Modello di carrello di atterraggio per simulazione del volo

L’obiettivo di questo lavoro di tesi è l'implementazione di un modello dinamico rappresentativo dei carrelli di atterraggio di un elicottero, adatto alla simulazione del volo. Inizialmente sono state cercate informazioni teoriche su varie risorse disponibili in letteratura riguardanti gli elicotteri e, in particolare, i diversi tipi di carrelli; inoltre ho cercato di reperire informazioni sui modelli dinamici che permettono di calcolare le forze ed i momenti che agiscono sui carrelli degli elicotteri, specialmente in fase di atterraggio. L’elicottero è stato approssimato come un corpo rigido e si sono cercate le equazioni differenziali che descrivono la dinamica del moto, sia in un sistema di riferimento solidale all’elicottero (assi body), che in un sistema di riferimento inerziale (assi NED). Sono state quindi individuate le formule utili a modellare il contatto carrello-suolo e a stimare, durante l’atterraggio ed il decollo, le forze ed i momenti scambiati con il terreno. Sono quindi state individuate le matrici che permettono di passare da un sistema di riferimento all’altro attraverso gli angoli di Eulero. Successivamente si è studiato come modellare a livello dinamico il carrello di atterraggio di un elicottero, specialmente per quanto riguarda il contatto ruota-pneumatico con il terreno. Si è scelto di modellare il contatto approssimando la fisica del problema mediante un sistema molla-smorzatore. Una volta sviluppato un modello teorico del problema, esso è stato implementato in ambiente Simulink, un modulo del codice di calcolo ingegneristico Matlab che consente di creare modelli dinamici attraverso blocchi predefiniti ed effettuare simulazioni in diverse condizioni. I risultati ottenuti dalle simulazioni forniscono il valore numerico delle variabili interessate nella simulazione istante per istante e si riesce a salvare l’andamento nel tempo delle forze e dei momenti che agiscono sulle gambe del carrello dell’elicottero durante l’atterraggio.