Static and dynamic aeroelastic analysis of a very light aircraft

Uçak tasarım süreçlerinde, uçağın operasyonel kapsamı içinde aeroelastik olarak stabil olduğunun gösterilmesi gerekir. Bu tez, çok hafif bir uçağın statik aeroelastik, çırpınma ve rüzgar tepkisi analizine genel bir bakış sunar. Aeroelastik modelleme ve analiz için MSC.FlightLoads ve MSC.Nastran kullanılır. İncelenen hava aracının aeroelastik analizinde kullanılacak yöntemler, AGARD 445.6 kanadında test edilmiş olup, literatür ile uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Aerodinamik çözümün iyileştirilmesi, farklı aerodinamik modelleme ve aero-yapı birleştirme yaklaşımlarının incelenmesi gibi aeroelastik model düzeltmeleri uygulanmaktadır. Aerodinamik hesaplamalar, Nastran tarafından ses altı akışlar için kullanılan aerodinamik teori olan Doublet-Lattice Metodu'na (DLM) dayanmaktadır. Aerodinamik çözüm, ilk akıma aşağı doğru sapma ekleme yoluyla, kamber ve kanadın geliş açısı dahil edilerek iyileştirilir. DLM metoduna dayanan yükler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizinden elde edilen yükler ile karşılaştırılmış ve DLM düzeltmesinin statik aeroelastisite çıktıları üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Dinamik aeroelastik stabilite analizi ile uçuş zarfı içerisinde herhangi bir çırpınma sorununun olmadığı gösterilmiştir. Farklı kanatçık dönüş sertliği için çırpınma çözümleri sunulmaktadır. Son olarak, uçağın 1-kosinüs profilindeki ani rüzgara karşı dikey ivme tepkisi ve iç yapısal tepkisi analiz edilir. Seyir hızı koşulunda karşılaşılan ani rüzgarın, limit manevra yük faktörlerinden daha yüksek bir dikey hızlanma tepkisi ile sonuçlandığı gösterilmiştir. Ayrıca, farklı sağanak rüzgar gradyan uzunlukları için rüzgar hızının büyüklüğü ayarlanarak dinamik tepki analizleri tekrar edilmiştir. CS-VLA [1] tarafından gerekli görülen tek rüzgar gradyan uzunluğu için bulunanlardan bir miktar daha yüksek tepkiler, daha kısa bir gradyan uzunluğunda tespit edilmiştir. Dinamik tepki analizi, uçağın tepkisinin kısa sürede sönümlendiğini ve modelin dinamik olarak kararlı bir davranış gösterdiğini ortaya koymaktadır.