Diese Forschungsarbeit betrachtet einen Ansatz für die konzeptionelle Voranalyse der Stabilität und Steuerbarkeit von mehrstufigen Raumtransportsystemen (RTS) mit Rücksicht auf die Strukturdynamik schon während der Vorentwurfsphase. Die Entwicklung von einem modularen parametrischen aerodynamischen und strukturdynamischen Modell eines Raumtransportsystems in seiner Eigenschaft als ein Steuerungsobjekt wird in einem Iterationsverfahren durchgeführt. Die erste Näherung für die Verteilung von Material und von Massen basiert auf statistischen Methoden, welche semi-analytische Modelle verwenden. Nach den ersten Festigkeitsanalysen kann die genauere Massenverteilung berechnet werden. Die Modalanalyse erlaubt es, die nur für das Steuerungssystem relevanten niedrigsten Eigenmoden der elastischen Konstruktion weiter zu berücksichtigen und die höheren Eigenmoden zu vernachlässigen. In der nachfolgenden Analyse der Stabilität und Steuerbarkeit im geschlossenen Regelkreis ,Aeroelastisches Objekt - Steuerungssystem werden die wichtigsten Parameter des Steuerungssystems, wie z.B. die Verstärkungszahlen und Filterkonstanten, ausgewählt. Der Vorentwurf des Steuerungssystems betrachtet sowohl Flugbahnsteuerung als auch Trimmung und Stabilisierung. Die zahlreichen Aspekte der Anwendbarkeit und Adäquatheit des Modells sowie auch die potenzielle Weiterentwicklung von einigen Modell-Komponenten wurden betrachtet. Die erzielten Resultate werden abschließend in Bezug auf Stabilität, Steuerbarkeit und Robustheit analysiert.

    This research report considers an approach for the conceptual pre-analysis of stability : controllability of the multi-stage space transpOltation systems (STS). The structure dynamics is taken into account already during the preliminary design phase. The development of the modular parametrical aerodynamic model and of the structure dynamics mode the space transportation system as an aeroelastic control object will be iteratively processed. The first approximation for the material and mass distribution is based on statistics methods which use semi-analytical models. After the first stress analysis a more preload mass distribution can be obtained. The modal analysis allows consideration of only relevant for the control system eigenvibrations of the elastic structure neglecting higher eigenvibrations. The main parameters of control systems such as gain and filter constant will be defined in the following stability and controllability analysis processed in the do loop aeroelastic object - control system. The preliminary design of the control system will consider flight path control as weIl as the trim and stabilization task. The variated aspects of the model applicability, its adequacy and the possible further development some model components will also be discussed. Finally, the achieved results are evaluated with regard to stability, controllability and robustness.


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    Titel :

    Analyse der Stabilität und Steuerbarkeit von elastischen, mehrstufigen Raumtransportsystemen in der Vorentwurfsphase


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    155 Seiten, Bilder, Tabellen, 58 Quellen


    Anmerkungen:

    S. Anh.)



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch