Flugregelung

Das Buch stellt die Grundlagen für den Entwurf und die Beurteilung von Flugregelungssystemen bereit. Die Bewegung des Flugzeugs in gestörter Atmosphäre wird modelliert und bezüglich Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit analysiert. Mess- und Stellsysteme werden behandelt, soweit für den funktionalen Flugreglerentwurf nötig. Entsprechend den Aufgabenstellungen und Anforderungen an Flugregler werden die Reglerstrukturen aus der Flugphysik hergeleitet. Eine ordnende Systematik macht das Flugzeugverhalten und die Wirkung der Regelungssysteme durchschaubar. Die Autoren haben bei der völligen Neubearbeitung die Struktur des Standardwerks beibehalten, aber auch neue Gesichtspunkte des Fachgebiets, neue Entwicklungen, Verfahren und Vorgehensweisen aufgenommen. Der Leser wird von einfachen Strukturen für Dämpfer, Autostabilisatoren und Lageregler zu komplexen Gesamtsystemen (rechnergestützte Flugsteuerung, Autopilot, Flugmanagementsystem) geführt.

Das Buch stellt die notwendigen Grundlagen für den Vorentwurf von Flugregelungssystemen bereit. Das mathematische Modell der Flugzeugbewegung in gestörter Atmosphäre wird hergeleitet und bezüglich Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit diskutiert. Meß- und Stellsysteme und ihre Modellierung werden behandelt, soweit für den Flugreglerentwurf nötig. Die Reglerarchitekturen zur Erfüllung der Aufgabenstellungen aus Flugmechanik und Flugführung werden aus der Flugphysik entwickelt. Das Flugzeugverhalten und die Wirkung der Regelungssysteme werden durch ordnende Systematik durchschaubar gemacht. Zum Verständnis der Systemstruktur werden weitgehend Signalflußdiagramme eingesetzt, als Bindeglied zwischen Zustandsgleichungen und Übertragungsfunktionen.

Autorentext

Professor Dr.-Ing. Rudolf Brockhaus studierte Elektrotechnik mit der Fachrichtung Regelungstechnik an der TH Darmstadt und der TU Berlin. Nach dem Diplom 1959 arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Institut für Flugführung der Forschungsanstalt für Luftfahrt in Braunschweig und promovierte an der TU Braunschweig auf dem Gebiet der Mehrgrößenregelung von Flugzeugen. Von 1968 bis 1994 lehrte er an der TU Braunschweig Regelungstechnik und Flugregelung. Kurz vor seiner Pensionierung veröffentlichte er die erste Auflage der Flugregelung.

Professor Dr.-Ing. Wolfgang Alles studierte Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Luftfahrttechnik an der TU Braunschweig. Dort promovierte er mit einem Thema zur rechnergestützten Flugsteuerung. Die Schwerpunkte seiner Tätigkeit bei der Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH und Dornier Luftfahrt GmbH lagen in den Bereichen Flugdynamik und Flugregelung. Von 1997 bis 2009 war er Inhaber des Lehrstuhls für Flugdynamik an der RWTH Aachen mit einem Forschungsschwerpunkt im Bereich der Automatisierung unbemannter Fluggeräte.

Professor Dr.-Ing. Robert Luckner studierte Maschinenbau mit der Vertiefung Luftfahrttechnik an der TU Braunschweig und promovierte dort während seiner Tätigkeit als Wissenschaftlicher Assistent am Institut für Flugmechanik. Für Airbus (früher MBB) arbeitete er in den Bereichen Flugdynamik, Flugsimulation und Flugregelung. Seit 2004 leitet er das Fachgebiet Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität an der TU Berlin mit Forschungsschwerpunkten in der Automatisierung bemannter und unbemannter Flugzeuge sowie der Flugsimulation.

Zusammenfassung
Das Buch liefert die Grundlagen für den Vorentwurf von Flugregelungssystemen. Der systematische Aufbau führt Leser von einfachen Strukturen für Dämpfer, Autostabilisatoren und Lageregler hin zu komplexen Gesamtsystemen (Automatic Flight Control System).

Inhalt

Einführung.- Definition der Bewegungsgrößen.- Äußere Kräfte und Momente.- Wind und Turbulenz.- Nichtlineare Bewegungsgleichungen.- Verhalten des Flugzeugs als Punktmasse.- Linearisierte Zustandsgleichungen.- Analyse des dynamischen Flugzeugverhaltens.- Meßverfahren und Sensoren.- Flugzeugsteuerungen.- Regelungsaufgaben und Auslegungsziele.- Regler zur Modifikation der Prozeßdynamik.- Reglerstrukturen zur Prozeßführung.- Verbesserung der Flugeigenschaften.- Erweiterung der Einsatzgrenzen.- Stabilisierung der Flugbahn.- Führung auf wechselnden Flugbahnen.- Manuelle Führung mit Reglerunterstützung.- Regelungssysteme für Kampfflugzeuge.- A-320-Regelungssystem.- Entwicklungsprozeß für Flugregelungssysteme.- Anhang.- Sachverzeichnis..