RESPONSE OF AIRCRAFT WING AS MULTIBODY SYSTEM NEAR GROUND USING NATURAL AND JOINT CO-ORDINATES

Saad M. Issa and Abdulhamid A. Ghmmam



Department of Aeronautical Engineering, Faculty of Engineering
Tripoli University, Libya

E-mail: - sissa@aerodept.edu.ly

الملخص



جناح الطائرة كنظام متعدد الأجسام سوف يتم اختباره حسابيا باستعمال الإحداثيات الطبيعية والنسبية. مرونة الجناح تم اعتبارها عن طريق تقسيم الجناح إلى أجسام صغيرة متصلة بمفاصل مرنة. هذه المفاصل المرنة متكونة من لوالب التوائيه ومفاصل ميكانيكية والصلابة لتلك اللوالب تمثل المرونة للنظام. القوى الهوائية الغير ثابتة والمؤثرة على الجناح تم احتسابها وتضمينها في النموذج تحت الاختبار.
معدلات الحركة المتحصل عليها تم استنتاجها باستخدام طريقة القدرة الافتراضية بواسطة الإحداثيات الطبيعية تم بعد ذلك تحويلها إلى الإحداثيات النسبية. لاختبار والتحقق من هذه الطريقة الجديدة تم إيجاد استجابة جناح الطائرة كنظام متعدد الأجسام بالقرب وبعيد عن الأرض لأول ستة أشكال للنسق.


ABSTRACT



Aircraft wing as multibody system based on natural and joint co-ordinates is numerically investigated. The flexibility of the system's (wing) is being considered through discretizing the wing into a series of small rigid bodies interconnected by elastic joints. These elastic joints consist of flexural springs and mechanical joints. The stiffness of springs represents the elastic behaviour of the system's bodies. The unsteady air loads acting on the wing are evaluated by the use of Unsteady Vortex Lattice Method. The equations of motion obtained, through using of the principal of virtual power in terms of the natural co-ordinates, are transformed into another set of equations using velocity transformations. To asses and validate this new approach, the aircraft wing response near and far out of ground is obtained in terms of its first six mode shapes.

KEYWARDS: Aircraft wing; Multibody system; Unsteady aerodynamics; Natural and joint coordinates; Equation of motion; Mode shapes.