Az első automatikus repülésszabályozó rendszert már az elmúlt évszázad végén megépítették. A rendszer elsődleges feladata a repülőgép kereszttengelye körüli forgó mozgás csillapítása volt. Az első generációs repülésszabályozó rendszert csillapító automatának is nevezhetjük.

A repülés idejének és távolságának növekedésével felmerült a szükség egy olyan automatikus működésű rendszer megtervezésére és megépítésére, amely az egyszerűbb repülőgépvezetési feladatokat átvette a repülőgépvezetőktől. Ennek eredményeképpen lényegesen csökkent a repülőgépvezetők elfáradása a repülések során.

A hagyományos építésű repülőgépeken alkalmazott robotpilótákat szöghelyzet stabilizáló rendszernek is nevezhetjük. Alapvető feladatuk az Euler-szögek stabilizálása volt. Ezek a robotpilóták két-, illetve három csatornás szabályozási rendszerek voltak, beavatkozó szervként a repülőgép elsődleges kormányfelületeit alkalmazták.

A robotpilóták másik nagy osztálya a pályastabilizáló rendszereket foglalja magába. Ezek a rendszerek a repülőgép tömegközéppontjának mozgását szabályozzák. Ilyen rendszerek például a sebesség stabilizáló rendszerek, a magasság stabilizáló rendszerek, az automatikus terepkövető rendszerek, a műszeres leszállító rendszerek.

Az automatikus repülésszabályozó rendszer a modern repülőgépek elengedhetetlen részét képezi. Főleg nagy manőverezőképességű repülőgépekre igaz, hogy csökkentik a hosszirányú statikus stabilitását, illetve instabilra tervezik őket. Ezeken a repülőgépeken mindenképpen szükség van egy olyan automatikus szabályozó rendszerre, amely biztosítja a repülőgép dinamikus stabilitását. Ezeket a repülésszabályozó rendszereket aktív repülésszabályozó rendszernek szokás nevezni.

A jegyzet első fejezete bemutatja a repülésszabályozó rendszer felépítését és működési elvét.

A második fejezet a merev repülőgép mozgásegyenleteivel foglalkozik. A koordináta-rendszerek definiálása után a merev repülőgép egyenesvonalú-, illetve forgó mozgásának egyenleteit vezetjük le. Meghatározzuk a hosszirányú és az oldalirányú mozgás fontosabb átviteli függvényeit, melyeket később felhasználunk a zárt szabályozási rendszerek analízise során.

A harmadik fejezet a repülőgép statikus és dinamikus stabilitását tárgyalja. Bemutatásra kerülnek az alapvető fontosságú definíciók, és megfogalmazzuk a statikus és a dinamikus stabilitás szükséges és elégséges feltételeit.

A negyedik fejezet a repülőgépek átviteli függvényeit mutatja be. Definiálásra kerülnek a repülőgépek hosszirányú-, és az oldalirányú mozgásának reprezentatív átviteli függvényei.

A repülőgép test koordináta-rendszere tengelyei körüli forgómozgás csillapítására a csillapító automaták (stabilitásjavító rendszerek) szolgálnak. A könyv ötödik fejezete a pólus áthelyezés elve alapján működő stabilitásjavító rendszerekkel foglalkozik. Bemutatjuk a nemirányított és a visszacsatolt repülőgép tranziens viselkedését és megvizsgáljuk a minőségi jellemzőket.

A könyv hatodik fejezetében a szöghelyzet stabilizáló rendszereket mutatjuk be. A könyv bemutatja az Euler-szögek stabilizálására szolgáló dőlési-, a bólintási-, valamint az irányszög stabilizáló rendszerek hatásvázlatát, és működési elvét. Részletesen megvizsgáljuk a szabályozási rendszerek alapjel követési és a zavarelhárítási képességét, valamint a frekvenciatartománybeli viselkedését. Megvizsgáljuk a felnyitott-, és a zárt szabályozási rendszerek minőségi jellemzőit, valamint bemutatjuk a számítógépes szimuláció eredményeit is.

A hetedik fejezetben a repülőgépek matematikai modelljei kerülnek ismertetésre. E modellek sikeresen alkalmazhatóak a gyakorlati foglalkozások során. A szabályozástechnikai feladatok megoldás során a MATLAB^® és a Control System Toolbox beágyazott segédfüggvényeit, valamint a szerző által készített, új forráskódokat, új m-fájlokat fogjuk alkalmazni.

Szolnok, 2004. június.

Dr. habil. Szabolcsi Róbert
szerző