Influence of Landing-Gear Design on Helicopter Ground Resonance
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Notice bibliographique
Résumé
The influence of landing-gear design on a ground-resonance phenomenon is investigated with the aid of finite-element software. Ground resonance is a vibration phenomenon that occurs at certain rotor speeds when the helicopter is on the ground. Mathematically, the instability occurs when the regressing lead-lag frequency of the rotor couples with one of the natural frequencies of the fuselage, which in turn is modelled as a rigid body supported on a flexible landing gear. In this paper, two approaches are proposed to study the effect of landing-gear design parameters on ground-resonance instabilities. In the first solution, ANSYS is used to define a detailed finite-element model of a particular landing-gear configuration and then, to obtain the mass, stiffness, and damping matrices of the gear with respect to the craft's center-of-mass degrees of freedom. These matrices are subsequently used in a standard ground-resonance mathematical model to calculate the regions of instability of the helicopter. The second approach uses a modal analysis of the fuselage and the uncoupled rotor system in ANSYS. The fuselage is modelled as in the first approach while the rotor is represented with a finite-element model, consisting of flexible blades interconnected to rigid offsets with lead-lag hinges and springs. This methodology provides a good approximation of the center of the ground-resonance instability, but does not predict its severity. By contrast, the coupled ground-resonance analysis (first approach) predicts the severity and width of the instabilities, in addition to their location as a function of rotor speed. Results obtained with both methods for landing gear manufactured from aluminium and composite materials are presented. As well, variations in landing-gear height, cross-tube spread, and location of cross-tube attachment points to the fuselage are investigated for their effect on ground-resonance instability. All results are integrated to develop landing-gear-design guidelines to prevent the ground-resonance instability.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
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| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
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| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
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