مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی ارتعاشات تمام‌بدن خلبان در بالگردها با استفاده از مدل‌سازی دینامیکی غیرخطی بالشتک صندلی پلی‌یورتان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده هوافضا، دانشگاه شهید ستاری، تهران، ایران
2 دانشکده هوا فضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
10.48311/mme.2026.119007.82968
چکیده
قرار گرفتن خلبانان در معرض ارتعاشات بالگرد طی پرواز و مانورها می‌تواند منجر به فشارهای فیزیکی بلندمدت شود، به‌ویژه در محدوده فرکانسی پایین (۰–۲۰ هرتز) که بیشترین اثر بیودینامیکی و ناراحتی را ایجاد می‌کند. اگرچه سیستم‌های تعلیق صندلی تا حدی انتقال ارتعاشات را کاهش می‌دهند، بالشتک صندلی نقش کلیدی در تأمین راحتی کلی پرواز ایفا می‌کند. این مطالعه یک بررسی یکپارچه محاسباتی–تجربی از بالشتک‌های صندلی پلی‌یورتان پلی‌اتر غیرخطی و تأثیر آن‌ها بر راحتی خلبان بالگرد ارائه می‌دهد. تحلیل راحتی پرواز ابتدا با مدل بیودینامیکی چهار درجه آزادی انجام شد و سپس با گسترش به مدل پنج درجه آزادی، دینامیک بالشتک صندلی به‌طور صریح لحاظ گردید. خواص سختی و میرایی خطی و غیرخطی بالشتک‌ها از طریق آزمون‌های تحلیل مدال به‌طور تجربی اندازه‌گیری شده و داده‌ها برای اعتبارسنجی مدل‌ها استفاده شدند. نتایج نشان می‌دهند که لحاظ‌کردن رفتار غیرخطی بالشتک صندلی موجب بهبود قابل توجه پیش‌بینی شاخص‌های انتقال‌پذیری، امپدانس مکانیکی و جرم ظاهری شده و با داده‌های تجربی مطابقت قوی دارد. این یافته‌ها اهمیت مدل‌سازی دقیق رفتار غیرخطی را در طراحی بالشتک‌های صندلی برای افزایش ایزولاسیون ارتعاش و ارتقای راحتی کلی خلبان برجسته می‌کنند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Experimental Investigation of Pilot Whole-Body Vibrations in Helicopters Using Nonlinear Dynamic Modeling of Polyurethane Seat Cushion

نویسندگان English

seyed mohammad Kamali 1
Ali nouri 2
Heshmat allah mohammad Khanlo 1
Hadi Saouri 3
1 Department of Aerospace Engineering, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Department of Aerospace Engineering, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده English

Exposure to helicopter vibrations during flight and maneuvers can lead to long-term physical strain on pilots, particularly in the low-frequency range (0–20 Hz). While seat suspensions provide some vibration isolation, the seat cushion plays a critical role in overall ride comfort. This study presents an integrated computational and experimental investigation of nonlinear polyether polyurethane seat cushions and their effect on helicopter pilot comfort. Ride comfort is initially analyzed using a 4-DOF biodynamic model and subsequently extended to a 5-DOF model to explicitly include seat cushion dynamics. Experimental measurements of both linear and nonlinear stiffness and damping properties are conducted through modal analysis tests, providing data for model validation. Results demonstrate that considering nonlinear cushion behavior significantly improves predictions of transmissibility, mechanical impedance, and apparent mass, showing strong agreement with experimental observations. The findings highlight the importance of accurate nonlinear modeling for the design of seat cushions that enhance vibration isolation and improve overall pilot ride comfort.

کلیدواژه‌ها English

Cushion
ride comfort
Whole body vibration
Transmissibility
Nonlinear Damping and Stiffness

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 اسفند 1404