Συστήματα ελέγχου αεροσκάφους

Abstract

Τα συστήματα ελέγχου ενός αεροσκάφους, είτε αυτά είναι συμβατικά είτε αυτόματα, αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του σχεδιασμού του. Καθένας και καθεμία που ασχολείται με τον σχεδιασμό ή τη συντήρηση αεροσκαφών οφείλει να διαθέτει μια, έστω και βασική, γνώση της λειτουργίας των συστημάτων αυτών. Ο σκοπός του συγγράμματος «Συστήματα Ελέγχου Αεροσκαφών» είναι η μετάδοση αυτής της γνώσης με τρόπο περιεκτικό και κατανοητό. Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια ανασκόπηση των βασικών αρχών της αεροδυναμικής απαραίτητων για την πλήρη κατανόηση των μηχανισμών λειτουργίας των συστημάτων ελέγχου. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι συμβατικοί τρόποι ελέγχου του αεροσκάφους μέσω της μετακίνησης των κατάλληλων επιφανειών. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται διεξοδικά η στατική διαμήκης και εγκάρσια-πορειακή ευστάθεια και οι παράγοντες που την καθορίζουν. Στο τέταρτο κεφάλαιο ορίζονται οι εξισώσεις, γραμμικές και μη γραμμικές, της κίνησης του αεροσκάφους. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μοντελοποίηση της κίνησης μέσω των συναρτήσεων μεταφοράς του αεροσκάφους μαζί με τα χαρακτηριστικά της δυναμικής ευστάθειας. Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφεται επιγραμματικά η έννοια των πτητικών ικανοτήτων. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια ανακεφαλαίωση βασικών εννοιών της κλασικής θεωρίας του αυτόματου ελέγχου με έμφαση στη μέθοδο του γεωμετρικού τόπου ριζών. Στο όγδοο κεφάλαιο δίνονται παραδείγματα προσθήκης τεχνητής ευστάθειας για τη βελτίωση των πτητικών ικανοτήτων. Στο ένατο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος σχεδιασμού απλών αυτόματων πιλότων, ενώ περιγράφονται και οι βασικές αρχές λειτουργίας του συστήματος ILS. Στο δέκατο κεφάλαιο αναλύονται οι βασικές έννοιες της μοντελοποίησης στον χώρο κατάστασης. Στο ενδέκατο και τελευταίο κεφάλαιο οι έννοιες αυτές εφαρμόζονται στη μοντελοποίηση της κίνησης αεροσκάφους και στον σχεδιασμό συστημάτων αυτόματου ελέγχου του.

Aircraft control systems, whether conventional or automatic, are an integral part of aircraft design. Everyone involved in aircraft design or maintenance must have at least a basic understanding of how these systems work. The purpose of the textbook "Aircraft Control Systems" is to convey this knowledge in a comprehensive and understandable manner. The first chapter provides an overview of the basic principles of aerodynamics necessary for a complete understanding of the operating mechanisms of control systems. The second chapter presents the conventional methods of aircraft control through the movement of appropriate surfaces. The third chapter thoroughly analyzes static longitudinal and lateral-directional stability and the factors that determine it. The fourth chapter defines the linear and non-linear equations of aircraft motion. The fifth chapter presents the modeling of motion through aircraft transfer functions together with the characteristics of dynamic stability. The sixth chapter briefly describes the concept of flight performance. The seventh chapter presents a summary of the basic concepts of classical automatic control theory with an emphasis on the root locus method. The eighth chapter provides examples of adding artificial stability to improve flight performance. The ninth chapter presents the design of simple automatic pilots and describes the basic principles of the ILS system. The tenth chapter analyzes the basic concepts of state space modeling. The eleventh and final chapter applies these concepts to aircraft motion modeling and the design of automatic control systems.