Illinois professor Naira Hovakimyan är redo att gå in i en aldrig tidigare skådad tredje omgång av flygprov med hjälp av sitt L1 -adaptiva styrsystem.

Hovakimyan's L1 adaptive control är en ny teori som hon och hennes forskargrupp har utvecklat sedan 2005 för utformning av robusta adaptiva kontrollarkitekturer med snabba anpassningssystem. Målet med det banbrytande L1 -systemet är att bibehålla flygplanets prestanda och manövrerbarhet även i närvaro av allvarliga misslyckanden - vilket i slutändan ökar flygsäkerheten, motståndskraft mot kritiska misslyckanden, och enkel användning för mänskliga piloter, samt autopiloter, under extrema förhållanden.

Flygkontrollsystem på dagens flygplan har testats och mognat i decennier och anses vara extremt säkra för sin redundans. Trots deras säkerhet, dock, det finns fortfarande stort behov av ny teknik som kan förhindra fler olyckor. Hovakimyan och hennes kontrollingenjörer, doktorander Javier Puig-Navarro och Kasey Ackerman, sade målet är att flygplanstillverkare ska utforska kontrollarkitekturer som kan förhindra flygplanolyckor under de mest extrema situationerna. Denna tredje testomgång driver L1 -tekniken allt närmare kommersialisering.

I början av 2015, laget började testa vid Edwards Air Force Base i Kalifornien. Flög av studenter vid Air Force Test Pilot School (TPS), flygprov genomfördes framgångsrikt för första gången på ett bemannat flygplan, en Learjet 25 utrustad med ett variabelt stabilitetssystem. Ett år senare, tester utfördes på en VISTA-F16, ett stridsflygplan med snabbare och mer utmanande dynamik. Under dessa flygprov, artificiella misslyckanden injicerades med och utan L1 för att utvärdera dess effekt. På båda flygplanen, när L1 var förlovad, önskade hanterings- och flygkvaliteter återhämtades konsekvent i alla felkonfigurationer - vilket bevisar att L1 -kontrollarkitekturen är förutsägbar, pålitlig, repeterbar, och säker, en anmärkningsvärd prestation för ett flygkontrollsystem.

I början av mars, L1 kommer att genomgå mer avancerade tester i ett projekt som heter Advanced L1 Airborne Superiority (ALIAS). Flygtester kommer att äga rum på Edwards Air Force Base och kommer att utföras av TPS- och Illinois -studenter som flyger med Learjet 25. Återhämtning av strikta militära krav avseende säkerhet och prestanda för flygkontrollsystem i närvaro av fel kommer att vara huvudfokus. Markkontroller och simuleringsrepetitioner är planerade till den första veckan i mars, med bemannade tester som äger rum den andra och tredje veckan i mars.

"Vi har förbättrats mycket när det gäller tidigare flygningar med Learjet, "sade Puig-Navarro." En sak som vi har arbetat med är att utnyttja L1 för att ytterligare koppla bort sido- och riktningsdynamiken för flygplanet. "

Koppling sker, till exempel, när en pilot matar in ett pedalkommando för att inducera en ändring av kursens vinkel (horisontell rörelse i näsan) och samtidigt upplever en rulle (rörelse av vingarna). Ofta, denna rörelse är oönskad, och uppfattas av piloten som oönskad. Hovakimyan och hennes team har arbetat för att kombinera L1 med traditionella avkopplingsmekanismer, så piloter behöver inte längre kompensera för den effekten, gör deras jobb säkrare och enklare.

"L1 adaptiv kontroll har övervunnit några av de största begränsningarna för konventionella adaptiva styrsystem, genom att tillhandahålla förutsägbara robusthetsgarantier i närvaro av en stor klass av osäkerheter. Dess funktioner har validerats i en mängd olika applikationer och utmanande flygtester, vilket leder till kommersialiseringsmöjligheter inom några få branscher. Flygtesterna på Edwards AFB gav oss en möjlighet att demonstrera den första i sitt slag bemannade flyg med en adaptiv kontroller ombord. Det är prisvärt att hela programvaran skrevs och utvecklades av mina studenter i Illinois, sa Hovakimyan.

Förutom systemets avkopplingsförmåga, ALIAS kommer att visa sin efterlevnad av nivå 1 militära specifikationer - de strängaste kraven för ett flygkontrollsystem av denna typ - samt pilotfeedback och förslag.

L1 har potential att revolutionera flygsäkerheten genom att kraftigt minska risken för pilotfel vid manövrer med hög arbetsbelastning. Dock, dess effekter överskrider flygdynamiken. Dess tillämpningar är olika, och tekniken har fått intresse från olika branscher.

"Vi har bevisat att L1 fungerar matematiskt och vi visar att det också fungerar i applikationer, "sade Puig-Navarro." Dess största bidrag till samhället och ingenjörsvärlden är att se till att tidskritiska system som de i flygplan har prestanda- och robusthetsgarantier. "