Analisi e modellazione dell'interazione dinamica pneumatico-terreno del carrello di atterraggio anteriore di un velivolo leggero = Analysis and modeling of the dynamic interaction between tire and ground of the nose landing gear of a light aircraft

In ambito aeronautico lo sviluppo e la ricerca di modelli digitali che permettano il dimensionamento e le simulazioni dei comportamenti di tutti i sistemi è in continua crescita. Le ruote dei carrelli dell'aereo sono elementi fondamentali per la stabilità del velivolo, per tutte le manovre effettuate sull'asfalto e in fase di decollo e in particolar modo nella fase di atterraggio. Lo scopo della tesi è lo studio della dinamica del carrello anteriore di un velivolo (nose landing gear NLG), attraverso l'ausilio di modelli matematici. In particolare, lo studio prevede una prima parte di dimensionamento preliminare della sospensione oleopneumatica e della ruota. Successivamente, si procede con l'analisi della dinamica verticale come un sistema a due gradi di libertà (2DOF) e della dinamica longitudinale, ipotizzando il velivolo come un corpo rigido connesso al carrello attraverso l'ammortizzatore, capace di scambiare le forze con il terreno attraverso lo pneumatico. È stato analizzato il fenomeno dello shimmy, il moto oscillatorio auto-eccitato della ruota attorno all'asse di sterzata del carrello, attraverso l'utilizzo e il confronto di vari modelli matematici dello pneumatico. Effettuando un'analisi di sensitività è stato possibile notare l'influenza dei vari parametri sulla dinamica del sistema. Le simulazioni sono state effettuate in ambiente MATLAB/Simulink, per rappresentare la dinamica generale dell'intero sistema.