Nonlinear Stability Analysis and Shimmy Mitigation of Aircraft Nose Landing Gears
Notice bibliographique
Résumé
Landing gear stability is crucial for aviation safety. Yet, it can be challenged through emergence of self-induced rotational-lateral oscillations designated as shimmy. The challenge of shimmy is more common in nose landing gears and is mostly addressed by addition of shimmy dampers. This presents two challenges and opportunities for improvement that are addressed in this thesis. Firstly, the gap between shimmy prediction from numerical simulations and physical tests can be narrowed by including more of the nonlinear phenomena. In this work, a representative nose landing gear model is constructed by accounting for chief degrees of freedom and major nonlinearities. Specifically, Coulomb friction in the shock absorber is modeled as a state-dependent resistive torque which varies with shock absorber compression and shimmy velocity. The effect of torque link freeplay nonlinearity is also investigated simultaneously with the Coulomb friction using the representative nonlinear model. Time domain numerical solution based on multi-body dynamics approach is used to obtain stability plots in a representative parameter space. Qualitative and quantitative effects of these nonlinearities are discussed. Coulomb friction is found to increase stability and switch the shimmy mode from rotational to lateral while freeplay diminishes stability and leads to more severe rotational vibrations. The second challenge addressed deals with shimmy damper performance analysis and designing an improved shimmy damper. Using the representative nose landing gear dynamic model and a generic damper sub-model, global trends offered by passive shimmy dampers are depicted and explained. Based on these trends and analyzing existing shimmy dampers, a novel shimmy damper concept is proposed which integrates the damping elements into the design of the torque links, offering a multifunctional torque link system with symmetrical load distribution and simpler maintenance. Designated as Symmetric Torque Link Damper (STLD), this shimmy damper is studied parametrically and optimized for an existing nose landing gear as a proof of concept. Using topology optimization and iterative studies, a prototype of STLD is sized and fabricated for experimental characterization and validation. Along with the analysis, the experimental results confirm the stability benefits offered by this novel shimmy damper design.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».