كنترل بهينه مصرف سوخت پهپاد در پرواز گشت‌زني دايروي

دستيابي به بهترين عملكرد و رفتار اجسام پرنده كنترل پذير، هدف اصلي مهندسان و طراحان سيستم‎هاي‎كنترل پرواز مي‎باشد. بهينه‌سازي مسير يك جسم‌پرنده مي‌تواند سبب بهبود عملكرد، كاهش هزينه، افزايش قابليت و نتايج مطلوب ديگر گردد. بهينه‏سازي مسير دانشي است كه در آن راه‌هاي دستيابي به فرآيندهاي ديناميكي بهينه ارائه مي‌گردد. يكي از روش‌هاي يافتن تغييرات بهينه متغيرهاي حالت، استفاده از كنترل بهينه است. از آنجائيكه پروازهاي با بُرد و مداومت طولاني نيازمند برخي شكل‌هاي مديريت سوخت مي‌باشند، تحقيقات گسترده‌اي در حوزه‌ي كمينه‌سازي مصرف سوخت در حال انجام مي‌باشد. در اين مقاله حداقل مصرف سوخت براي يك هواپيماي بدون سرنشين در مرحله گشت‌زني با مانور دايروي در يك منطقه از پيش تعيين شده ارائه گرديد. معادلات حركت پهپاد بر اساس مدل جرم نقطه‌اي توسعه يافته است. شرايط بهينگي از اصل حداقل‌يابي پانترياگن با استفاده از تابع هميلتونين به دست آمده است. مصرف سوخت، بهعنوان معيار بهينه انتخاب و روش عددي مورد استفاده تكنيك پرتاب چند نقطه اي بوده است. به طور طبيعي انتظار مي‌رود كه انرژي باد بر مسير پرواز تأثيرگذار باشد، به همين دليل شبيه‌سازي‌هاي عددي با در نظر گرفتن اثر سرعت و جهت باد بر مانور گردش بهينه انجام شده است. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه براي داشتن حداقل مصرف سوخت در پرواز گشت‌زني در مسير دايروي، لازم است كه پهپاد پرواز متناوب نزولي و صعودي داشته باشد.