Flutter calculation based on gvt-results and theoretical mass model

Abstract

Ground vibration tests (GVT) are a typical source of data for flutter prediction. In this paper, a simple, lowcost method to calculate flutter is presented. In this method, measured frequencies, mode shapes of an airplane are used and, additionally, the theoretical mass model of it. If the theoretical mass model is used, it is possible to calculate generalized masses of modes and cross mass couplings between them. The mass couplings of normal modes should be zero. Orthogonalization is correction of the mode shapes to lead the couplings to zero. The possible orthogonalization methods are presented in chapter 2. Based on eigenmodes of airplane configuration during GVT, it is possible to determine the eigenmodes of the same free airplane after a relatively small mass change, i.e. for another mass distribution that was not investigated by GVT. In the procedure presented in chapter 3, it is assumed that geometric and stiffness properties do not change. The methodology was used in the own flutter calculation software that is useful for flutter prediction of light airplanes and sailplanes.

Flaterio skaičiavimas remiantis dažnuminių bandymų rezultatais ir teoriniu masių modeliu

Santrauka. Dažnuminiai  bandymai  žemėje  yra  tipinis  informacijos  šaltinis  flaterio  skaičiavimui.  Šiame  straipsnyje  pateikiamas  paprastas  ir  pigus  flaterio skaičiavimo metodas. Šiame metode naudojamos lėktuvo išmatuotų dažnuminių modų formos ir teorinis lėktuvo masių modelis. Naudojant teorinį masių modelį galima apskaičiuoti apibendrintas modų mases ir masių ryšius tarp jų. Normalinių modų masių ryšys turi būti lygus nuliui. Ortogonalizavimu koreguojamos modų formos, siekiant ryšius sumažinti iki nulio. Galimi ortogonalizavimo metodai pateikti antrame skyriuje. Remiantis  lėktuvo  laisvųjų  svyravimo  modomis,  gautomis  dažnuminių  bandymų  žemėje  metu,  galima  nustatyti  kitokio  masių  pasiskirstymo įtaką laisvųjų svyravimų modoms. Procedūroje, pateiktoje trečiame skyriuje, manoma, kad geometrinės ir standumo savybės nesikeičia. Ši  metodologija  buvo  panaudota  savoje  programinėje įrangoje  flateriui  skaičiuoti,  kurią  galima  naudoti  lengvų  lėktuvų  ir  sklandytuvų  flaterio skaičiavimui.

Reikšminiai žodžiai: aerodinaminis flateris, dažnuminiai bandymai žemėje, normalinės modos, masių modelis, ortogonalizavimas, masių išsidėstymo pokytis.

First publish online: 14 Oct 2010

Keyword : aerodynamic flutter, ground vibration test, normal modes, mass model, orthogonalization, alteration of the mass distribution