Simulacija leta aviona opće avijacije u nestandardnoj atmosferi s vjetrom

diplomski rad

• Naslov (engleski): Flight simulation of general aviation aircraft in non-standard atmosphere with wind
• Autor: Patrik Car
• Mentor: Milan Vrdoljak (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-05-12, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Zrakoplovstvo, raketna i svemirska tehnika

Sažetak

Glavni cilj ovoga rada je modeliranje i implementacija modela atmosfere u simulator leta koji simulira let trenažnog propelerskog zrakoplova generalne avijacije. U fokusu rada je analiza i primjena različitih vrijednosti parametara vezanih za model atmosfere na značajke performansi, kao i na simulacije u realnom vremenu s pilotom u petlji. Model atmosfere ugrađen je kao podređeni sustav u postojeći simulacijski model leta u MATLAB-u i SIMULINK-u. Ovaj model nam omogućuje određivanje nekih važnih i korisnih veličina vezanih za atmosferu oko zrakoplova. Ugrađeni model atmosfere sastoji se od: modela standardne atmosfere prema ISO standardu, modela nestandardne atmosfere, modela vjetra i odabranog modela turbulentnog vjetra. Model nestandardne atmosfere podijeljen je na četiri tipa atmosfere koji su izrađeni preko podataka iz vojnih standarda. Vjetar je podijeljen na konstantan vjetar i vjetar u graničnom sloju, dok je za modeliranje turbulentnog vjetra za potrebe simulacije odabran Dryden-ov model. Razmatrani zrakoplov ovog rada je Cessna 172 za kojeg su prikazane i pojedine performanse u različitim tipovima atmosfere. Isto tako unaprijeđeni su pojedini postojeći sustavi upravljanja zrakoplovom i instrumenti potrebni za vizualizaciju podataka tokom simulacije leta. U svrhu evaluacije ugrađenog modela napravljeni su zadaci i provedeni ispitni letovi sa pilotima na simulatoru prilikom kojih su prikupljene subjektivne ocjene i podaci o letu. Na kraju rada napravljena je analiza prikupljenih podataka i provedena ocjena razine kvalitete upravljanja te opterećenja pilota. Za obradu podataka i programiranje korišten je programski jezik MATLAB te SIMULINK, a za potrebe vizualizacije korištena je platforma FlightGear.

Sažetak (engleski)

The main goal of this paper is to model and implement an atmospher model in a flight simulator that simulates the flight of a general aviation training propeller aircraft. This paper also focuses on the analysis and application of various parameter values related to the atmosphere model on performance features as well as to real-time simulations with a pilot in the loop. The atmosphere model was built as a subordinate system into the existing flight simulation model in MATLAB and SIMULINK. This model allows us to determine some important and useful quantities related to the atmosphere around the aircraft. The built-in atmosphere model consists of: the standard atmosphere model according to the ISO standard, a non-standard atmosphere model, a wind model and a selected turbulent wind model. The non-standard atmosphere model is divided into four types of atmospheres that are created through data from military standards. The wind was divided into constant wind and wind in the boundary layer, while the Dryden model was chosen to model the turbulent wind for simulation purposes. The considered aircraft of this paper is a Cessna 172 for which individual performances in different types of atmosphere are shown. Some existing aircraft control systems and instruments required for data visualization during flight simulation have also been improved. For the purpose of evaluating the embedded model, tasks were performed and test flights were conducted with pilots on a simulator, during which subjective assessments and flight data were collected. At the end of the work, an analysis of the collected data was made and an assessment of the level of handling quality and pilot workload was performed. MATLAB and SIMULINK were used for data processing and programming, while FlightGear platform was used for visualization purposes.

• Ključne riječi: atmosfera; vjetar; turbulencija; Cessna 172; simulator leta; pilot u petlji
• Ključne riječi (engleski): atmosphere; wind; turbulence; Cessna 172; flight simulator; pilot in the loop
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:944375
• Studijski program: Naziv: Zrakoplovstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva (mag. ing. aeroing.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-05-07 09:41:03