소형항공기 올레오 타입 전방착륙장치 충격해석

Impact Analysis of Oleo-pneumatic Nose Strut for Light Aircraft

본 연구에서는 올레오-뉴메틱(Oleo-pneumatic) 완충장치와 차등 제동 조향(Differential Braking Steering)을 위한 캐스터링 휠 포크(Castering Wheel Fork)가 적용된 소형항공기용 전방착륙장치의 충격하중 해석을 위한 비선형 2 자유도 수학적 모델을 생성하고, 수치해석 기법을 이용하여 시간에 따른 충격응답을 구하였다. 생성된 전방착륙장치의 수학적 모델은 타이어의 충격 시 동적 특성과 스트루트 기울기, 캐스터에 의한 모멘트, 타이어 접촉과 조향 등에 의해 발생하는 측면하중에 의한 올레오 스트루트 내부의 마찰 특성 등의 비선형 요소들을 포함하고 있다. 또 생성된 운동방정식의 수치해석은 4차 Runge-Kutta 방식을 이용하였으며, 운동방정식 및 수치해의 정확도를 평가하기 위한 타 항공기에 기 적용된 전방 착륙장치의 낙하시험 결과와의 비교 검증과정을 수행하였다.

In this study, a nonlinear 2 degree of freedom mathematical model has been developed for impact analysis of the nose landing gear of a light aircraft which is composed of an wheel & tire, an Oleo-pneumatic shock strut and the castering wheel fork for the differential braking steering, and then the response of impact is computed using a numerical method. The mathematical model of a nose landing gear contains nonlinear characteristics which are an impact load - deflection property of a tire and internally frictional forces between an inner surface of an upper cylinder and a bearing of a lower rod due to side forces like the declined angle of strut, the moment due to an wheel fork, the side drag due to a steering and it is computed using the 4th-order Runge-Kutta method. The comparison process between analytical results and experimental results of the other proven nose landing gear is carried out to verify the mathematical model.