SZTAKI-s kutatók vezetésével szeldítik meg a rettegett repülési jelenséget

Egy a SZTAKI által vezetett nemzetközi kutatócsoportnak sikerült leküzdenie a repülés egyik legnagyobb kihívását. Egy kifinomult vezérlőrendszerrel aktívan elfojtották a flatter rettegett jelenségét. A kutatás az EU által finanszírozott FliPASED projektben zajlott a SZTAKI, DLR, ONERA és TUM partnerekkel.

SZTAKI-s kutatók vezetésével szeldítik meg a rettegett repülési jelenséget

Egy európai kutatócsoportnak sikerült leküzdenie az aeroelaszticitás egyik fontos kihívását – a légijármű-szerkezetekben a flatter jelenségének elnyomását egy aktív vezérlőrendszer segítségével. Ezt a bravúrt egy speciálisan felépített pilóta nélküli légi jármű (UAV) segítségével végrehajtott repülési kampányban mutatták be.

A magyarországi Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézetből (SZTAKI), a Német Repülési Központból (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), a francia Repülés és Űrkutatási Laborból (ONERA) és a Müncheni Műszaki Egyetemből (TUM) álló csapat. A sikeres repülési tesztekre a németországi Cochstedtben található pilóta nélküli repülőgéprendszerek nemzeti kísérleti tesztközpontjában került sor, amelyet a DLR üzemeltet.

A repülőgépeket olyan technológiákkal tervezik, amelyek lehetővé teszik a könnyűszerkezetes felépítést, hogy csökkentsék karbonlábnyomukat az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás révén. Következésképpen a repülőgép-szerkezetek rugalmasak, vagyis deformálódnak, ha aerodinamikai terhelésnek vannak kitéve. Az anyagok és a tervezési fejlesztések trendjei lehetővé teszik, hogy a jövőbeni repülőgépek még könnyebbek legyenek, tovább növelve rugalmasságukat.

A szerkezeti deformáció és az aerodinamika közötti kölcsönhatást aeroelaszticitásnak nevezik. A rugalmasság növekedésével a repülőgép szerkezeti dinamikája, vagyis rezgési jellemzői kezdenek beleszólni bizonyos jelenségekbe. Bizonyos körülmények között a repülőgép szerkezetének rezgései és a környező légáramlás közötti kölcsönhatások instabillá válhatnak. Ez a jól ismert aeroelasztikus jelenség, amelyet „flatternek” neveznek, katasztrofális meghibásodáshoz vezethet a rezgési amplitúdó gyors növekedése miatt. Ezért a légi jármű szerkezetét úgy kell megtervezni, hogy a maximális üzemi sebességnél vagy az alatt soha ne fordulhasson elő flatter, jelentős tartalékkal. Ez a kulcsfontosságú követelmény jelentős korlátot jelent a repülőgép-szerkezetek még könnyebbé tételében.

A Flight Phase Adaptive Aero-Servo-Elastic Aircraft Design Methods (FliPASED) projekten belül az egyik fő cél az volt, hogy aktív eszközökkel, fedélzeti vezérlőfelületek, érzékelők és intelligens vezérlőalgoritmusok segítségével elnyomják a flattert. A cél annak vizsgálata volt, hogy az aktív flatter-elnyomás ezen elve milyen mértékben tesz lehetővé új tervezési szabadságot a repülőgép szerkezeti tömegének további csökkentése érdekében.

A cél megvalósítása a következő kulcsfontosságú feladatokat foglalta magában: i) módszerek és eszközök kidolgozása a pontos rugalmas repülőgép-modellezéshez, ii) repülőgép-vezérlő algoritmusok kidolgozása, amelyek lehetővé teszik a tervezett flatter sebességet meghaladó repülést, és iii) a kifejlesztett eszközök és módszerek validálása biztonságos, ill. megfizethető kísérleti tesztplatform.

T-FLEX és P-FLEX UAV-k

A T-FLEX UAV-t egy korábbi európai kutatási projekt, a Flutter Free Flight Envelope eXpansion (FLEXOP) keretében tervezték. Az ilyen demonstráció mögött az az indoklás áll, hogy a különböző technológiák viszonylag gyorsan és biztonságosan tesztelhetők próbapadon, a repülő kereskedelmi repülőgépek adaptálási költségének töredékéért, emberi élet kockázata nélkül. Az UAV második változatát, a P-FLEX-et használták az aktív flatter-szabályozás tesztelésére. A repülési tesztek kiegészítő biztonsági eszközeként fontos biztonsági elemként a pilóták által üzemeltetett flatter gátló rendszert is beépítették.

Repülési teszt Cochstedtben

A repülési teszt egy légi jármű kritikus értékelése annak aeroelasztikus stabilitásának felmérésére. Ez magában foglalja a légi jármű ellenőrzött és szisztematikus tesztelését annak érdekében, hogy felmérjék annak teljesítményét különböző repülési körülmények között. A flatterteszt fontos mérföldkő minden repülőgép tanúsítási kampányában, mivel segít azonosítani és csökkenteni a flatter kockázatát, amely katasztrofális szerkezeti hibához vezethet, ha nem foglalkoznak vele.

A flatter repülésteszt kampány célja az volt, hogy megerősítse az előre jelzett nyílt hurkú flatter sebességet (flatter sebesség aktív flatter szabályozás használata nélkül), és két aktív flatter-elnyomó vezérlőt demonstráljon ezen a nyílt hurkú flatterelési sebességen túl. A teszthéten minden projektpartner csapata jelen volt, mivel egyértelmű volt, hogy a repülési tesztek sikere csak multidiszciplináris csapatmunkával lesz lehetséges.

A hét intenzív csapatmunkával indult az aeroelasztikus modellek frissítésére a legfrissebb földi vibrációs teszt (GVT) adatai alapján. Ezen modellek alapján különböző elemzési módszereket alkalmaztak a várható flatterelési viselkedés validálására és a tényleges flatter sebesség lehető legpontosabb előrejelzésére.

A szárny flatter mechanizmus a hagyományos hajlító-torziós lengések csatolódását foglalta magában, amelyet nagy megbízhatósággal először másodpercenként 56 méteres sebességnél becsültek instabillá válónak. Ezt követően a modellt arra használták, hogy nagyszámú szimuláció segítségével felkészítsék a szabályozó algoritmust a repülési tesztelésre.

A repülési tesztterv ezen eredmények alapján készült. Úgy döntöttek, hogy nyitott hurkú repülési tesztet hajtanak végre állandó magasságban, növekvő repülési sebesség mellett. A gépet előkészítették, és a fedélzeti robotpilóta rendszer lehetővé tette a repülőgép számára a cél repülési sebességek fenntartását. Az adatvezérelt (repülő matematikai modelljétől függetelen) Operational Modal Analysis (OMA) algoritmusok eredményei a nyílt hurkú repülési teszttől az 54 méter/sec sebességig megerősítették a szimmetrikus szárnyhajlítási és szárnytorziós módok közötti csatolási jelenség előfordulását a szimulációs modellekkel. Ezen túlmenően a flatter kritikus üzemmódjának csillapítása az aeroelasztikus csillapítás egy százaléka alá csökkent – ami azt jelzi, hogy a másodpercenkénti 54 méter valóban a stabil repülési tartomány szélén volt.

Repülés a flatter sebességet meghaladóan

A következő logikus lépés az aktív flatter szabályozás tesztelése volt. Két különböző aktív flatter vezérlőt terveztek – egy strukturált H-végtelen szabályozót és egy H2-optimális bemenet-kimenet-keverék szabályozást. Az a döntés született, hogy minden szabályozó számára külön repülési tesztet hajtanak végre, ahol a repülőgép átrepül az előre jelzett 56 méter/másodperces flatter sebességen. A repülőtér, a tűzoltók és a FliPASED csapata jól felkészült arra, hogy ezt a kiszámított kockázatot több készenléti tervvel is vállalja egy esetleges meghibásodás esetére. A repülőgép 2023. május 26-án, pénteken 09:50-kor szállt fel, és a rendszerellenőrzést követően bekapcsolták az aktív flatter-szabályozó rendszert. A repülőgép ezután biztonságosan átrepült a repülési sebességen. Mindkét szabályozó 61 méter/másodperc sebességig engedélyezte a repülőgép repülését, ami jóval meghaladja a kritikus sebességet. Ez döntő eredmény volt a projekt számára.

Egy fontos kérdés azonban még maradt. Valóban jelen van a repülőgépen a várt pusztító flatter 56 méter/s sebességnél? Ezt követően úgy döntöttek, hogy szabályozó nélkül repülnek túl az előre jelzett flatter sebességen, hogy megerősítsék a szimulációs modellek és az adatvezérelt OMA algoritmusok eredményeit. Ismét több biztonsági protokollt vezettek be. A repülés során, mivel a rendkívül turbulens körülmények miatt a vártnál hamarabb elérte az 56 méter/másodperc sebességet, a repülőgép flattert tapasztalt, ami sérüléseket és a szárny hátsó részén elhelyezett rudak elvesztését eredményezte, amelyeket azért szereltek fel, hogy a flatter jelenséget kiváltsák. Ez egy nem szándékos hibabiztos funkció volt, amely megmentette a repülőgépet, és lehetővé tette a biztonságos leszállást további incidensek nélkül. Ez az utolsó repülési teszt megerősítette, hogy a szabályozók nagyon jól teljesítettek, és hogy az aktív vezérlés hatékony eszköz lehet a könnyebb repülőgép-szerkezetek védelmében a repülési instabilitás ellen.

Kitekintés a repülőipari közösség számára

A repülési tesztek először mutattak be sikeres repülés közbeni aktív flatter-elnyomást egy UAV-n, amelynek jellemzői hasonlóak a kereskedelmi repülőgépekéhez. Ráadásul ez példátlan, úgynevezett technológiai felkészültségi szintet demonstrál, bizonyítva, hogy a következő generációs kereskedelmi repülőgépek hatékony technológiájaként használható.

Végül, mivel a flatter veszélyes és rendkívül nemkívánatos jelenség, a valódi flatterről szóló adatok rendkívül ritkák. A FliPASED projektnek ezért az a víziója, hogy ne csak olyan repülési hardver- és szoftvereszközöket publikáljon, amelyek bemutatják az aktív flatter-szabályozást, a szimulációt és a valós idejű előrejelzést, hanem egy nyílt forráskódú adattárat is biztosít az összes repülési teszt adataival. A cél az, hogy más mérnökök és kutatók fejlesszék és validálják eszközeiket és módszereiket, ami e kutatási terület előrehaladását eredményezi.

Egy nemzetközi kutatócsoportnak sikerült leküzdenie a repülés egyik legnagyobb kihívását: egy kifinomult vezérlőrendszerrel aktívan elfojtották a rettegett jelenséget, a flattert.

A csapat olyan területeken is repülésre bírta UAV-t, ahol flatter-elnyomó rendszer nélkül ez nem volt leheséges. A repülési tesztekre a Cochstedtben található DLR Pilóta nélküli Repülőgép Rendszerek Nemzeti Kísérleti Tesztközpontjában került sor.

Nyugdíj melletti munka 2025 szabályai - így lehet nyugdíj mellett dolgozni

Hogyan lehet 2025-ben nyugdíjasként munkát vállalni? Milyen adó- és járulékkötelezettségek vonatkoznak azokra, akik a nyugdíj mellett dolgoznak? Mekkora levonás terheli a nyugdíjasok bruttó munkabérét, és mennyi nettó jövedelem marad a nyugdíjas munkavállalónál?
2025. 04. 07. 02:00
Megosztás:

Megvan a magas vérnyomás ellenszere! – Tudományos áttörések a hipertónia kezelésében

A magas vérnyomás, orvosi nevén hipertónia, az egyik leggyakoribb és legtöbb halálesetet okozó krónikus betegség világszerte. Gyakran sokáig tünetmentes, ezért is nevezik „csendes gyilkosnak”. A szív- és érrendszeri betegségek jelentős része – így a stroke, szívinfarktus és a szívelégtelenség – a kezeletlen hipertóniához vezethető vissza.
2025. 04. 07. 01:00
Megosztás:

Nyugdíjrögzítés - miért jó, és ki élhet vele?

A nyugdíjrögzítés, azaz a nyugdíj folyósítás nélküli megállapítása nagyon hasznos lehetőség a lehető legmagasabb összegű nyugdíj elérése érdekében - olvashatjuk az ado.hu blogbejegyzésében.
2025. 04. 07. 00:01
Megosztás:

10 dollárból 1 milliót? Dogecoin-milliomos most mindent erre a 3 robbanásveszélyes mémcoinra tesz június előtt!

Egy befektető, aki szerény kezdeti tőkéjéből millió dolláros vagyont épített a Dogecoin segítségével, most mindent feltesz három új mémcoinra, amelyek várhatóan kilőnek június előtt. Ezek a feltörekvő tokenek az egekbe szökhetnek értékükben. Fedezze fel, mi áll e merész lépés mögött, és mely coinok készülnek a következő nagy robbanásra.
2025. 04. 06. 23:00
Megosztás:

Marine Le Pen boszorkányüldözésnek nevezte az ellene hozott bírósági ítéletet

Politikai döntésnek és boszorkányüldözésnek nevezte Marine Le Pen, a francia Nemzeti Tömörülés (RN) vezetője az őt és pártját közpénzek hűtlen kezeléséért elmarasztaló elsőfokú bírósági ítéletet vasárnap a párizsi Invalidusok dómja előtt tartott támogató nagygyűlésen.
2025. 04. 06. 22:00
Megosztás:

Országos főállatorvos: az állategészségügyi előírásokat mindenkinek szigorúan be kell tartania

Mindenkinek be kell tartania az állategészségügyi előírásokat, mert csak így fékezhető meg a ragadós száj- és körömfájás vírus - írta az országos főállatorvos az Agrárminisztérium sajtóirodája által az MTI-hez vasárnap eljuttatott közleményben.
2025. 04. 06. 21:00
Megosztás:

A jövő hét közepéig maradnak a fagyos hajnalok

A jövő hét közepéig maradnak a fagyos hajnalok az ország egy részén, majd a hét második felében erősödik a nappali felmelegedés és a hét végén ismét 20 Celsius-fok közelében várhatók a maximumok. A napos-felhős időben többfelé kell záporra, olykor hózáporra készülni, és a szél is gyakran lesz erős - derül ki a HungaroMet Zrt. előrejelzéséből, amelyet vasárnap juttattak el az MTI-hez.
2025. 04. 06. 20:00
Megosztás:

Indul a fogyasztóvédelmi konzultáció

Újabb kérdésben számít a kormány a magyar emberek véleményére, indul a fogyasztóvédelmi konzultáció - jelentette be Nyitrai Zsolt, a miniszterelnök főtanácsadója vasárnap a Facebook-oldalára feltöltött videóban.
2025. 04. 06. 18:00
Megosztás:

Hétfő hajnalban csaknem mindenütt fagyra kell számítani

Hétfő hajnalban csaknem mindenütt fagyra kell készülni - hívta fel a figyelmet a HungaroMet Zrt. a Facebook-oldalán vasárnap.
2025. 04. 06. 17:00
Megosztás:

Donald Trump meghosszabbította a TikTok amerikai működését

Donald Trump meghosszabbította a TikTok kínai tulajdonú videómegosztó amerikai működését annak érdekében, hogy véglegesítsék a tulajdoni szerkezet átalakításáról szóló megállapodást. Az amerikai elnök pénteken közölte a döntését.
2025. 04. 06. 16:00
Megosztás:

Brit miniszterelnök: a világ az eddig ismert formájában megszűnt

Keir Starmer brit miniszterelnök szerint a világ az eddig ismert formájában megszűnt, először védelmi és nemzetbiztonsági, majd világgazdasági és kereskedelmi értelemben egyaránt.
2025. 04. 06. 15:00
Megosztás:

Kiderült, hogy mik a teraszfedés legnagyobb buktatói

A terasztető kiválasztásánál a legfontosabb szempont a helyszíni adottságok figyelembevétele - hívta fel a figyelmet Tuza István, a Terasztető Mester tulajdonosa.
2025. 04. 06. 14:00
Megosztás:

Mit vehetünk 5 forintért?

Április 11-én, a költészet napján, a Balatonnál és Budapesten is különleges akcióval tisztelegnek a magyar líra előtt. A Balatoni Turizmus Szövetség kezdeményezésére két cukrászdában is lehet majd fizetni versekkel!
2025. 04. 06. 13:00
Megosztás:

Hitelmoratóriummal is segíti a kormány a ragadós száj- és körömfájás sújtotta gazdálkodókat

Újabb segítségről döntött a kormány a rendkívül gyorsan terjedő ragadós száj- és körömfájás sújtotta gazdálkodók számára. Így az érintettek pénzügyi helyzetük stabilizálása érdekében hitelszerződéseik után átmeneti időre élhetnek a fizetési moratórium lehetőségével - közölte a tárca vasárnap az MTI-vel.
2025. 04. 06. 12:15
Megosztás:

Közeleg a gépjárműadó befizetésének határideje

Már több mint 1,1 millióan befizették a gépjárműadót, amelynek határideje április 15-e - közölte a Nemzeti Adó- és Vámhivatal (NAV) vasárnap az MTI-vel.
2025. 04. 06. 11:00
Megosztás:

A Magyar Honvédség segít a ragadós száj- és körömfájás betegség elhárításában

A Magyar Honvédség segít a ragadós száj- és körömfájás betegség elhárításában - mondta Szalay-Bobrovniczky Kristóf honvédelmi miniszter szombat délután az M1-es autópálya hegyeshalmi határátkelőjénél tartott sajtótájékoztatóján.
2025. 04. 06. 10:00
Megosztás:

Újabb digitalizáció az egészségügy területén

Az új fejlesztésnek köszönhetően, elektronikus rendszer váltja fel a papíralapú TB-kiskönyvet, amelybe a munkáltatók rögzítették a munkavállalók társadalombiztosítási jogviszonyára és egészségbiztosítási ellátásaira vonatkozó adatokat. A benne szereplő információk az államigazgatásban – az időközben bevezetett digitális nyilvántartásokban – foglalkoztatói adatszolgáltatás útján rendelkezésre állnak, ezért a nyomtatvány megszüntethető.
2025. 04. 06. 09:00
Megosztás:

Még két hétig lehet jelentkezni a Nemzeti Kibervédelmi Intézet hackerversenyére

Április 20-án éjfélig lehet jelentkezni a Nemzetbiztonsági Szakszolgálat Nemzeti Kibervédelmi Intézetének hackerversenyére.
2025. 04. 06. 08:00
Megosztás:

A Dachser globális logisztikai vállalat növekvő éves bevételről számolt be

A globális logisztikai szolgáltató, a Dachser jelentősen növekedett 2024-ben, az értékesítés 13 százalékos emelkedése révén a bevétel 8,027 milliárd eurót ért el - tájékoztatta a cég az MTI-t csütörtökön.
2025. 04. 06. 06:00
Megosztás:

Mávinform: módosul a menetrend az észak-balatoni vonalon

Módosul a vasúti menetrend az észak-balatoni vonalon április 7. és 10. között, mert Szabadbattyán és Balatonfüred között előre tervezett pálya- és felsővezeték-karbantartási munkálatokat végeznek a nyári szezonra készülve - közölte a Mávinform szombaton az MTI-vel.
2025. 04. 06. 05:00
Megosztás: