非包容转子爆破对增压舱安全防护的审定技术研究

发布时间：2017-08-02 06:08

  本文关键词：非包容转子爆破对增压舱安全防护的审定技术研究

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【摘要】：随着民用航空事业的快速发展,飞机增压舱的安全性和舒适性已成为民用航空器营运的最基本的要求。飞机发动机非包容事故一旦发生,增压舱将遭受到巨大的威胁。因此在巡航高度下,若受非包容转子碎片的撞击,增压舱可能会发生破损,在客舱内外压强差的作用下增压舱内的气体会发生泄漏,进而使乘客由于缺氧而造成生理损伤。目前,国内虽然对非包容转子爆破已经进行了一些相关的研究,但增压舱内部气体压力对碎片撞击增压舱的影响和增压舱破损后客舱释压率的问题并没有系统的分析。因此,本文结合适航规章的要求,对非包容碎片侵彻增压舱和侵彻后增压舱的释压率问题进行了以下研究:1.根据中国民航局颁布的适航规章25部(CCAR25)和美国联邦航空管理局发布的咨询通告AC20-128A和AC25-20,对非包容转子爆破对增压舱结构防护、增压舱系统安全和增压舱释压的适航要求进行了分析,并得到了与本文仿真内容相关的技术参数,为本文数值仿真提供基础。2.针对非包容转子爆破对民用飞机增压舱的安全方面问题进行了分析。首先对非包容转子碎片产生的原因及特点进行阐述;然后对增压舱的功能与结构、以及非包容转子碎片对增压舱的安全危害进行了研究。3.对非包容转子碎片撞击增压舱的侵彻效应进行了分析。以客舱压力高度为2400米的增压舱为研究对象,采用不同大小的碎片,针对增压舱内外压强差产生的压差载荷,利用ANSYS旗下的非线性动力学AUTODYN分析软件,对非包容转子碎片侵彻增压舱的过程进行了数值模拟研究。4.通过对释压率理论公式的推导,得到了座舱压力高度随时间变化的函数;然后分别考虑增压舱泄漏量和侵彻效应的影响,对释压率计算方法进行了分析;最后依据适航规章CCAR25.841的要求,得出了不同等效泄漏面积下飞机的临界下降速率。
【关键词】：非包容性 增压舱 释压率 碎片 ANSYS/AUTODYN
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V245.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstarct6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 论文研究的背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 非包容转子爆破的研究方法12-15
• 1.2.1 试验分析法12-14
• 1.2.2 数值仿真法14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 非包容转子爆破对增压舱安全防护的适航要求分析17-22
• 2.1 增压舱结构防护的适航要求分析17-18
• 2.1.1 条款内容17-18
• 2.1.2 条款的技术解释18
• 2.2 增压舱设备系统的适航要求分析18-19
• 2.2.1 条款内容18-19
• 2.2.2 条款的技术解释19
• 2.3 增压舱释压的适航要求分析19-20
• 2.3.1 条款内容20
• 2.3.2 条款的技术解释20
• 2.4 有关非包容转子和增压舱的咨询通告的分析20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 非包容转子爆破对增压舱的安全问题分析22-30
• 3.1 非包容碎片产生原因及特点分析22-27
• 3.1.1 非包容碎片的相关定义22-25
• 3.1.2 非包容碎片的分类25
• 3.1.3 非包容失效的危害25-27
• 3.2 增压舱的功能与结构27-28
• 3.2.1 增压舱的功能27
• 3.2.2 增压舱的结构27-28
• 3.3 非包容碎片对增压舱安全分析28-29
• 3.3.1 增压舱释压的定义28
• 3.3.2 增压舱释压的来源28
• 3.3.3 影响释压率大小的因素28-29
• 3.3.4 增压舱释压的危害分析29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 非包容转子碎片对增压舱侵彻效应分析30-45
• 4.1 非包容转子碎片的定义30-31
• 4.2 材料本构模型31-32
• 4.2.1 材料的本构模型31
• 4.2.2 数值计算的方法31-32
• 4.3 非包容碎片侵彻模型的建立及验证32-34
• 4.3.1 数值模型的建立32-33
• 4.3.2 数值模型的验证33-34
• 4.4 非包容转子爆破侵彻效应结果分析34-41
• 4.4.1 数值模型的建立34-36
• 4.4.2 气体压力对增压舱穿孔大小的影响36-40
• 4.4.3 碎片速度对增压舱壁穿孔直径大小的影响40-41
• 4.5 增压舱防护挡板的分析41-43
• 4.5.1 常用金属防护材料41-42
• 4.5.2 计算结果分析及结论42-43
• 4.6 本章小结43-45
• 第五章 非包容转子爆破对增压舱释压率的计算方法研究45-56
• 5.1 增压舱释压率简化数学模型的建立45-48
• 5.1.1 依据与假设45
• 5.1.2 计算公式的推导45-48
• 5.2 考虑增压舱泄漏量的释压率计算分析48-49
• 5.3 侵彻效应的释压率计算分析49-50
• 5.4 简化释压过程的数值仿真50-55
• 5.4.1 数值仿真50-53
• 5.4.2 数据分析53-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章结论与展望56-58
• 6.1 全文结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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