Dissertação
{en_GB=Effects of linear and nonlinear structural deflections on the performance and stability derivatives of high-aspect ratio wing aircraft} {} EVALUATED
{pt=O objetivo deste trabalho é investigar os efeitos das deflexões estruturais lineares e não-lineares na velocidade de flutter e nas derivadas de estabilidade de uma asa de elevado alongamento com flecha. Para os cálculos são usados métodos de baixa fidelidade para modelar o comportamento aeroelástico e estimar a velocidade de flutter, bem como métodos de alta fidelidade para o cálculo das derivadas de estabilidade. Foi feita uma comparação considerando diferentes condições de voo. No final, um estudo paramétrico mostra a influência da espessura do caixão da asa nos deslocamentos e na velocidade do flutter da asa. As derivadas de estabilidade foram estimadas considerando diferentes ângulos de ataque e recorrendo a simulações aerodinâmicas em regime estacionário. Os resultados para a asa mostram uma ligeira diferença entre as deformações lineares e não-lineares, aumentando esta com a deflexão. As deflexões não-lineares são normalmente inferiores às lineares, resultando numa velocidade de flutter maior para as diversas condições de fronteiras. Uma diferença notável entre as asas rígida e flexível foi observada na velocidade de flutter estimada devido aos diferentes modos de vibração responsáveis pelo flutter. Uma diminuição na espessura do caixão da asa tornou a asa mais flexível, resultando numa diminuição da velocidade de flutter, num deslocamento superior e numa variação das derivadas de estabilidade. As formas deformadas têm um CL e CM mais baixos, enquanto o CD/CL é maior do que para a asa rígida. Não foi possível reconhecer uma diferença notável entre as deformações lineares e não-lineares da asa. , en=The objective of this work is to investigate the effects of linear and nonlinear structural deflections on the flutter speed and static stability derivatives of a high aspect ratio swept wing. For the calculations low fidelity methods are used to model the aeroelastic behaviour and the prediction of the flutter speed, as well as high fidelity methods for the stability derivative calculation. A comparison was made considering different flight conditions. In the end, a brief parametric study shows the influence of wing box thickness on the displacements and flutter speeds. Considering different angles of attack, steady state calculations with computational fluid dynamics were done to estimate the static stability derivatives of the rigid and the flexible wings. The most relevant results show a slight difference in wing deformation for linear and nonlinear calculations, increasing with deflection. The nonlinear deflections are normally smaller than the linear ones, which results in higher flutter speed for the various boundary conditions. A noticeable difference in flutter speed was observed between the rigid and flexible wings due to the different vibrations modes that comprise the flutter mechanism. A decrease in wing box thickness made the wing more flexible, resulting in a decrease in flutter speed, an increase of displacement and a variation on the static stability derivatives. The deformed shapes have a lower CL and CM, whereas the CD/CL is higher than for the rigid wing. A noticeable difference between the linear and nonlinear deformed wings could not be recognized.}
novembro 10, 2017, 15:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
AUTOR
