Modellflyg i kampen för bättre flygprov

Roger Larsson har i sin doktorsavhandling tittat på olika metoder att optimera de modelleringsmetoder som används när flygplan testas och utvecklas. Han har även tagit forskarkollegornas modellflygplan till hjälp.

Roger Larsson med modellflygplan från LiU Roger Larsson

I flygindustrin används modellering och simulering för att undersöka egenskaperna hos olika flygfarkoster, för att utveckla och förfina flygegenskaperna. Modellering sparar både tid och pengar, förutsatt att den valda modellen ger ett rättvisande resultat. Den vetenskap som används för att ta fram de underliggande matematiska modellerna kallas systemidentifiering. Forskarna skapar då modeller av dynamiska system med hjälp av insamlad och uppmätt data.

– Gripen, för att ta ett exempel, är försedd med ett stort antal sensorer som förser oss med data under hela provflygningen, data vi kan använda för att utveckla de befintliga modellerna. Målet är att kunna optimera fram allt bättre modeller som beskriver planets rörelse under olika förhållanden, säger Roger Larsson, som nyligen disputerat vid avdelningen Reglerteknik.

Algoritmer för identifiering

I sin avhandling har han tittat på två typer av identifieringsalgoritmer, linjära och olinjära. De linjära ska användas när flygfarkosten är i luften och förser provingenjören med information som kan användas för att fatta olika beslut under flygningen. Stämmer de data som samlas in med de befintliga modellerna fortsätter provningen, stämmer de inte krävs noggrann analys. I det här fallet har Roger Larsson förfinat och utvecklat en befintlig metod så att den blivit mer robust och klarar olika typer av störningar - som turbulens eller rena mätfel.

Samarbetet inom forskningsprogrammet LINK-SIC innebar att han fick kontakt med kollegorna Alejandro Sobron och David Lundström, avdelningen Fluida och mekatroniska system, och idén föddes att göra flygprov med deras modellflygplan. Prov som sedan utfördes gemensamt på Bråvalla flygfält. Framför allt gav det arbetet viktiga insikter kring valet av linjär modell.

Den andra typen, olinjära modeller, handlar om att identifiera en flygfarkosts mer avancerade egenskaper. Analysen utförs efter avslutat prov och är till för de svårmodellerade egenskaperna, som skarpa svängar, loopar och kraftig turbulens.

– Det var också den forskning jag startade med när jag började doktorera 2007, säger Roger Larsson, som under alla de elva åren han varit industridoktorand även arbetat på Saab Aeronautics.

Intressanta samarbeten

Att doktorandtiden blivit lång ser han mest som positivt.
– Det har givit utrymme att tänka och sätta alla bitar på plats, men det är klart att lite av det jag gjorde i början har jag väl glömt bort på vägen. Tur att jag har en licentiatavhandling att titta tillbaka på som en påminnelse, skrattar han.

– Det har varit givande år, jag har ju också varit med i forskningssamarbetet LINK-SIC från starten. Det blir intressant när problemformuleringarna kommer från industrin och vi får forskningsuppdrag även från andra industrigrenar. Jag känner igen mig, men får nya idéer att testa. Intressant var också att komma från reglertekniken in i den strömningsfysiska världen. Flygutvecklingen har kommit långt och ligger idag i skärningslinjen mellan reglerteknik och strömningslära. När de två kompetenserna samarbetar får vi ett plus ett att bli 3,5, säger Roger Larsson.

Lite vemodigt är det att lämna rummet på LiU, men samarbetsprojekt kommer det att finnas även i framtiden.

– Ja, jag har flera idéer, och den teoretiska delen i min avhandling hoppas jag kommer till användning även i andra sammanhang. Jag gillar när det vi tagit fram kommer till nytta.

Flight Test System Identification, Roger Larsson, avdelningen Reglerteknik, Institutionen för Systemteknik, Linköpings universitet 2019.
Huvudhandledare: Dr Martin Enqvist och professor emeritus Lennart Ljung.

Kontakt
Visa/dölj innehåll

Forskning
Visa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiU
Visa/dölj innehåll