Aeroelastic investigation of a strut-braced wing configuration

This thesis presents the results of a comparison carried out between a strut-braced wing aircraft and a cantilever wing aircraft of a similar size. The intention of the comparison was to gain a better understanding of the strut-braced wing, with focus on its aeroelastic characteristics. This novel configuration has been generating a lot of interest recently and several research groups have carried out studies of strut-braced wings. The present study is carried out as part of the HERWINGT project. The analysis was carried out using NeoCASS software. First, a modal analysis was carried out and the modes of the strut-braced wing configuration were compared to the modes of the cantilever wing configuration. Next, a comparison was made for the trim and gust load distribution for the two configurations. It was found that the wing root bending moment due to gust loads is not a sufficient criteria for designing the wing box of the strut-braced wing. Finally, a flutter analysis was carried out on the strut-braced wing and the results were compared against the results for a cantilever wing. These results provide guidance in developing a more efficient wing design as well as aiding in the design of gust alleviation mechanisms, if a further reduction in the gust loads is required.

Questa tesi presenta i risultati di un confronto effettuato tra un velivolo con ala controventata e un velivolo con ala a sbalzo di dimensioni simili. L'obiettivo del confronto era quello di acquisire una migliore comprensione dell'ala con ala controventata, con particolare attenzione alle sue caratteristiche aeroelastiche. Questa nuova configurazione ha suscitato recentemente molto interesse e diversi gruppi di ricerca hanno condotto studi sulle ali con ala controventata. Il presente studio è stato condotto nell'ambito del progetto HERWINGT. L'analisi è stata condotta utilizzando il software NeoCASS. Innanzitutto, è stata eseguita un'analisi modale e i modi della configurazione dell'ala con ala controventata sono stati confrontati con i modi della configurazione dell'ala a sbalzo. Successivamente, è stato effettuato un confronto tra la distribuzione del trim e del carico di raffica per le due configurazioni. Si è riscontrato che il momento flettente alla radice dell'ala dovuto ai carichi di raffica non è un criterio sufficiente per la progettazione del cassone alare dell'ala con ala controventata. Infine, è stata eseguita un'analisi del flutter sull'ala con ala controventata e i risultati sono stati confrontati con quelli di un'ala a sbalzo. Questi risultati forniscono indicazioni per lo sviluppo di un progetto di ala più efficiente e aiutano anche nella progettazione di meccanismi di attenuazione delle raffiche, qualora fosse necessaria un'ulteriore riduzione dei carichi di raffica.