan kullanılabilecek yöntemler olacaktır. Ayrıca, dünya da birçok uçan araç Fly-By-Wire araçlara dönüştürülmektedir. Bu sırada bu uçuş zarfı koruma yöntemlerinin uygulanması sözkonusudur. Dünya da yeni başlayan bu trendin gittikce yaygınlaşması beklenmelidir.
Anahtar Kelime: uçuş zarfı koruma helikopter aktif kontrol Kontrol limiti

Konular: Mühendislik, Hava ve Uzay

Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi

Öz:
In this project, algorithms and methods to estimate the maximum control travel to be used later for pilot cueing for Fly-By-Wire aircraft to avoid approaching aircraft limits will be developed. Since the maximum allowable control travel changes according to the state of the aircraft, prediction algorithms are needed to estimate limit violations during flight. It is aimed to warn pilots via active controls using the estimated control limits. All flight maneuvers are limited by various limits. For classic aircraft and helicopters, pilots trace and learn the limits at the expense of increased workload. However, a new generation of Flight Envelope Protection Systems that use programmable active controls give feedback to the pilot and guarantee a safe flight. This also allows the pilot to use the maximum performance of the aircraft. In particular, for highly maneuverable aircraft or in case of an emergency these systems are found to be useful. Applications of such systems on new generation of helicopters and aircraft are becoming popular, but are still relatively new and an area of research. These are some of the critical issues: The maximum allowable control travel of the pilot controls constantly change during flight. Hence, an estimation algorithm to predict the changing allowable control travel is required. In previous graduate studies, local linear models augmented with Artificial Neural Networks are developed to estimate allowable control travel. The development of such neural network based prediction algorithms, will be further investigated in this project. Furthermore, once the control travel is estimated the methods to use this information at the active pilot control is another research topic in this project. For example, the methods may include vibration, soft and hard stops on the control lever, etc. These methods will be tested in a simulator environment using active controls. In this project, estimation algorithms will be developed, critical maneuvers for aircraft and helicopters will be selected, and the algorithms applied for selected maneuvers will be tested with a real active control side stick. Prediction algorithms and methods will be our own, application maneuvers and emergency situations will be generated, determination of best methods for feedback will be made. At the end, the outcomes will be applicable for both the old and the new flying vehicles designed as Fly-By-Wire. Online learning artificial neural networks are used to augment local models to calculate the allowable control travels and are being developed in our recent research. In this project the theory will be further developed. These methods will be tested in simulation in a few critical scenarios. High g-maneuvers for fixed wing aircraft and helicopters, turbine gas temperature and gas generator speed limiting for helicopter engines and autorotation for helicopters are some cases to be consider and simulate in the project. In addition, a simulator environment that uses a simple two-axis active side stick controller will be created with existing software. Best pilot cueing technique will be determined. Project output will be algorithms that are verified and methods of control limit estimation available for use in Fly-By-Wire aircraft. Artificial neural network based adaptive control limit estimation techniques will be used for the first time in piloted simulations. Since the planned Fighter Aircraft Project and the current Indigenous Light Helicopter Projects will be use FlyBy-Wire, these methods will be applicable. Also, many existing aircraft are being transformed into Fly-By-Wire aircraft around the world. Envelope Protection algorithms are being enabled. It is expected that this trend will continue in near future.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Hava ve Uzay
Erişim Türü: Erişime Açık
APA Yavrucuk İ, GÜNER F, GÜRSOY G, AKMENEK B (2016). Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. , 1 - 1.
Chicago Yavrucuk İlkay,GÜNER Feyyaz,GÜRSOY Gönenç,AKMENEK Bulut Efe Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. (2016): 1 - 1.
MLA Yavrucuk İlkay,GÜNER Feyyaz,GÜRSOY Gönenç,AKMENEK Bulut Efe Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. , 2016, ss.1 - 1.
AMA Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1.
Vancouver Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1.
IEEE Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B "Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi." , ss.1 - 1, 2016.
ISNAD Yavrucuk, İlkay vd. "Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi". (2016), 1-1.
APA Yavrucuk İ, GÜNER F, GÜRSOY G, AKMENEK B (2016). Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. , 1 - 1.
Chicago Yavrucuk İlkay,GÜNER Feyyaz,GÜRSOY Gönenç,AKMENEK Bulut Efe Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. (2016): 1 - 1.
MLA Yavrucuk İlkay,GÜNER Feyyaz,GÜRSOY Gönenç,AKMENEK Bulut Efe Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. , 2016, ss.1 - 1.
AMA Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1.
Vancouver Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1.
IEEE Yavrucuk İ,GÜNER F,GÜRSOY G,AKMENEK B "Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi." , ss.1 - 1, 2016.
ISNAD Yavrucuk, İlkay vd. "Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi". (2016), 1-1.