Studio della risonanza al suolo di un elicottero in presenza di sistemi di aumento della stabilità

Aim of the present work is to describe the results of the stage made in AgustaWestland. Aim of the work was to develop a mathematical model of the helicopter for the computation of the stability of the aircraft on ground (ground resonance) and to show the influence of the stability augmentation system (SAS). Experimental test perfomed in AgustaWestland highlighted that the stability margin of the aircfraft on ground descreases when the stability augmentation system is turned on. It has been realized, therefore, a linearized model of the helicopter for ground resonance analyses that includes, also, the stability augmentation system. The code used is MASST, it has been developed by the department of Aerospace Engineering of Politecnico of Milan. Analyses have been performed in frequency and in time domain, considering different main rotor thrust, engaging or disengaging the stability augmentation system. The activation of the stability augmentation system in the mathematical model demonstrates the reduction of stability margin, maintaining the helicopter stable in all the tested conditions; this is in accordance with the experimental results. The non linearity of the blade damper has been considered and implemented in the mathematical model in order to evaluated its effects on the ground resonance stability. The effects of the non linear damper has been evaluated by means of time response analyses which confirmed the results obtained with the previous linearized model. Finally, a procedure for the implementation of non linear landing gears has been developed and presented. The mathematical model including the non linear landing gears has not been developed and it represents a future development of this work.

Scopo di questo lavoro è la presentazione dei risultati ottenuti durante l’attività di stage effettuata presso l’azienda AgustaWestland. L’obiettivo è stato quello di sviluppare un modello numerico dedicato al calcolo della stabilità di un elicottero a terra (ground resonance) e mostrare l’influenza dell’attivazione del sistema di aumento della stabilità (SAS). Le prove sperimentali effettuate in azienda hanno infatti mostrato che l’attivitazione del sistema di aumento della stabilità comporta una diminuzione del margine di stabilità della macchina a terra. Per riprodurre questo comportamento è stato realizzato un modello linearizzato di elicottero, comprensivo del sistema di aumento della stabilità, utilizzando il codice MASST sviluppato dal dipartimento di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Milano. Sono state effettuate analisi sia nel dominio della frequenza, sia in quello del tempo, considerando diverse condizioni operative della macchina, come ad esempio diversi livelli di trazione sviluppata dal rotore principale e attivando o disattivando il sistema di aumento di stabilità. L’attivazione di tale sistema nel modello numerico ha dimostrato la riduzione del margine di stabilità pur mantenendo l’elicottero stabile in qualsiasi condizione; ciò è in accordo con i risultati sperimentali. E’ stata inoltre inserita una non linearità concentrata nel damper delle pale per valutare il suo effetto sulla stabilità della macchina a terra. Attraverso il modello contenente la non linearità, sono state effettuate analisi nel dominio del tempo che hanno confermato i risultati ottenuti con il modello linearizzato. Infine si è realizzata una procedura per l’implementazione della non linearità dei carrelli di atterraggio. Il modello di elicottero con incluse le non linearità dei carrelli, calcolate con la procedura qui descritta, rappresenta uno sviluppo futuro del lavoro.