論文の概要: Airspeed Forward-Invariance for Unpowered Fixed-Wing Aircraft

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.22860v1
• Date: Wed, 22 Apr 2026 21:43:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-28 17:12:07.004423
• Title: Airspeed Forward-Invariance for Unpowered Fixed-Wing Aircraft
• Title（参考訳）: 非動力固定翼航空機の空気速度前方不変性
• Authors: Huseyin Emre Tekaslan, Ella M. Atkins,
• Abstract要約: 本稿では, 地すべり誘導のための生存性に基づく空気速度保護について述べる。 我々は, 安全空力エンベロープの前方不変性を保証する, 許容誘導コマンドの閉形式, 風による特性評価を導出する。 この手法は、グライディング軌道上の高忠実で非力な固定翼航空機モデルを用いて検証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.173672380708639
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Autonomous fixed-wing flight is becoming a key capability in aerial robotics, enabling sensing, mobility, and contingency operations across both small-scale Uncrewed Aircraft Systems and large-scale Advanced Air Mobility. During unpowered operation in fixed-wing platforms, airspeed is regulated solely through potential-kinetic energy exchange, making airspeed dynamics highly sensitive to guidance commands, particularly under wind. This paper presents a viability-based airspeed protection for ground-referenced guidance in steady wind, where airspeed evolution depends explicitly on the commanded flight path angle. Leveraging Nagumo's tangency condition, we derive a closed-form, wind-dependent characterization of admissible guidance commands that guarantees forward invariance of a safe airspeed envelope. These conditions are embedded within an offline quadratic programming framework to certify airspeed-safe maneuver primitives for non-ascending flight at the guidance level. The approach is validated using a high-fidelity unpowered fixed-wing aircraft model on gliding trajectories formed by concatenating certified maneuver primitives, demonstrating strict airspeed boundedness. Future work will address unsteady wind fields and flight experiments.
• Abstract（参考訳）: 自律的な固定翼飛行は航空ロボティクスにおいて重要な機能となり、小型の無人航空機システムと大規模のアドバンスト・エアモビリティの両方を横断するセンシング、移動、緊急操作を可能にしている。 固定翼プラットフォームでの非動力運転の間、空気速度はポテンシャル運動エネルギー交換によってのみ制御され、特に風下において誘導指令に非常に敏感になる。 本報告では, 誘導飛行経路角に比例して飛行速度が変化した場合の, 地すべり誘導のための生存性に基づく空気速度保護について述べる。 ナグモのタンジェンシー状態を利用して、安全空気速度エンベロープの前方不変性を保証する許容誘導コマンドの閉形式、風依存的特徴を導出する。 これらの条件をオフラインの二次プログラミングフレームワークに組み込んで、誘導レベルにおける非停止飛行のための飛行安全操縦プリミティブを認証する。 この手法は、認定操縦プリミティブを連結し、厳密な飛行速度境界性を示すことによって形成される滑空軌道上の高忠実で無力な固定翼航空機モデルを用いて検証される。 今後の研究は、不安定な風と飛行実験に対処する。

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