Genel amaç helikopterinin iniş takımında oluşan kendinden uyarımlı titreşimin farklı faydalı yükler için analizi
Analysis of the shimmy in the landing gear of a general-purpose helicopter for different payloads
Yazar: BURAK AKKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET BAL
OSTİM TEKNİK ÜNİVERSİTESİ / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Titreşim analizi = Vibration analysis ; İniş takımı = Landing gear

Özet:
İniş, kalkış ve yer operasyonları sırasında hava aracına destek sağlamak amacıyla, darbe enerjisini absorbe edecek şekilde tasarlanan iniş takımları yapının önemli bileşenlerindendir. Hava aracı arızalarının nedenlerden biri olan shimmy, lastik ve iniş takımı dinamiklerinin etkileşimi sonucu oluşan ve kazaya neden olabilecek bir titreşimdir.
  
Bu çalışmada sivil, askeri ve hava ambulans amacıyla kullanılan bir helikopterin, farklı yük ve taksi hızlarında shimmy davranışı incelenmiştir. İniş takımının burulma serbestlik dereceli matematiksel modeli elde edilmiş ve Von Schlippe gerilmiş yaylı lastik modeli dahil edilmiştir. Hareket denklemlerinin öz değerleri analiz edilerek sistemin farklı çalışma koşulları için kararlılık haritaları elde edilmiştir. Hareket denklemlerini çözmek için Runge-Kutta yöntemi (MATLAB ode45) kullanılmış ve viskoz bir sönümleyici önerilmiştir. Sönümlemenin elde edilebilmesi için, damperdeki Newtonsal olmayan silikon yağın farklı kinematik viskoziteye sahip versiyonları değerlendirilmiştir. Silikon yağının reolojik değerleri kullanılarak görünür viskoziteler elde edilmiş ve analiz tekrarlanmıştır.

Helikopterin taksi yapması için gereken başlangıç hızları ve maksimum yükleme değerlerindeki shimmy analizi sonucunda, silikon yağın daha yüksek kinematik viskoziteye sahip versiyonları kullanılarak sönümlemenin tüm koşullarda sağlandığı görülmüştür.

Abstract:
Landing gears, which are designed to absorb impact energy in order to provide support to the aircraft during landing, take-off and ground operations, are important components of the structure. Shimmy, which is one of the causes of aircraft failures, is a vibration that occurs as a result of the interaction of tire and landing gear dynamics and can cause an accident.
  
In this study, the shimmy behavior of a helicopter used for civil, military and air ambulance purposes are investigated at different load and taxi speeds. A torsional degree of freedom mathematical model of the landing gear is obtained, and a Von Schlippe stressed spring tire model is included. The eigenvalues of the equations of motion are analyzed and stability maps of the system for different operating conditions are obtained. Runge-Kutta method (MATLAB ode45) is used to solve the equations of motion and a viscous damper is proposed. To obtain the damping, versions of the non-Newtonian silicone oil in the damper with different kinematic viscosities were evaluated. Apparent viscosities were obtained using the rheological values of the silicone oil and the analysis was repeated.

As a result of the shimmy analysis at the initial speeds and maximum loading values required for the helicopter to taxi, it was seen that damping was achieved in all conditions by using versions of the silicone oil with higher kinematic viscosities.