İniş Takımlarının Helikopter Yer Rezonansına Etkisi

Abstract

Bu tezde, iniş takımlarının yer rezonansına olan etkileri incelenmiştir. Öncelikle helikopterler ve helikopterlerde kullanılan iniş takımları okuyucuya aktarılmış, ardından iniş takımlarının tasarımındaki birkaç temel hedef açıklanmıştır. Yer rezonansı modeli sekiz serbestlik dereceli olarak kurulmuştur. Analiz için gerekli olan gövde direngenlik matrislerinin tesir katsayıları yardımıyla veya dinamik indirgeme yöntemiyle elde edilebileceği ve özellikle düşük frekanslı titreşim modlarında, helikopter gövdesinin bir rijit cisim olarak davrandığı gösterilmiştir. Analiz için gerekli olan sönüm matrisi Rayleigh sönüm modeli ile modellenmiş ve aşırı gövde sönüm oranlarında kararsızlık bölgelerinin birbirleriyle birleştiği ve kararlılık için gerekli sönüm oranının çok yüksek mertebelere çıktığı gözlemlenmiştir. Kızak ile zemin arasında kullanılan sınır şartlarında, kısıtlanan serbestlik dereceleri arttıkça kızağın direngenliği artmaktadır. Kızağın, gövde direngenliği ile karşılaştırılabilir mertebelere yaklaştıran bu durum, sonlu elemanlar modeli (SEM) ile analitik modelleme için kullanılan basitleştirilmiş model (BM) arasındaki özdeğerler farklılıklarını artırmaktadır. Özellikle karmaşık mod biçimlerine sebep olan veya başka bir değişle, özvektörlerini birçok serbestlik derecesine dağıtan kızak tasarımlarının, yer rezonansı probleminde ortaya çıkan kararsızlık miktarlarını azalttığı ve buna bağlı olarak daha az sönüm gereksinimlerine ihtiyaç duyulduğu gösterilmiştir.

In this thesis, the effects of landing gear on ground resonance problem is inspected. First of all, helicopter and helicopter landing gear systems are illustrated to the reader and after, the main aims of designing a landing gear is explained. Ground resonance model is created with eight degrees of freedom(DOF). It can be seen that the required stiffness matrix of helicopter fuselage for ground resonance problem, can be determined using influence coefficient or dynamic reduction technics because of rigid body behaviour of helicopter fuselage especially in low frequency dynamics. Required damping matrix for ground resonance problem is constructed using Rayleigh damping model. One of the main findings of these type of ground resonance model which includes multi DOF fuselage model, if damping ratio of fuselage is very high comparing to blade in-plane damping ratio, some unstable region can join together and this leads to increase in required damping level for fuselage. Finally, landing gear which transmits some of its kinetic energy on untriggered DOFs, reduce required damping levels. This is the main design rule for decreasing required damping level and reducing ground resonance danger.