تحليل پاسخ ارتعاشي مدل هاي ديناميكي مختلف بدن خلبان در انجام مانورهاي پروازي

Vibrational Response of the Pilot Biodynamic Models in Various Flight Maneuver

در اين تحقيق، به بررسي پاسخ ارتعاشي مدل هاي مختلف بدن خلبان در انجام مانورهاي پروازي پرداخته مي شود. در اين راستا از مدل هاي گسسته، شامل مدل هاي چهار درجه آزادي و مدل هفت درجه آزادي كه جزو مدل هاي رايج در اين نوع تحليل ها مي باشند، استفاده مي شود. معادلات ديناميكي حاكم بر حركت اين مدل ها از روش نيوتن به دست آمده و با روش عددي رانگ- كوتا در نرم افزار متلب حل مي شوند. صحت سنجي هر يك از مدل هاي به كار رفته با استفاده از نتايج تحقيقات منتشر شده قبلي انجام مي شود. پس از اطمينان از صحت مدل سازي و برنامه نوشته شده، ورودي ناشي از تغييرات شتاب g ثبت شده در تست تجربي حين پرواز و استخراج هفت مانور پروازي، به مدل هاي ارتعاشي مختلف اعمال مي گردد. از قابليت انتقال پايه صندلي نسبت به هر يك از اعضاي بدن خلبان به عنوان معيار مورد نظر براي تحليل ارتعاشي استفاده مي گردد. نتايج به دست آمده در سه مدل مورد مطالعه نشان مي دهند كه بيشترين سهم انتقال پذيري در ناحيه قفسه سينه (بالا و پايين) و پس ازآن در ناحيه لگن در مانورهاي مختلف قرار دارد. همچنين براساس ميزان قابليت انتقال پذيري و ماكزيمم شتاب g در مانورهاي مختلف، اثر آهنگ تغيير شتاب بر قابليت انتقال پذيري و احساس راحتي خلبان بيش از ميزان ماكزيمم شتاب در هر مانور مي باشد.

In this paper, the vibrational response of the pilot biodynamic models in various flight maneuvers is investigated. In this regard, the common discrete models, i.e. four degrees of freedom and the seven degrees of freedom, are used. The dynamic model and equations of the motion are derived based on Newton method and they are solved numerically by Runge-Kutta method in Matlab software. The validation of the proposed models is performed by comparing with results of the previously published related works. The variation of the acceleration g in the various flight test that comprises seven common training maneuvers, are applied to the above mentioned models. The transmissibility of the seat to each of the pilot body components are used as a criterion to do the analysis. The results of the three models studied in different maneuvers show that the greatest contribution of transmissibility is in the torso region (up and down) and then in the pelvis region. Also, based on the amount of transmissibility and maximum acceleration g in various maneuvers, the effect of acceleration rate on transmissibility and pilot comfort is more than the maximum acceleration in each maneuver.