Computational study of transport aircrafts landing gear during touchdown

• Autorzy: Małachowski J. , Wesołowski M. , Krasoń W.

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna podwozia samolotu transportowego podczas przyziemienia

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podwozie współczesnego samolotu jest jednym z podstawowych układów decydujących w szczególny sposób bezpieczeństwie eksploatacji samolotu. Postęp w dziedzinie metod numerycznych i zastosowanie komputerów o dużej mocy obliczeniowej umożliwia wykonanie symulacji pracy kompletnego układu podwozia lotniczego przy możliwie najwierniejszym odwzorowaniu rzeczywistych warunków jego eksploatacji. W celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji samolotu zarówno w fazie prac konstrukcyjno-wdrożeniowych, jak też w późniejszych etapach jego wykorzystania niezbędne są analizy dynamiczne podwozi. Analizy takie umożliwiają diagnozowanie stanu wytrzymałości takiego liczonego układu oraz prognozowanie jego działania w warunkach niebezpiecznych. Przeprowadzenie tego typu badań z wykorzystaniem metod numerycznych jest znacznie łatwiejsze i tańsze od badań eksperymentalnych. W opracowaniu zaprezentowano model 3D kompletnego układu podwozia stałego samolotu transportowego przeznaczony do analiz dynamicznych. Model MES układu zestawiono z odkształcalnych brył, które wiernie odzwierciedlają parametry geometryczno-fizyczne podstawowych podzespołów wykonawczych rozważanego podwozia. Podzespoły te modelowano odkształcalnymi elementami o nieliniowych charakterystykach odpowiadających różnym materiałom zastosowanym w poszczególnych częściach układu podwozia. Połączenia ruchowe układu modelowano z uwzględnieniem odpowiednich warunków kontaktu. W modelu odwzorowano koło podwozia z uwzględnieniem wypełnionego powietrzem pneumatyka o nieliniowej charakterystyce materiałowej. W modelu amortyzatora zastosowano specjalny element sprężysto-tlumiący o zastępczej charakterystyce opracowanej analitycznie na podstawie parametrów rzeczywistego amortyzatora cieczowo- -gazowego testowanego eksperymentalnie. W pracy omówione zostaną wybrane wyniki analizy dynamicznej systemem LS-Dyna.

EN

Landing is the most dangerous phase of aircraft flight. High momentary forces appear in the elements of the landing gear during touchdown. They result from the necessity of absorbing and dispersing the energy of decline. An aircraft designed and utilized according to the regulations should be able to absorb the energy of decline during touchdown as well as the energy resulting from horizontal movement. It is indicated in these studies that numerical analysis of the strength of the construction elements of the examined aircraft’s part (beside experimental research) is a necessary stage of proper methodology of aviation research, in particular in programming and reliability evaluation and development of methods of increasing durability in case of solutions already used in practice. In this paper the analytical method for dynamic parameters assessment of damping system of main landing gear is presented. The linear mathematical model was applied to describe the characteristics of the damper in the developed 3D FE landing gear model. In the carried out computations using LS-Dyna the following matters were taken into consideration: contact problems between collaborating elements, the phenomena of energy absorption by gas-liquid damper placed in the landing gear and the response of the landing gear during touchdown of a flexible wheel with the ground. In the paper the results from numerical runs of drop and touchdown tests are discussed.

Słowa kluczowe

PL

podwozie samolotowe; test zrzutu; lądowanie; modelowanie numeryczne; MES (metoda elementów skończonych)

EN

aircraft landing gear; drop test; touchdown; numerical modelling; FEM

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, No. 3
• Strony: 187--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Małachowski J.

autor

Wesołowski M.

autor

Krasoń W.

• Department of General Mechanics, Military University of Technology Kaliskiego Street 2, 00-908 Warsaw, Poland tel.: [phone],

Bibliografia

• [1] Fukashima T., Shimonishi H., Hayashi K., Shiraishi M., Simulation of a vehicle running on to a curb by using tire and vehicle FE Models, Proceedings of the 4th European LS-Dyna Users conference, Detroid 1998.
• [2] FAR–23, Airworthiness Standards: Normal, Utility, Acrobatic and Commuter Category Airplanes 1966.
• [3] Hallquist, J.O., LS-Dyna. Theoretical manual, California Livermore Software Technology Corporation 1998.
• [4] Hong-Chul, Young-Ha, H., Tae-gu, K., Failure analysis of nose landing gear assembly.Engineering Failure Analysis, Vol.10, pp.77-84, 2003.
• [5] Horta, L.G., Daugherty, R.H. & Martinson, V.J., Modeling and validation of a navy A6-intruder actively controlled landing gear system, NASA/TP-1999-209124.
• [6] Kaplan, M.P., Wolff, T. A., Damage tolerance assessment of CASA, landing gear. Willis & Kaplan Inc, 2002.
• [7] Lockard D. P., Khorrami M. R., Li F., Aeroacoustic analysis of a simplified landing gear, Proceedings of the 10th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, May 12-13, 2003.
• [8] MIL 008866B, Airplane damage tolerance requirements, U.S. Air Force,1987.
• [9] Małachowski, J., Krasoń, W., Budzyński, A., Badanie numeryczne zjawiska drgań samowzbudnych w podwoziu samolotu transportowego, NIT. Nauka, Innowacje, Technika, Nr 3/2005 (10), str. 38-43.
• [10] Niezgoda, T., Małachowski, J. & Krasoń, W., Strength analysis of transport aircraft’s landing gear, Transactions of the Institute of Aviation, No 170-171/2002, pp. 42-48, 2002.
• [11] Pritchard J.I., An overview of landing gear dynamics, NASA/TM-1999-209143, ARL-TR-1976, 1999.
• [12] Rogers L.C., Theoretical tire equations for shimmy and other dynamic studies, Journal of Aircraft, Vol.9, No.8, 1972.
• [13] Shiraishi M., Hayashi K., Iwasaki N., Making FEM tire model and applying it for durability simulation. Proceedings of the 6th International LS-Dyna Users conference, Detroid, 2000.