Hubschrauber-Flugmechanik und -Flugregelung
Helicopter Dynamics and Flight Control

Modul MW1402

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Hubschraubertechnologie (Prof. Hajek) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW1402 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
90 h 30 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Teil 1: Hubschrauber-Flugmechanik Erarbeitung eines flugmechanischen Modells des Hubschraubers als Voraussetzung für Flugeigenschaftsuntersuchungen und Auslegung eines Flugreglers - Einleitung: Grundsätzliche Unterschiede zwischen Starrflüglern und Drehflüglern - Aerodynamik des Rotors im Schwebeflug, Steigflug und Sinkflug - Rotordynamik: Schlag- und Schwenkbewegung der Rotorblätter - Rotorkräfte im Vorwärtsflug - Trimmzustände - Bewegungsgleichungen des Hubschraubers - Eigenbewegungsformen und Stabilität - Dynamische Kopplungen zwischen Zelle und Rotor Teil 2: Hubschrauber-Flugregelung Entwurf und Auslegung eines Flugreglers, ausgehend von dem Modell der Regelstrecke und den Flugeigenschaftsforderungen an den Hubschrauber - Funktionelle Forderungen - Regelgesetze zur Verbesserung von Stabilität und Steuerbarkeit - Operationelle Forderungen - Aufbau des Flugregelungssystems

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls ist der Stundent in der Lage, die am Hubschrauber wirkenden Kräfte und Momente mathematisch zu beschreiben, die die Flugeigenschaften, also die Stabilität, die Steuerbarkeit und das Störverhalten des Hubschraubers, bestimmen. Die Kenntnis der Regelstrecke und das Verständnis für die Funktion der Regelstrecke sind Voraussetzungen für die Auslegung eines Reglers, dessen Aufgabe es ist, die Flugeigenschaften zu verbessern. Die durch das Modul erworbenen Kenntnisse auf dem Gebiet Hubschrauber- Dynamik, -Steuerung und -Regelung bilden eine Grundlage für das weitere Studium der Hubschraubertechnik.

Voraussetzungen

Grundlagen der Regelungstechnik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Hubschrauber-Flugmechanik und -Flugregelung Mittwoch, 14:00–15:30

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag und Vorlesungsskript

Medienformen

Vortrag, Präsentation, Tablet-PC mit Beamer, Online-Lehrmaterialien

Literatur

A. R. S. Bramwell: Helicopter Dynamic, R. W. Prouty: Helicopter Aerodynamics, W. Bittner: Flugmechanik der Hubschrauber

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfungsleistung wird in Form einer mündlichen Prüfung erbracht. Dabei beantworten zwei Prüflinge innerhalb von 30 Minuten Verständnisfragen zu dem im Modul vermittelten Stoff. Geprüft werden die Grundlagen der in der Lehrveranstaltung behandelten mathematischen Modelle zur Beschreibung der Flugmechanik sowie die daraus ableitbaren Zusammenhänge zwischen Steuereingaben und Flugverhalten des Hubschraubers. Darüber hinausgehend demonstrieren die Studierenden Ihre Kenntnis von gängigen Regelstrategien zur Stabilisierung und zum Entwurf von Autopilotensystemen für Hubschrauber.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.