无人机飞鸟撞击机翼损伤程度预测仿真

摘要

日益普及的无人机“黑飞”现象频频发生,严重危及航空安全和正常航班运行,无人机撞击民机关键部位损伤程度的研究是航空冲击动力学的一个新型热点问题.此前,各民航大国都致力于外来物(Foreign Object Debris,FOD)尤其是鸟撞和冰雹撞击等,而对无人机撞击的研究成果屈指可数.依据鸟撞适航研究思路,采用有限元仿真软件ABAQUS分别用SPH法和拉格朗日法建立鸟撞和无人机撞击机翼的有限元模型,对二者撞击机翼过程的某个工况下进行损伤程度预测仿真.在相同的冲击初始条件下进行计算,得出了鸟体和无人机冲击机翼损伤耗散能、应变能随时间变化规律和机翼前缘变形规律.通过对比分析二者撞击机翼的损伤机理和失效过程,相同条件下鸟体撞击机翼蒙皮产生塑性变形,而无人机冲击机翼蒙皮会产生撕裂,甚至会穿透蒙皮造成更严重后果,得出了无人机撞击飞机比鸟体撞击飞机具有破坏性的结论.