Codice identificativo insegnamento: 096008
Programma
sintetico: DINAMICA DEL VOLO ATMOSFERICO.
Modellistica e
simulazione del velivolo: dinamica del corpo rigido tridimensionale,
rotazioni finite e parametrizzazione, sistemi di riferimento aeronautici;
modelli delle forze aerodinamiche e propulsive, equazioni complete del
moto; metodi di integrazione e simulazione del volo; primitive del moto,
manovre e condizione trimmate; linearizzazione: teoria delle piccole
perturbazioni, analisi di sistemi lineari, disaccoppiamento
longitudinale/latero-direzionale, equazioni del moto linearizzate, derivate
di stabilità e controllo. Stabilità: stabilità statica e controllo
longitudinale, stabilità statica e controllo latero-direzionale,
formulazioni a comandi bloccati e a comandi liberi, sforzi di barra;
stabilità dinamica e risposta dinamica: stabilità dinamica longitudinale,
fugoide e corto periodo, approssimazioni longitudinali, risposta dinamica
longitudinale, stabilità dinamica latero-direzionale, rollio, spirale e
dutch roll, approssimazioni latero-direzionali, risposta dinamica
latero-direzionale; accoppiamento inerziale e vite; comportamento alle alte
incidenze. Controllo: qualità di volo, architettura di sistemi di controllo
del volo, richiami sui metodi per la progettazione di leggi di controllo;
sistemi di aumento della stabilità, autopiloti, sistemi di controllo della
traiettoria, sistemi di attenuazione della raffica e riduzione dei carichi.
Identificazione di modello da prove di volo: introduzione, prove di volo,
strumentazione e misure, pre-processamento dei dati; metodi nel tempo
(output error, filter error, equation error, metodi di filtraggio), metodi
in frequenza (cenni), identificazione di velivoli instabili; validazione di
modelli.
Part 1: Aircraft flight dynamics. Rigid body kinematics and
dynamics. Basic aerodynamics. Aircraft forces and moments. Recap on static
analysis. Complete nonlinear aircraft model. Decoupling and steady-state
flight. Recap on systems theory: equilibria and linearisation.
Linearisation of the force terms. Linearisation of the kinematic terms.
Recap on systems theory: LTI state-space models. Linearised models for
longitudinal and lateral dynamics. Dimensionless derivatives. Modal
decomposition of aircraft models. Recap on systems theory: transfer
functions and frequency responses. Longitudinal transfer functions and
modes. Lateral-directional transfer functions.
Part 2: Flight
Control Systems. Introduction to Flight Control. Recap on control systems
analysis methods. Handling qualities requirements. Recap on control systems
design methods. Pitch axis Stability Augmentation System.
Lateral-directional SAS/Yaw damper. SAS examples. Pitch rate Control
Augmentation System. Normal acceleration CAS. Lateral-directional CAS.
Flight control systems Verification & Validation: Monte Carlo method.
Introduction to system identification. Identifiability and experiment
design. Output error parameter estimation.