Prediction of limit cycle oscillations in complex aeroservoelastic systems

This thesis has been made in collaboration with Leonardo S.p.A. Helicopters Division, with the goal of the development and analysis of methodologies for predicting and assessing the stability of limit cycle oscillations in non-linear systems. Two main models are used in order to verify said methodologies: a typical section with three degrees of freedom and a tail stabilizer model with six degrees of freedom. Additionally, a modelization of the free-play of an aircraft elevator is performed based on test data. The non-linearity model is then used to quantify the limit cycle oscillations of the typical section and stabilizer model and to characterize the relevance of non-linear characteristics such as free-play and backlash.

Questa tesi è stata realizzata in collaborazione con Leonardo S.p.A. Helicopter Division, con l'obiettivo di sviluppare e analizzare metodologie per la previsione e la valutazione della stabilità delle oscillazioni di cicli limite in sistemi non-lineari. Per la verifica di dette metodologie vengono utilizzati due modelli principali: una sezione tipica con tre gradi di libertà e un modello di stabilizzatore di coda con sei gradi di libertà. Inoltre, viene eseguita una modellizzazione della non-linearità dello elevatore di un aereo. Il modello dell'attuatore viene quindi utilizzato per quantificare le oscillazioni di cicli limite del modello di sezione tipica e stabilizzatore e per caratterizzare la rilevanza di caratteristiche non lineari come il free-play e il backlash.