某型客机坠撞过程中关键部件动载荷研究

摘要

飞机撞地是近些年造成民机事故的主要原因，相当部分飞行事故是在飞机降落过程中由起落架无法正常放下引起的。为提高此类事故中乘员的生存率，适航当局对飞机适坠性提出了明确的要求。飞机适坠性是评价民用飞机安全性能的重要指标，也是取得适航认证的关键，而客机轮起着陆(WUL,Wheels-UP Landing)迫降分析是适航认证要求中的重要组成。当飞机轮起着陆时，机体触地瞬间会受到强大的冲击作用，为保证乘员的生命安全，既要求机体有足够的强度能够维持一定比例的生存空间，又要求机体强度不能过高防止乘员身体出现过大的惯性载荷，这就需要对机体的动态响应进行详细地研究。
　　由于机体结构复杂、规模庞大，不少学者仅针对飞机某一关键部件（如客舱段、翼盒等）单独地进行仿真分析。事实上在飞机坠撞触地过程中，机身与机翼会互相作用、相互影响。基于此，本文致力于研究客机WUL应急着陆时全机的载荷响应。
　　本文主要工作如下：
　　1.根据国内外适航认证准则，总结大型客机WUL应急着陆时的初始条件：包括着陆重量、起落架收起与放下组合情况、质量分布等，并制订出合适的计算方法，用来研究民机轮起着陆时机体的动态响应，包括不同着陆构型下飞机简化模型触地位置的确定、飞机初始碰撞与二次碰撞激励力的施加原则等；
　　2.提出一种新的客机有限元模型简化方法。本文以某典型客机为例，首先建立该飞机详细的梁壳有限元模型；其次依照刚度等效的概念，提出一种模型的简化方法，并根据该方法对飞机详细模型进行简化，建立全机梁式简化模型；最后以该飞机机翼为例，对比详细有限元模型与简化模型的仿真分析结果，验证了模型简化方法的可靠性；
　　3.采用数值模拟的方法，将不同着陆构型下飞机的触地载荷作用于客机简化模型，计算不同着陆条件下机体结构的动态响应，同时对比分析不同工况的计算结果，研究客机关键部件（机身、左右机翼）的载荷响应以及影响该载荷响应的因素。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状和进展

1.3本文主要研究内容

第2章 飞机动态响应分析计算模型

2.1动响应分析方法

2.2动态响应分析的有限元模型

2.3某典型客机梁壳有限元模型的建立

2.4本章小结

第3章 梁式简化模型及验证

3.1梁式简化模型

3.2简化模型验证

3.3本章小结

第4章 机轮收起应急着陆机体响应分析

4.1不同工况初始条件

4.2不同工况结果对比分析

4.3本章小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目