HARİCİ YÜK ÇIRPINTI KALİFİKASYONU

EXTERNAL STORE FLUTTER QUALIFICATION

TÜBİTAK SAGE bünyesinde gerçekleştirilen harici yük çırpıntı kalifikasyon süreci,

· Aeroelastik Yerde Titreşim Testleri (YTT) · Sonlu Eleman Modeli Güncelleme · Aeroelastik Analizler · Çırpıntı Uçuş Testleri

aşamalarından oluşmakta ve bu sayede hava platformuna sertifiye edilecek olan harici yüklerin (füze, akıllı bomba vb.) hava platformu üzerindeki aeroelastik etkileri araştırılmakta ve analiz edilmektedir.

Bu kapsamda, hava platformunun, ilgilenilen harici yükleme konfigürasyonunda, önceden tanımlı uçuş zarfı sınırları içerisinde aeroelastik kararsızlıklara maruz kalıp kalmadığı incelenmekte ve karşılaşılması olası aeroelastik kararsızlıklar göz önünde bulundurularak ilgili harici yükleme durumu için uçuş zarfı güncellenmektedir.

TÜBİTAK SAGE, harici yük kalifikasyon sürecinin her aşamasını kendi imkanları ve 1. Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı/Hava Kuvvetleri Komutanlığı’nın desteği ile icra edebilecek yetkinliğe sahiptir.

As conducted by TÜBİTAK SAGE, external store flutter qualification process mainly consists of · Ground Vibration Test (GVT) · Finite Element Model Updating · Aeroelastic Analysis · Flutter Flight Test

consecutive steps. The external stores subject to certification, are investigated and analyzed in terms of aeroelastic means. Within this scope, the flight platform is investigated in terms of any aeroelastic instability problem within the prescribed flight envelope. The flight envelope is updated for the related external store configuration by examining the potential aeroelastic instabilities within the envelope. TÜBİTAK SAGE owns the facilities for the execution of all terms of an external store qualification process with the support of 1st Air Supply and Maintenance Center Command/Turkish Air Force.

YTT Sistemi Özellikleri Donanım

Pnömatik Askılama Sistemi Elektromanyetik Modal Sarsıcılar 168 kanallı SCADAS III Veri Toplama Sistemi

Yazılım LMS Test.Lab Structures Acquisition LMS PolyMAX

Ölçerler Tek Eksenli İvmeölçerler (10 g, 50 g, 500 g) Üç Eksenli İvmeölçerler (50 g) Dinamik Yük Ölçerler

3.00 45.00Linear

Hz

24.1e-6

0.02

Log

g/N

FRF LW:LW6:+Z/LW:LW6:+Z 0.25V

FRF LW:LW6:+Z/LW:LW6:+Z 0.5V

FRF LW:LW6:+Z/LW:LW6:+Z 1V

FRF LW:LW6:+Z/LW:LW6:+Z 2V

3.00 45.00Linear

Hz

3.00 45.00Hz

-180.00

180.00

Phase

°

5.00 12.00Linear

Hz

205e-6

0.02

Log

g/N

5.00 12.00Linear

Hz

5.00 12.00Hz

-180.00

180.00

Phase

°

1. AEROELASTİK YERDE TİTREŞİM TESTLERİ (YTT)

Aeroelastik yerde titreşim testleri, çırpıntı kalifikasyon sürecinin ilk basamağını oluşturmakta olup bu yer testlerinin amacı, MIL-HDBK-1763 askeri standardına uy-gun olarak test edilecek hava platformu/harici yük konfigürasyonunun, teorik çırpıntı hesaplamalarında kullanılmak üzere önemli modlarının frekans, sönüm ve mod şekillerinin deneysel olarak hesaplanmasıdır.

1. AEROELASTIC GROUND VIBRATION TESTS (GVT)

Aeroelastic Ground Vibration Test (GVT) is the initial step of a typical flutter qualifi-cation process. The main goal of GVT is to determine the mode shapes, frequencies and the related damping ratios of the flight platform experimentally, regarding the external store configuration(s) specified. GVT is conducted in accordance with the MIL-HDBK-1763 military handbook.

GVT System Specifications Hardware Pneumatic Suspension System Electromagnetic Modal Shakers SCADAS III Data Acqusition System

(168 channels) Software LMS Test.Lab Structures Acquisition LMS PolyMAX Transducers Single Axis Accelerometers (10 g, 50 g, 500 g) Triaxial Accelerometers (50 g) Dynamic Load Transducers

2. SONLU ELEMAN MODEL GÜNCELLEME

Bu aşamada, kabuk ve kiriş elemanlardan oluşan hava platformu/harici yük sonlu eleman modelindeki eleman özellikleri, sistematik bir şekilde değiştirilmekte ve böylelikle sonlu eleman modelinin mod şekli ve doğal frekanslarının YTT’den elde edilen modal verilerle birebir örtüşmesi sağlanmaktadır.

Sonlu elemanlar modeline ait tasarım değişkenleri optimizasyon süreci neticesinde güncellenerek sonlu eleman modelinin modal özellikleri ile Yer Titreşim Testi’nden elde edilen modal özellikler arasındaki hata en aza indirilinceye kadar sürdürülmek-tedir.

TÜBİTAK SAGE, modal güncelleme için Genesis® isimli yapısal

optimizasyon yazılımını kullanmaktadır.

2. FINITE ELEMENT MODEL UPDATING

In FE Model Updating, the element properties of the flight platform/external store finite element model, which consists of shell and beam type finite elements are modified systematically. Thus the mode shapes and the natural frequencies of the finite element model are harmonized with the GVT modal data.

TÜBİTAK SAGE, utilizes Genesis® structural optimization software for

modal updating.

Design variables related to the finite element model are updated at the end of the optimization process. The model updating process is carried on until the discrepancy between the modal properties of the finite element model and the GVT modal results is minimized.

TÜBİTAK SAGE, çırpıntı ana-lizleri için Zona Tech. Inc.

firmasının ürünleri olan ZAERO® ve ZEUS® yazılımlarını

kullanmaktadır.

3. AEROELASTIC ANALYSIS

In this stage of the flutter qualification process, where the aeroelastic analyses are conducted, prioritization of all external store configurations is done in terms of criticality level regarding aeroelastic considerations. Critical configurations for which the flutter flight test is necessary are determined and Mach-Altitude combinations, at which the flight flutter tests are to be conducted, are generated.

TÜBİTAK SAGE, utilizes ZAERO® and ZEUS® softwares for

aeroelastic analysis.

3. AEROELASTİK ANALİZLER

Aeroelastik analizlerin gerçekleştirildiği bu aşamada, çırpıntı kalifikasyonu yapılacak tüm hava platformu/harici yük konfigürasyonlarının aeroelastik açıdan kritiklik ön-celiklendirmesi yapılır, çırpıntı testi yapılması gerekli olan kritik konfigürasyonlar tespit edilir ve hız-irtifa verisinin yer aldığı çırpıntı test matrisi oluşturulur.

4. ÇIRPINTI UÇUŞ TESTLERİ

Kalifikasyon sürecinin son aşaması olan bu uçuş testlerinin amacı, MIL-HDBK-1763 askeri standardına uygun olarak test edilecek hava platformu/harici yük konfigüras-yonunun, önceden tanımlı uçuş zarfı içerisinde, herhangi bir aerodinamik kararsızlı-ğa maruz kalmadığını ve bu konfigürasyonun kabul edilebilir sönüm karakteristiğine sahip olduğunu doğrulamaktır.

Çırpıntı uçuş testleri sırasında hava platformu aeroelastik modları çırpıntı tahrik sistemi ile tahrik edilerek belirlenen uçuş koşullarında veri toplanır, Mobil Telemet-re İstasyonu aracılığıyla alınan veriler gerçek zamanlı modal analizlerde kullanılarak sönüm kestirimi yapılır.

Donanım/Yazılımlar

Çırpıntı Tahrik Sistemi Mobil Telemetre İstasyonu SCADAS III veri toplama sistemi LMS Test.Lab Flutter Testing

4. FLUTTER FLIGHT TESTS

The ultimate goal of Flutter Flight Test, which is the final stage of the flutter qualification process, is to substantiate that the flight platform with stores, which is to be qualified in accordance with the MIL-HDBK-1763 military handbook, will not undergo any critical aeroelastic instabilities and has satisfactory damping characteristics within the prescribed flight envelope for the external store configuration(s) of concern.

The aeroelastic modes of the flight platform are excited with the Flutter Excitation System and the real-time data are acquired during the Flutter Flight Test. The acquired data are transmitted to the Mobile Telemetry Station simultaneously and the data are used in modal analysis for real-time damping estimation.

Hardware/Software

Flutter Excitation System Mobile Telemetry Station SCADAS III Data Acqusition System LMS Test.Lab Flutter Testing

TÜBİTAK SAGE

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu Savunma Sanayii Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü

The Scientific and Technological Research Council of Turkey

Defense Industries Research and Development Institute

Pk. 16 06261 Mamak, ANKARA/TURKEY Phone: +90 (312) 590 90 00 Fax: +90 (312) 590 91 48/49

www.sage.tubitak.gov.tr