시스템 해석 Aircraft-Arresting Gear System

소개

Arresting Gear (이하 A-Gear)는 일반적으로 항공모함에서 비행기의 착륙 시 착륙거리(Landing Distance)와 비행기의 속도를 효과적으로 줄이기 위해 사용된다. 비행기가 착륙하는 지점에 수평으로 가로질러 케이블이 놓여있으며, 비행기의 tailhook에 케이블이 걸려 비행기의 변위와 반대 방향으로 힘이 작용하여 속도를 줄이고 궁극적으로 착륙거리를 줄이게 된다. A-Gear는 일반적으로 항공모함에서 많이 사용되나, 항공모함 외에 육지에서도 사용되고 있으며 케이블을 이용한 Arresting외에도 바리케이트나 장벽을 이용한 방법도 사용되어진다.

본 Term-project에서는 위에서 설명한 A-Gear시스템을 Mass-Spring-Damper System으로 디자인하고 각 구성요소의 거동과 시스템전체의 성능을 해석하고, 또한 비선형 댐퍼의 성능을 선형화하여 성능 해석 후 선형화한 시스템의 타당성을 검토 해 보도록 할 것이다.

목차

1. Introduction

1.1 Aircraft-Arresting Gear System
1.2 The Purpose of the Project

2. Given data and Qualifications

2.1 Given Data
2.2 Qualifications

3. Actual System analysis

3.1 Landing distance and speed
3.2 Other Components Properties

4. Linearized System analysis

4.1 System Linearize
4.2 Linearized System Properties

5. Conclusion

첨부 : M-file script

본문내용

위의 시스템은 다음과 같은 미분방정식으로 나타낼 수 있다.

m₁ẍ₁= -2Fk1sinθ (Fk1 is the force due to the spring with spring constant Fk1)
m₂ẍ₂= 2Fk1 - Fk2 (Fk2 is the force due to the spring with spring constant k2)
m₃ẍ₃= Fk2 - FD (FD is the damping force of the piston)

FD = f(x₃)(ẋ₃)2

또한 Fk1 과 Fk2 은 다음과 같은 관계식을 만족한다.

Fk1 = k1(y1-2x2) for y≧2x2
Fk2 = k2(x2-x3) for x2≧x3



기하학적인 관계에 의하여

sinθ = x1/(h+y1) = x1/√x12+h2 ⇒ x12 = 2hy1 + y12

함수 f(x₃)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

f(x3)=8.25E-11x38-2.52E-08x37+2.93E-06x36-1.55E-04x35+0.00323x34+8.37E-04x33+0.01065x32-25.2148x3+399.7133

참고자료

· http://science.howstuffworks.com/aircraft-carrier.htm/printable