飞机坠撞环境下蒙皮抗烧穿特性研究

发布时间：2020-12-07 01:04

　　运输类飞机在可生存坠撞条件下的机身抗烧穿特性,是影响乘员安全的重要因素之一。本文针对机身蒙皮材料的抗烧穿问题开展烧穿试验,基于有限元分析软件对蒙皮材料的烧穿数值模拟方法进行研究。针对飞机结构抗烧穿适航性进行解析,明确池火的火焰特征及影响因素,阐述飞机机身的常见烧穿路径;解释抗烧穿判据的由来,确定隔热/隔音材料抗烧穿性的符合性判据;归纳总结抗烧穿试验方法的发展历程,明确25.856（b）条款符合性方法的发展过程。以附录F第VII部分的试验方法为基准,基于304不锈钢板开展了蒙皮材料抗烧穿试验,通过平板背部的温度分布规律发展了适用的双椭圆热源模型。依据试验温升曲线,利用最小二乘法对热源模型的参数进行优化反演,从而建立了面向抗烧穿分析的双椭圆热源模型。通过抗烧穿试验,对2024-T3铝合金及2060-T8铝锂合金开展抗烧穿特性研究。试验研究了厚度、平面尺寸及火焰峰值热通量对2024-T3铝合金平板温升及烧穿特性的影响,并通过宏观和微观方法对平板形貌进行分析。对比了2024-T3铝合金及2060-T8铝锂合金平板的抗烧穿特性差异,并进行机理分析。研究发现,2060-T8铝锂合金的抗烧穿特性优于... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

曼彻斯特空难提高机身抗烧穿性，即推迟火焰进入客舱的时间，可为乘员应急撤离提供时间保证

图 1-2 SANDIA 池火试验ster H 等人[6]开展了坠撞条件下的机身油池火烧穿试验，结机身提供 30 至 60 秒的抗烧穿保护时间；（2）玻璃纤维火焰烧穿机身下半部两侧蒙皮和隔热材料，进入货舱两；（4）起落架“放下”相比“收起”的状态，机腹蒙皮更的区域，例如尾翼区域，比具有隔热材料的机身更容易验存在成本高、不可重复性等缺点，相关学者开始对全法研究。1994 年，Keltner N 等人[7]针对 C-141 运输机坠数值模拟，重点研究机翼下表面、机腹蒙皮的温度及热火的温度、热通量偏小，计算模型较为保守。并在此基量的图谱。ng 等人[8]基于 FAA 进行的 C133 全尺寸油池火试验[9]开拟了客舱内的火焰蔓延过程，进一步验证了 SmartFire

得到了复合材料飞机机身表面在不同风速、风向下的的分布。研究结果表明：数值模拟的池火火焰形状与试由飞机与火焰的相互作用、风速、风向所决定。风速的增量分布发生变化。对于中低速风，最高的热通量出现在机情况下，最高的热通量出现在机身的背风侧。中高速风条峰值的幅度几乎相等，比低速风高 4 倍。ang 等人[12]基于 FDS[13-16]表明了运输类飞机坠撞后池火数，获得了蒙皮温度、热通量的分布，以及风速对蒙皮表果表明，机身蒙皮热通量峰值范围为 200-340 kW / m2，贡献率高于 95%。通过数值模型可以获得各种风速情况下等风速、高风速，其热通量峰值约为低风速情况下的 7-8和热通量在空间和时间上分布变化较大。


本文编号：2902331