Development and application of a test rig for aircraft tyres characterization

The focus of the present thesis is the mechanical characterization of two di􏰀fferent radial type aircraft tyres. The tyre model parameters have been identi􏰁fied on the basis of the data acquired during indoor experimental tests. The experimental tests include basic tyre properties, longitudinal and lateral forces (and moments) acquisitions and cleat tests for diff􏰀erent conditions of vertical load, in􏰂flation pressure, tyre speed and camber angle. The main aim of the tests is to identify several characteristics of the two tyres, such as rolling radius, contact patch dimensions, relaxation lengths, slip forces/moments and enveloping behaviour. A test rig that fulfi􏰁lls all the requirements has been designed together with a braking system for the nose landing gear wheel, required for the tyre longitudinal force characterization. A detailed description of the test rig, of the procedures and tests execution is presented in the thesis. The obtained raw experimental data have been pre-processed and converted into tyre data exchange format (TYDEX) fi􏰁les. A PAC2002 tyre model has been implemented. The tyre model presents good agreement with the experimental tests, especially for basic tyre properties, forces and moments, while considering the tyre dynamic behaviour the model is not capable to accurately match the experimental data at high speed.

Lo scopo della presente tesi è la caratterizzazione meccanica di due di􏰀fferenti pneumatici aeronautici di tipo radiale. I parametri del modello di pneumatico sono stati identi􏰁ficati a partire dai dati acquisiti durante test sperimentali indoor. I test sperimentali includono proprietà di base del pneumatico, acquisizioni di forze longitudinali e laterali (e momenti) e test sull'ostacolo per di􏰀fferenti condizioni di carico verticale, pressione di gonfi􏰁aggio, velocità del pneumatico e angolo di camber. Lo scopo principale dei test è l'identi􏰁ficazione di diverse caratteristiche dei due pneumatici, tra le quali il raggio di rotolamento, le dimensioni dell'impronta di contatto, le lunghezze di rilassamento, forze/momenti e il comportamento di inviluppo sull'ostacolo. Un banco prova che soddisfi􏰁 tutte le richieste è stato progettato in concomitanza con un sistema frenante per lo pneumatico del carrello anteriore, richiesto per la caratterizzazione delle forze longitudinali. Una descrizione dettagliata del banco prova, delle procedure e dello sviluppo dei test è presentata nella tesi. I dati sperimentali ottenuti sono stati pre-processati e convertiti in 􏰁files con un formato apposito (TYDEX). Un modello PAC2002 è stato utilizzato. Il modello di pneumatico presenta una buona corrispondenza con i dati sperimentali, specialmente per le proprietà di base, le forze e i momenti, mentre considerando il comportamento dinamico il modello non è in grado di riprodurre accuratamente i dati sperimentali per alte velocità.