Flutter calculation based on gvt-results and theoretical mass model

• Main Author: Wojciech Chajec
• Format: Article
• Language: English
• Published: Vilnius Gediminas Technical University 2009-12-01
• Series: Aviation
• Subjects: aerodynamic flutter; ground vibration test; normal modes; mass model; orthogonalization; alteration of the mass distribution
• Online Access: http://journals.vgtu.lt/index.php/Aviation/article/view/6155
• ISSN: 1648-7788; 1822-4180

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. 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. First Publish Online: 14 Oct 2010 Reikšminiai žodžiai: aerodinaminis flateris, dažnuminiai bandymai žemėje, normalinės modos, masių modelis, ortogonalizavimas, masių išsidėstymo pokytis.