Professor Naira Hovakimyan uit Illinois staat klaar om deel te nemen aan een ongekende derde ronde van vliegtesten met behulp van haar L1-adaptieve controlesysteem.

Hovakimyan's L1 adaptieve controle is een nieuwe theorie die zij en haar onderzoeksteam sinds 2005 hebben ontwikkeld voor het ontwerp van robuuste adaptieve controlearchitecturen met behulp van snelle aanpassingsschema's. Het doel van het baanbrekende L1-systeem is om de prestaties en manoeuvreerbaarheid van het vliegtuig te behouden, zelfs bij ernstige storingen, wat uiteindelijk de veiligheid van het vliegtuig verhoogt, weerstand tegen kritieke storingen, en bedieningsgemak voor menselijke piloten, evenals automatische piloten, onder extreme omstandigheden.

Vluchtcontrolesystemen in de vliegtuigen van vandaag zijn decennialang getest en gerijpt en worden vanwege hun redundantie als uiterst veilig beschouwd. Ondanks hun veiligheid, echter, er is nog steeds grote behoefte aan nieuwe technologieën die meer ongevallen kunnen voorkomen. Hovakimyan en haar regeltechnici, afgestudeerde studenten Javier Puig-Navarro en Kasey Ackerman, zei dat het doel is voor vliegtuigfabrikanten om besturingsarchitecturen te onderzoeken die vliegtuigongevallen in de meest extreme situaties kunnen voorkomen. Deze derde testronde duwt de L1-technologie steeds dichter bij commercialisering.

begin 2015 het team begon met testen op Edwards Air Force Base in Californië. Gevlogen door studenten van de Air Force Test Pilot School (TPS), voor het eerst met een bemand vliegtuig zijn vliegtests succesvol afgerond, een Learjet 25 uitgerust met een variabel stabiliteitssysteem. Een jaar later, tests werden uitgevoerd op een VISTA-F16, een jachtvliegtuig met snellere en meer uitdagende dynamiek. Tijdens deze vliegtesten, kunstmatige mislukkingen werden geïnjecteerd met en zonder L1 om de werkzaamheid ervan te evalueren. Op beide vliegtuigen toen L1 verloofd was, gewenste handling- en vliegkwaliteiten werden consistent hersteld in alle storingsconfiguraties - wat bewijst dat de L1-besturingsarchitectuur voorspelbaar is, betrouwbaar, herhaalbaar, en veilig, een opmerkelijke prestatie voor een vluchtcontrolesysteem.

Begin maart, L1 zal geavanceerdere tests ondergaan in een project genaamd Advanced L1 Airborne Superiority (ALIAS). Vliegtests zullen plaatsvinden op Edwards Air Force Base en worden uitgevoerd door studenten van TPS en Illinois die met een Learjet 25 vliegen. Herstel van strikte militaire eisen met betrekking tot veiligheid en prestaties van vluchtcontrolesystemen in het geval van storingen zal de primaire focus zijn. Ground checks en simulatie repetities zijn gepland voor de eerste week van maart, met bemande tests die plaatsvinden in de tweede en derde week van maart.

"We hebben veel verbeterd ten opzichte van eerdere vluchten met de Learjet, "Zei Puig-Navarro. "Eén ding waar we aan hebben gewerkt, is het gebruik van L1 om de laterale en directionele dynamiek van het vliegtuig verder te ontkoppelen."

Koppeling vindt plaats, bijvoorbeeld, wanneer een piloot een pedaalcommando invoert om een ​​verandering in de koershoek teweeg te brengen (horizontale beweging van de neus) en tegelijkertijd een rol ervaart (beweging van de vleugels). Vaak, deze beweging is ongevraagd, en door de piloot als ongewenst ervaren. Hovakimyan en haar team hebben gewerkt om L1 te combineren met traditionele ontkoppelingsmechanismen, zodat piloten dat effect niet meer hoeven te compenseren, hun werk veiliger en gemakkelijker te maken.

"L1 adaptieve besturing heeft enkele van de belangrijkste beperkingen van conventionele adaptieve besturingssystemen overwonnen, door voorspelbare robuustheidsgaranties te bieden in de aanwezigheid van een grote klasse van onzekerheden. De functies zijn gevalideerd in een verscheidenheid aan toepassingen en uitdagende vliegtests, wat leidt tot commercialiseringsmogelijkheden in een aantal sectoren. De vliegtesten bij Edwards AFB gaven ons de gelegenheid om de eerste bemande vlucht in zijn soort te demonstreren met een adaptieve controller aan boord. Het is prijzenswaardig dat de hele software is geschreven en ontwikkeld door mijn studenten in Illinois, ' zei Hovakimyan.

Naast de ontkoppelingsmogelijkheden van het systeem, ALIAS zal aantonen dat het voldoet aan de militaire specificaties van niveau 1 - de strengste vereisten voor een vluchtcontrolesysteem van dit type - evenals feedback en suggesties van piloten.

L1 heeft het potentieel om de veiligheid van vliegtuigen te revolutioneren door de kans op fouten van de piloot tijdens manoeuvres met hoge werklast aanzienlijk te verminderen. Echter, de effecten ervan overstijgen de dynamiek van de vlucht. De toepassingen zijn divers, en de technologie heeft belangstelling gekregen van verschillende industrieën.

"We hebben bewezen dat L1 wiskundig werkt en we laten zien dat het ook werkt in de toepassing, "zei Puig-Navarro. "Zijn grootste bijdrage aan de samenleving en de wereld van techniek is ervoor te zorgen dat tijdkritische systemen zoals die in vliegtuigen prestatie- en robuustheidsgaranties hebben."