Multibody Dynamics Modelling of a Passive Pilot for Aircraft-Pilot-Coupling Investigation
Notice bibliographique
Résumé
As civil and business aircraft increasingly incorporate lightweight materials and reduce airframe weights to optimize efficiency, airframes have generally become more flexible with less structurally damped vibrational modes. This has caused an increase in the occurrence of a phenomenon known as Aircraft-Pilot-Coupling (APC). APC occurs when an airframe's structural vibrational modes impinge on the bandwidth of a pilot's biodynamics, resulting in adverse interactions between passive pilot dynamics and the aircraft's control system and aeroservoelastic responses. Simulations are advantageous in the studying of APC, as they can be run during the design phase of an aircraft, allowing APC mitigation to be performed before an aircraft model takes flight. Simulating APC requires a dedicated passive pilot biodynamic model. While some models exist in literature, they typically are analytical 2-dimensional models, with many simplifications and limitations. This paper details the development of two pilot biodynamic models created within a multibody dynamics simulation software. The first model, composed of two 2D models, aims to recreate a recently developed detailed 2D analytical model to explore the capabilities of multibody dynamics simulations of 2D pilot biodynamic models. Parametric studies are outlined, allowing a direct comparison between the developed 2D model and the analytical model, alongside experimental data. The second model described in this paper builds off the first but consists of a single 3D model. For the 3D model, particle swarm optimization techniques were employed to tune the joint stiffness and damping values to the available experimental data. Identical parametric studies were performed allowing a comparison between the models and experimental data. Overall, the models both demonstrate notable results, accurately reproducing pilot response trends exhibited by the analytical model and by experimental results. Comparing error between the frequency response of the models and the available experimental data, it was found that the 3D model demonstrates significant improvements upon the multi-body dynamics 2D model and the analytical2D model, capturing characteristics of the experimental data that the 2D models were incapable of. Furthermore, the advanced abilities of the 3D model in performing simulation with multi-dimensional inputs and coupling between dimensions are demonstrated, further indicating the significance of the 3D model being presented.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».