● 摘要
随着我国十二五期间对于通用航空产业的重要布局进入实施阶段,我国对于通用飞机的研究,特别是通用飞机安全领域的研究成为了热点。为此,北京航空航天大学结构刚度教学研究室设计了一款十一座公务机“梦想一号”。作为该型号公务机研究的一部分,本文主要探究一种新型多重缓冲机身设计方案,提升公务机在紧急着陆情况下的安全性能。
为此,本文针对飞机的紧急着陆过程进行了理论分析,导出了飞机紧急着陆各个阶段的能量关系、动量关系。并明确了公务机在进行抗坠撞设计时所应遵循的前机身、中机身结构设计准则。
随后,针对上述准则,本文设计了一款抗坠撞设计前机身、多重缓冲中机身结构,并针对该种结构进行了建模。
为了验证设计结构的抗坠撞性能,以及探究多重缓冲机身结构中缓冲层数对于抗坠撞性的影响,本文建立了不同缓冲层数的机身有限元模型,并利用瞬态动力学有限元分析软件Dytran对公务机典型舱段进行了坠撞仿真。仿真结果表明,多重缓冲机身结构可以显著提高飞机机身的抗坠撞性能,缓冲层数对于抗坠撞性能有显著影响。
由于复合材料技术已经广泛应用于公务机设计领域,本文亦构建了使用复合材料结构的多重缓冲机身,并设计了两种铺层方案,并对其抗坠撞性能进行了计算、对比。
此外,由于国内外适航条例对于民用飞机抗坠撞性有着明确要求,本文结合设计、分析亦对公务机抗坠撞设计适航性进行了研究对比,提出了适坠性的设计手段和适航验证方法,供飞机研制单位和适航当局参考。
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