Abstrakti
Tämä väitöskirja keskittyy miehittämättömien lentolaitteiden lennon tutkimukseen. Käsiteltäviä aihealueita ovat aerodynamiikka, lentomekaniikka, lennonohjaus ja hakeutuminen. Lisäksi tarkasteltaan optimointia mm. lentolaitteen ilmanvastuksen minimoinnin yhteydessä.
Aerodynamiikan osa-alueella opinnäytteessä ehdotetaan Newtonin virtausteoriaan muutosta siten, että se ottaisi huomioon tiivistysaaltojen vaikutuksen virtauskentässä. Klassinen Newtonin teoria on käytännössä käytettävissä vain erittäin suurilla, hypersoonisilla nopeuksilla. Ehdotettu modifikaatio laajentaa menetelmän käytettävyyttä pienille ylisoonisille Machin luvuille asti. Kehitettyä menetelmää käytetään tässä työssä mm. runkomaisen geometrian painevastuksen minimoinnissa.
Toisessa väitöksen osa-alueessa tarkastellaan luodin lentomekaniikka ja aerodynamiikkaa suurilla kohtauskulmilla. Tavoitteena on löytää mekanismeja, joilla nopeasti pyörivä luoti saadaan lennon loppuvaiheen alisoonisella alueella pysyvästi epästabiiliksi. Erityisesti nk. Magnus-ilmiön hyödyntämistä tutkitaan työssä numeerisin virtaussimuloinnein ja ratalaskuin. Esimerkiksi ylöspäin ammutun luodin iskeytymisnopeus olisi epästabiilin loppulennon tapauksessa pienehkö ja vastaavasti mahdollisen osuman aiheuttamat haitat vähäisiä.
Kolmantena osa-alueena tutkitaan lentolaitteen lennon vakavoittamista älykkään rakenteen avulla. Työn tuloksena ehdotetaan siipien kiinnitykseen joustavaa mekanismia, joka vaimentaa lentolaitteen lennon aikaisia heilahteluja. Sopivasti viivästettynä mekanismi myös palauttaa ohjaamattoman lentolaitteen halutulle, alkuperäiselle lentoradalle.
Neljäntenä osa-alueena työssä tarkastellaan adjoint-mallin (liittomallin) käyttöä ohjuksen maaliin hakeutumisessa. Tarkastelussa muodostetaan lineaarinen malli (Hamiltonian) hakeutumissilmukasta, jolloin laaditun yhtälöryhmän liittomalli tarjoaa mahdollisuuden integroida käänteisesti tarkastellun systeemin herkkyyksiä. Yhdellä tietokoneajolla voidaan tällöin korvata huomattava määrä ajan suhteen tehtyjä tarkasteluja. Menetelmää käytetään työssä arvioitaessa lentokoneelle sopivaa, lähes optimaalista tapaa liikehtiä ohjusta väistettäessä.
Viidentenä aihepiirinä työssä on ilmakehän häiriöiden vaikutus lentolaitteen asentoheilahteluun ja tätä kautta hetkelliseen tutkapoikkipinta-alaan ja kohteen tunnistettavuuteen.
Julkaisun otsikon käännös | Miehittämättömien lentolaitteiden lennon tarkastelua |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-6731-5 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-6732-2 |
Tila | Julkaistu - 2016 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- lentomekaniikka
- aerodynamiikka