Flight Dynamics and Control

Abstract

Το βιβλιο απευθύνεται καταρχήν σε σπουδαστές των κύκλων Αεροναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών των Πολυτεχνικών Σχολών της χώρας, καθώς και σε όλους εκείνους τους μηχανικούς, τεχνικούς ή/και ιπτάμενους, οι οποίοι ενδιαφέρονται να αποκτήσουν στέρεες επιστημονικές βάσεις στο αντικείμενο της Δυναμικής και Ελέγχου Πτήσης.<br/><br/>To βιβλίο αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο είναι δυνατό ένα αεροσκάφος να αποκτήσει ικανοποιητικά χαρακτηριστικά πτήσης και ευκολίας χειρισμού (flying and handling qualities). Για το λόγο αυτό ιδιαίτερη μνεία δίνεται στα δυναμικά χαρακτηριστικά και στα χαρακτηριστικά ευστάθειας και ελέγχου τα οποία αποτελούν και τη βάση για την ανωτέρω ανάλυση. Το βιβλίο πραγματεύεται τρία βασικά ερωτήματα:<br/><br/>1) Τη διαμόρφωση των χαρακτηριστικών ευστάθειας και ελέγχου του αεροσκάφους και πως αυτά επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά πτήσης.<br/>2) Τα αποδεκτά χαρακτηριστικά πτήσης, τον τρόπο που ορίζονται, ερμηνεύονται και εφαρμόζονται οι ανάλογες απαιτήσεις μέσω των κανονισμών και τον τρόπο που αυτές οι απαιτήσεις ορίζουν το φάκελο πτήσης.<br/>3) Τον τρόπο που είναι δυνατό να βελτιωθούν τα μη αποδεκτά χαρακτηριστικά πτήσης.<br/><br/>Το βιβλίο αρχικά περιέχει τη θεωρία της δυναμικής συμπεριφοράς του αεροσκάφους. Αυτή περιλαμβάνει την ανάπτυξη και την επίλυση των πλήρων εξισώσεων κίνησης, την απλοποιημένη τους μορφή για διαμήκη και εγκάρσια δυναμική και τη μελέτη της απόκρισης του αεροσκάφους στα πηδάλια ελέγχου με τον καθορισμό των συναρτήσεων μεταφοράς. <br/>Στη συνέχεια αναλύσεται ο τρόπος με τον οποίο ο πιλότος χειρίζεται το αεροσκάφος όσο ο τρόπος με τον οποίο ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται την πτήση. Τέλος, αναλύονται οι βασικοί τρόποι ελέγχου με ανάδραση (“αυτόματοι πιλότοι”) καθώς και γενικότεροι τρόποι βελτιστοποίησης των χαρακτηριστικών πτήσης.<br/>Το βιβλίο ειπλέον περιλιλαμβάνει εφαρμογές με δυναμικά δεδομένα μιας ποικιλίας αεροσκαφών, καθώς και μία σύντομη επισκόπηση των βασικών υποσυστημάτων του αεροσκάφους (οργανα,ελεγκτές,επενεργητές) που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της πτήσης.

The book is primarily addressed to students of the Aeronautical Mechanical Engineering courses of the Polytechnic Schools of the country, as well as to all those engineers, technicians and/or pilots, who are interested in acquiring a solid scientific basis in the subject of Flight Dynamics and Control. The book refers to the way in which it is possible for an aircraft to obtain satisfactory flying and handling qualities. For this reason special mention is given to the dynamic characteristics and to the stability and control characteristics which form the basis for the above analysis. The book addresses three main questions: 1) The configuration of the stability and control characteristics of the aircraft and how these affect the flight characteristics.<br/>2) The acceptable flight characteristics, the way the corresponding requirements are defined, interpreted and applied through the regulations and the way these requirements define the flight envelope.<br/>3) How unacceptable flight characteristics can be improved. The book initially contains the theory of the dynamic behavior of the aircraft. This includes developing and solving the full equations of motion, their simplified form for longitudinal and transverse dynamics, and studying the response of the aircraft to control rudders by defining the transfer functions. <br/>The way in which the pilot operates the aircraft is then analyzed as much as the way in which the human perceives the flight. The book further includes dynamic data applications of a variety of aircraft, as well as a brief overview of the main aircraft subsystems (instruments, controllers, actuators) used to control flight.