Análisis Multicuerpo del Tren de Aterrizaje de Palanca y Resorte con Amortiguadores de Choque de Elastómero: Modelado, Simulaciones y Pruebas de Caída
Autores: Li, Fuyou; Zhu, Jianxin; Zou, Xiangfu; Pan, Zhongjian; Chen, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis Multicuerpo del Tren de Aterrizaje de Palanca y Resorte con Amortiguadores de Choque de Elastómero: Modelado, Simulaciones y Pruebas de Caída
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Fuerza de reacción del suelo
Tren de aterrizaje de palanca-resorte
Amortiguadores de elastómero compresible
Diseño estructural basado en FEA
Simulación de dinámica multibody
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga la fuerza de reacción del suelo del tren de aterrizaje de resorte de palanca (LSLG) equipado con amortiguadores de elastómero comprimible (ESA) durante el proceso de aterrizaje. Primero, se desarrolló un modelo dinámico numérico del LSLG en MATLAB/Simulink, revelando que la rugosidad de la pista ejerce una influencia negligible en la fuerza de reacción del suelo durante el aterrizaje. Las características de carga establecieron referencias fundamentales para el posterior diseño estructural basado en FEA. Además, se desarrolló un modelo de FEA que integra el LSLG y la aeronave con parámetros calibrados para unidades elásticas. La simulación de dinámica multibody (MBDS) cuantificó la fuerza de reacción vertical del suelo y las tensiones estructurales del LSLG, demostrando dos relaciones críticas: (1) el coeficiente de sobrecarga se correlacionó con la velocidad de hundimiento, pero no exhibe correlación con la masa de la aeronave y (2) el pico de la fuerza oscilante se atenuó más rápido con un peso de aterrizaje más pesado a mayores velocidades de hundimiento. Se ajustó una función no lineal de múltiples variables para predecir la máxima fuerza de reacción vertical del suelo. Posteriormente, la validación experimental a través de una prueba de caída del tren de aterrizaje (LGDT) mostró un error máximo del 8.39% entre los resultados del LGDT y el MBDS, confirmando la precisión de la simulación y la función de superficie ajustada para la predicción de fuerzas. El estudio valida además la viabilidad y fiabilidad de utilizar el MBDS para modelar y estudiar el LSLG con ESAs.
Descripción
Este estudio investiga la fuerza de reacción del suelo del tren de aterrizaje de resorte de palanca (LSLG) equipado con amortiguadores de elastómero comprimible (ESA) durante el proceso de aterrizaje. Primero, se desarrolló un modelo dinámico numérico del LSLG en MATLAB/Simulink, revelando que la rugosidad de la pista ejerce una influencia negligible en la fuerza de reacción del suelo durante el aterrizaje. Las características de carga establecieron referencias fundamentales para el posterior diseño estructural basado en FEA. Además, se desarrolló un modelo de FEA que integra el LSLG y la aeronave con parámetros calibrados para unidades elásticas. La simulación de dinámica multibody (MBDS) cuantificó la fuerza de reacción vertical del suelo y las tensiones estructurales del LSLG, demostrando dos relaciones críticas: (1) el coeficiente de sobrecarga se correlacionó con la velocidad de hundimiento, pero no exhibe correlación con la masa de la aeronave y (2) el pico de la fuerza oscilante se atenuó más rápido con un peso de aterrizaje más pesado a mayores velocidades de hundimiento. Se ajustó una función no lineal de múltiples variables para predecir la máxima fuerza de reacción vertical del suelo. Posteriormente, la validación experimental a través de una prueba de caída del tren de aterrizaje (LGDT) mostró un error máximo del 8.39% entre los resultados del LGDT y el MBDS, confirmando la precisión de la simulación y la función de superficie ajustada para la predicción de fuerzas. El estudio valida además la viabilidad y fiabilidad de utilizar el MBDS para modelar y estudiar el LSLG con ESAs.