Helikopterler çok gelişmiş ve karmaşık kontrollere sahiptir. Bu, pilot ve helikopterin etkileşimi için özel gereksinimlerle sonuçlanır. Pilotun belirli kontrol girişlerinden sonra helikopterin salınmaya başladığı pilot kaynaklı salınımlardan (PIO) özellikle kaçınılmalıdır. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), helikopterlerde sözde pilot kaynaklı titreşimleri (PIO’lar) tespit etmek ve değerlendirmek için yeni yöntemlerin etkinliğini doğrulamak için Kanada Ulusal Araştırma Konseyi (NRC) ile birlikte uçuş testleri gerçekleştirdi.
Sofistike helikopter kontrolleri
Sabit kanatlı uçaklarla karşılaştırıldığında, helikopterlerin benzersiz yetenekleri vardır: dikey olarak havalanıp inebilirler ve havada bir noktanın üzerinde asılı kalabilirler. Bu nedenle helikopterler, sabit kanatlı uçaklardan temelde farklı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu zorlu uçuş manevraları için tipik uygulama senaryoları, karada, dağlarda ve su üzerinde arama ve kurtarma operasyonlarının yanı sıra personelin açık deniz rüzgar türbinlerine veya petrol ve gaz platformlarına taşınmasıdır. Yüklerin ulaşılması zor alanlarda veya yüksek binalarda taşınması ve yüksek hassasiyetle yerleştirilmesi de helikopterlerin kullanıldığı operasyonlardandır. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Marc Höfinger, “Bu görevler neredeyse her zaman bilinmeyen arazide ve kapalı alanlarda iniş ve kalkışları, yere yakın uçuşları ve özellikle engellerin yakın çevresinde havada süzülmeyi, kalkışları ve inişleri içerir” diyor. Pilotlar, bu zorlu durumlarda helikopteri çok hassas ve güvenilir bir şekilde kontrol edebilmelidir.
Bu tür manevralar sırasında pilot kaynaklı titreşimler pilotu her zaman rahatsız etmektedir. Bu titreşimler mutlaka tehlikeli değildir, ancak pilotun koluyla biyodinamik bağlantı ile güçlendirilebilir. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Michael Jones, “Salınımları durdurmak için pilotun kontrolleri kısa bir süreliğine bırakması gerekirdi ki bu, yere veya çevredeki engellere yakınlık göz önüne alındığında sezgisel bir eylem değildir,” diye açıklıyor. Jones, “Çünkü böylesine kritik bir durumda, pilotun ilk tepkisi bir an için kontrolleri bırakmak değil, sözde daha da güçlü bir tutuşla helikopterin kontrolünü yeniden kazanmak oluyor” diyor. Ancak bu, istenen bozunma etkisine yol açmaz, ancak en kötü durumda titreşimleri artırabilir.
Titreşim önleme algoritması ile
Bu tür senaryoları önlemek için DLR bilim adamları, bir helikopterin bu titreşim etkilerine duyarlılığı hakkında bilgi sağlayan bir yöntem geliştirdiler. Bunu yapmak için bir algoritma, pilotun kontrol girişlerini ve helikopterin tepkilerini karşılaştırır. Belirli karakteristikler ve kontrol girdilerine karşı tepkilere göre bu karakteristiklerdeki değişiklik göz önüne alındığında, sistem helikopterin ne zaman kritik titreşim aralığına girmek üzere olduğunu belirleyebilir.
Simülasyonda ve gerçek uçuşta kapsamlı testler
Bu yöntem ilk olarak DLR’nin Hava Aracı Simülatörü’nde (AVES) bir NRC test pilotunun katılımıyla kontrol edilmiş ve ilgili kriterlerin limitleri tanımlanmıştır. Bir sonraki adımda, yöntem, uçuş özellikleri değiştirilebilen bir NRC Canada Bell 205 helikopterinde uçuşta test edildi. Bu, bilim adamlarının pilotun kontrol girdilerinin daha çevik bir helikoptere kıyasla yavaş uçuş özelliklerine sahip bir helikopter üzerindeki etkisini araştırmasını sağladı. Pilotlar farklı uçuş manevralarını tamamladı. Çok sayıda başka manevraya ek olarak, bunlar arasında, örneğin, pilottan büyük kontrol girdileri gerektiren ileri uçuştan hassas gezinmeye mümkün olan en hızlı geçiş ve ayrıca pilotun kullandığı “yanal ofset” yer alır. Helikopterin konumunu yana doğru değiştirmesine neden olacak çok hassas kontrol girdileri. Uçuş sırasında çeşitli konfigürasyonlar kurulmuş ve bu konfigürasyonlara karşı metot ve kriterlerin önceden tanımlanmış limitleri test edilmiştir. NRC Kanada’daki uçuş testlerine birkaç bilim adamı ve DLR’den bir test pilotu katıldı.
Geliştirilen kriterlerin birkaç avantajı vardır: örneğin, potansiyel olarak tehlikeli titreşim etkilerinin meydana gelme olasılığı, bir helikopterin geliştirme aşamasında zaten fark edilebilir. Bununla birlikte, mevcut helikopterler de buna duyarlılıkları açısından değerlendirilebilir ve bu tipteki sadece hafif titreşimler bile uçuş sırasında fark edilebilir ve zamanında düzeltilebilir.
Sofistike helikopter kontrolleri
Sabit kanatlı uçaklarla karşılaştırıldığında, helikopterlerin benzersiz yetenekleri vardır: dikey olarak havalanıp inebilirler ve havada bir noktanın üzerinde asılı kalabilirler. Bu nedenle helikopterler, sabit kanatlı uçaklardan temelde farklı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu zorlu uçuş manevraları için tipik uygulama senaryoları, karada, dağlarda ve su üzerinde arama ve kurtarma operasyonlarının yanı sıra personelin açık deniz rüzgar türbinlerine veya petrol ve gaz platformlarına taşınmasıdır. Yüklerin ulaşılması zor alanlarda veya yüksek binalarda taşınması ve yüksek hassasiyetle yerleştirilmesi de helikopterlerin kullanıldığı operasyonlardandır. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Marc Höfinger, “Bu görevler neredeyse her zaman bilinmeyen arazide ve kapalı alanlarda iniş ve kalkışları, yere yakın uçuşları ve özellikle engellerin yakın çevresinde havada süzülmeyi, kalkışları ve inişleri içerir” diyor. Pilotlar, bu zorlu durumlarda helikopteri çok hassas ve güvenilir bir şekilde kontrol edebilmelidir.
Bu tür manevralar sırasında pilot kaynaklı titreşimler pilotu her zaman rahatsız etmektedir. Bu titreşimler mutlaka tehlikeli değildir, ancak pilotun koluyla biyodinamik bağlantı ile güçlendirilebilir. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Michael Jones, “Salınımları durdurmak için pilotun kontrolleri kısa bir süreliğine bırakması gerekirdi ki bu, yere veya çevredeki engellere yakınlık göz önüne alındığında sezgisel bir eylem değildir,” diye açıklıyor. Jones, “Çünkü böylesine kritik bir durumda, pilotun ilk tepkisi bir an için kontrolleri bırakmak değil, sözde daha da güçlü bir tutuşla helikopterin kontrolünü yeniden kazanmak oluyor” diyor. Ancak bu, istenen bozunma etkisine yol açmaz, ancak en kötü durumda titreşimleri artırabilir.
Titreşim önleme algoritması ile
Bu tür senaryoları önlemek için DLR bilim adamları, bir helikopterin bu titreşim etkilerine duyarlılığı hakkında bilgi sağlayan bir yöntem geliştirdiler. Bunu yapmak için bir algoritma, pilotun kontrol girişlerini ve helikopterin tepkilerini karşılaştırır. Belirli karakteristikler ve kontrol girdilerine karşı tepkilere göre bu karakteristiklerdeki değişiklik göz önüne alındığında, sistem helikopterin ne zaman kritik titreşim aralığına girmek üzere olduğunu belirleyebilir.
Simülasyonda ve gerçek uçuşta kapsamlı testler
Bu yöntem ilk olarak DLR’nin Hava Aracı Simülatörü’nde (AVES) bir NRC test pilotunun katılımıyla kontrol edilmiş ve ilgili kriterlerin limitleri tanımlanmıştır. Bir sonraki adımda, yöntem, uçuş özellikleri değiştirilebilen bir NRC Canada Bell 205 helikopterinde uçuşta test edildi. Bu, bilim adamlarının pilotun kontrol girdilerinin daha çevik bir helikoptere kıyasla yavaş uçuş özelliklerine sahip bir helikopter üzerindeki etkisini araştırmasını sağladı. Pilotlar farklı uçuş manevralarını tamamladı. Çok sayıda başka manevraya ek olarak, bunlar arasında, örneğin, pilottan büyük kontrol girdileri gerektiren ileri uçuştan hassas gezinmeye mümkün olan en hızlı geçiş ve ayrıca pilotun kullandığı “yanal ofset” yer alır. Helikopterin konumunu yana doğru değiştirmesine neden olacak çok hassas kontrol girdileri. Uçuş sırasında çeşitli konfigürasyonlar kurulmuş ve bu konfigürasyonlara karşı metot ve kriterlerin önceden tanımlanmış limitleri test edilmiştir. NRC Kanada’daki uçuş testlerine birkaç bilim adamı ve DLR’den bir test pilotu katıldı.
Geliştirilen kriterlerin birkaç avantajı vardır: örneğin, potansiyel olarak tehlikeli titreşim etkilerinin meydana gelme olasılığı, bir helikopterin geliştirme aşamasında zaten fark edilebilir. Bununla birlikte, mevcut helikopterler de buna duyarlılıkları açısından değerlendirilebilir ve bu tipteki sadece hafif titreşimler bile uçuş sırasında fark edilebilir ve zamanında düzeltilebilir.