Simulazione multicorpo di prove di caduta carrello

Drop tests try to reproduce as much as possible what happens in a real landing manouvre without the presence of real aircraft. The presence of a test structure onto which landing gear is installed that is far different from the aircraft can be source of errors or incorretnesses of test results. In particular flexibility and gap or floating effects are an interesting field of investigation looking at different drop test results. In the literature this subject has received few attention, also looking at milestone books for landing gear design like the ones written by Roskam and by Currey . Reasons of this are different: for example the facts that the flexibility of a test machine depends on the layout of the machine itself (in particular is related to the slider and beam lead properties, to the kind of contacts between the slider and the beam lead) or the facts that the rules for drop test (for example see EASA CS 25.723) don't mention best practices or limits regarding the rigidity of the test machines. Nevertheless it can be considered highly important to know where this effects of flexibility are present and their size in order to give other validation elements to certification valid drop tests that take place at Politecnico di Milano for a large variety of aircrafts and helicopters produced by aerospace companies among the most important in the world. This thesis' work will try to show flexibility effects of the drop test machine on a large number of outputs obtainable by the test using a multibody numerical model of a landing gear and of the test machine used at Politecnico of Milano. The numerical model will allow to confront the test results considering the real flexibility of the drop test machine with the ones got using an ideal endlessly rigid machine (that obviously exists only in a numerical world) permitting by comparison to estimate flexibility and gap effects of the real test layout. Finally, once understood the size of the mentioned effects, some improvements will be shown and compared, in particular regarding different contact solutions.

La diversità tra la struttura su cui viene installato il carrello in un test rispetto a quella a bordo del velivolo può essere fonte di inesattezze dei risultati ottenuti da una prova di caduta carrelli. In particolare va indagato quale può essere l'effetto della flessibilità e dei giochi nella macchina di prova su diversi risultati di un drop test. Si tratta di un argomento che in letteratura viene trattato poco e per il quale i libri più importanti in termini di progettazione di carrelli quali ad esempio Roskam o Currey non accennano. Le ragioni di ciò sono varie: ad esempio il fatto che questo problema è dipendente fortemente dal layout della macchina di prova (in particolare dai sistemi di scorrimento e di contatto tra guida e slitta di caduta o a diverse configurazioni dell'interfaccia tra slitta e carrello) oppure il fatto che la normativa (per esempio EASA CS 25.723) non fa cenno alcuno a particolari limiti o best practices circa il layout della macchina per drop test. Tuttavia si ritiene che come ulteriore elemento di validazione dei test che spesso vengono effettuati presso il Politecnico di Milano con scopo di certificazione per diversi tipi di macchine e per conto di Aziende di primo piano nel settore aeronautico sia importante conoscere le interferenze menzionate avendo cosi un'idea di quelli che possono essere i punti deboli dei risultati ottenuti e la loro attendibilità. La tesi pertanto cercherà di dimostrare gli effetti della flessibilità della macchina di prova su diversi risultati ottenibili da un drop test utilizzando un modello multicorpo di un carrello e della macchina di prova in uso presso il Politecnico di Milano. Il modello numerico consentirà di paragonare i risultati ottenuti considerando le proprietà di rigidezza della macchina di prova reale con quelle di una ideale macchina di prova infinitamente rigida (pertanto esistente solo a livello numerico) permettendo quindi di comprendere gli effetti della flessibilità del layout di test. Infine si ragionerà su eventuali migliorie apportabili che possano ridurre gli effetti di flessibilità, comparando diverse soluzioni di contatto tra la slitta e le guide.