Technische Universiteit Delft

Re-entry
31 augustus 2006 door M&C

Promotie van ir. S. Juliana: "Re-entry Flight Envelope Clearance. Systematic Approaches"

12 september 2006 | 15:00 uur
plaats: Aula TU Delft

Ir. S. Juliana | ingenieur luchtvaart en ruimtevaart promotor | Prof.dr.ir. J.A. Mulder (LR)
toeg.prom | Dr. Q.P. Chu (UHD-LR)

Re-entry Flight Envelope Clearance. Systematic Approaches De terugkeer naar de aarde is een van de meest uitdagende onderdelen van een ruimtevaartmissie. Voordat de vlucht daadwerkelijk plaatsvindt, moet het voertuig gecertificeerd worden. Het evaluatie- en certificatieproces, ook wel `re-entry flight clearance' genaamd, moet vroeg in het ontwerpproces plaatsvinden. Het model van het vaartuig moet zo realistisch mogelijk gemaakt worden voor het evaluatieproces. Voor complexe re-entry vluchten is het echter onmogelijk om perfecte modellen te maken. Daardoor is het noodzakelijk om de modellen te evalueren aan de hand van de afwijkingen, die ook wel model onzekerheden genoemd worden.
Het doel van dit onderzoek is het identificeren en evalueren van veelbelovende wiskundige technieken voor re-entry flight clearance.

Voor de evaluatie van deze technieken zijn twee modellen van ruimtevaarttuigen inclusief regelsystemen gemaakt en gebruikt als voorbeelden. Deze modellen zijn gebaseerd op de DART (Delft Aerospace Re-entry Test Demonstrator) en SPHYNX (Subscale Precursor Hypersonic X) re-entry vaartuig modellen. Om de mogelijkheden van de wiskundige evaluatietechnieken te vergelijken, werden DART en SPHYNX als lineair en als niet-lineair systeem gemodelleerd.

De twee methoden die onderzocht en uitgewerkt zijn in dit onderzoek zijn `? analysis' voor het lineaire model en `interval analysis' voor de lineaire en de niet-lineaire modellen. Als criterium voor de goedkeuring is de stabiliteit van het systeem met model onzekerheden gekozen. De stabiliteit van het systeem is geëvalueerd met behulp van twee wiskundige criteria: eigenwaarden en de Theorie van Lyapunov.

De geschiktheid van deze twee wiskundige technieken voor de re-entry flight model clearance is geëvalueerd op basis van de resultaten van de analyses. Deze resultaten zijn ook getoetst aan de hand van niet-lineaire simulaties.

Hieruit is geconcludeerd dat het niet-lineaire interval analysis de beste methode is die bij dit onderzoek getest is, omdat het kan omgaan met niet-lineariteiten en onzekerheden in het model van het re-entry vaartuig en de resultaten overeenkomen met de niet-lineaire simulaties.

Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.