بررسي ارتعاشات شيمي ارابه‌ فرود هواپيما

The Shimmy Vibration Analysis of Aircraft Landing Gear

يكي از مسايل بسيار مهم در طراحي ارابه‌ي فرود هواپيما، ارتعاشات شيمي است كه مي‌تواند در مانور‌هاي زميني و عمليات فرود و برخاست اتفاق بيفتد. منشا اصلي ارتعاشات شيمي، الاستيسيته‌ي مكانيزم ارابه و انعطاف‌پذيري چرخ‌ها است. در اين مطالعه براي بررسي اين نوع از ارتعاشات از دو روش تحليل خطي و غيرخطي استفاده شده است. براي شبيه‌سازي رفتار چرخ از فرضيه‌ي نواري استفاده شده است. الگوي ارايه شده در اين مقاله داراي زاويه رو به عقب است و تاثير زاويه‌ي عقب‌گرد در بازوي موثر ارابه لحاظ شده است. بعد از نوشتن معادلات حاكم و با حل آنها در دو حالت خطي و غيرخطي رفتار ديناميكي سيستم بررسي شده است. پايداري سيستم، بر اساس مدل خطي بررسي شده و تاثير پارامتر‌هاي مختلف بر روي پايداري سيستم مطالعه شده است. همچنين رفتار غيرخطي سيستم در قالب پاسخ زماني ارايه شده و با نتايج خطي مقايسه شده است. نتايج حاصل از تحليل غيرخطي، ارتعاشات با دامنه ي محدود را پيشبيني مي‌كند كه به ارتعاشات شيمي موسوم است.

shimmy vibration is one of the main important problems encounters in the design of aircraft landing gear and maybe occur in the ground maneuver, take-off and landing operations. The elasticity of landing gear mechanism and the tire’s flexibility are the principal source of this phenomenon. In this paper, the shimmy vibration of landing gear is investigated within the framework of linear and nonlinear model. The landing gear is considered with non-zero rake angle which is incorporated into the effective caster length and the classical stretched string theory is used for the simulation of tire mechanical behavior. Then, the governing equation of motion is derived and the linear and nonlinear dynamical behavior is studied. The linear stability analysis is performed and the nonlinear behavior of the system is accomplished thorough time history response and compared with linear results. It is demonstrated that the nonlinear analysis anticipate the limit cycle of the landing gear which is known as shimmy vibration.