| Περίληψη: | Ο προσδιορισμός σημείου κρούσης στα αεροσκάφη είναι ιδιαίτερης σημασίας για την ασφαλή λειτουργία τους. Η παρούσα μελέτη αντιμετωπίζει τον επακριβή προσδιορισμό σημείου κρούσης σε ένα υπό κλίμακα πτερύγιο (σταθεροποιητή) αεροσκάφους μέσω ανάλυσης ταλαντωτικών σημάτων. Καθώς τα ταλαντωτικά σήματα καταγράφονται από σταθερό σημείο στην κατασκευή αυτό που αλλάζει είναι η πορεία καταγραφής τους για τα διάφορα σημεία κρούσης διαφοροποιώντας την συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος. Η κεντρική ιδέα της αναπτυσσόμενης μεθοδολογίας βασίζεται στο ότι διαφορετικά σημεία κρούσης αντιστοιχούν και σε διαφοροποιημένα δυναμικά χαρακτηριστικά του πτερυγίου. Προτείνεται μια μέθοδος δεδομένων αναφοράς που κάνει χρήση καινοτόμων συναρτησιακών μοντέλων, η FMBM. Τα συναρτησιακά μοντέλα αναπαριστούν τα δυναμικά χαρακτηριστικά της κατασκευής υπό τα διάφορα σημεία κρούσης και οι παράμετροι τους αποτελούν συνάρτηση των συντεταγμένων κρούσης κάθε σημείου. Τα ταλαντωτικά σήματα προκύπτουν από πειράματα που διεξάγονται στο πτερύγιο μέσω μορφικού σφυριού, κάτω από σταθερές συνθήκες. Το μορφικό σφυρί εισάγει στο πρόβλημα αβεβαιότητα καθιστώντας πρόκληση την αντιμετώπιση του. Χρησιμοποιείται ένα μόνο αισθητήριο (επιταχυνσιόμετρο) και χαμηλό συχνοτικό εύρος, περιορισμοί που ανταποκρίνονται σε λειτουργικές συνθήκες ενός αεροσκάφους. Το συναρτησιακό μοντέλο που επιλέγεται για την μοντελοποίηση του πτερυγίου, υπό τις διάφορες κρούσεις, είναι το διανυσματικό μοντέλο VFP-AR. Η μέθοδος χωρίζεται σε δύο φάσεις. τη φάση εκπαίδευσης και τη φάση εκτίμησης σημείου κρούσης. Αντιστοίχως πραγματοποιούνται δύο κατηγορίες πειραμάτων. μία για την εκπαίδευση της μεθόδου, με ένα μόνο πείραμα σε κάθε σημείο κρούσης, και μία για την φάση εκτίμησης. Τα άγνωστα σημεία κρούσης προσδιορίζονται μέσω εκτίμησης των συντεταγμένων τους και από τα αποτελέσματα αξιολογείται η απόδοση της μεθόδου. Προκύπτει πως η μέθοδος των συναρτησιακών μοντέλων (FMBM) πετυχαίνει επαρκώς τον προσδιορισμό σημείου κρούσης στο πτερύγιο, με τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και υπό τους προαναφερόμενους περιορισμούς. Για την πληρέστερη αξιολόγηση της πραγματοποιείται σύγκριση της μεθόδου με άλλες έρευνες της βιβλιογραφίας που στηρίζονται και αυτές σε data-based μοντέλα. Επιτυγχάνεται ο επακριβής προσδιορισμός σημείου κρούσης με μικρό ποσοστό μέσου σφάλματος ως προς την εξεταζόμενη επιφάνεια, μόλις 5%, σε μια μεγάλη περιοχή μελέτης, με αξιοσημείωτα μικρό όγκο σημάτων μάθησης (110 σήματα) και ένα αισθητήριο έναντι μεθόδων νευρωνικών δικτύων και μεθόδων δεδομένων αναφοράς που χρησιμοποιούν πολλαπλά αισθητήρια σε πολύ μικρότερες περιοχές μελέτης. Κατά αναλογία της εξεταζόμενης επιφάνειας τους παρατηρείται πως η κάθε προς σύγκριση εργασία απαιτεί πολύ μεγαλύτερο όγκο δεδομένων μάθησης (>350) ακόμα και για μεγαλύτερα ποσοστά σφαλμάτων. Έτσι η μέθοδος FMBM καθίσταται πολύ αποδοτική και συμπεραίνεται η υπεροχή της ως προς τις μεθόδους της κατηγορίας της ενώ είναι δυνατή η εξέλιξη για την εφαρμογή της σε εν λειτουργία πτερύγιο.
|
|---|
