автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.03, диссертация на тему:Динамическое взаимодействие элементов конструкции летательного аппарата с птицей

Введение.

Глава 1. Постановка задачи и методика исследования.

1.1. Цели работы.

1.2. Расчетная модель процесса динамического взаимодействия.

1.3. Принципы описания лагранжевых и эйлеровых пространств.

1.4. Моделирование взаимодействия.

1.5. Верификация расчетной методики по данным натурных испытаний.

Глава 2. Нагрузки при ударе птицы.

2.1. Теория давления при соударении цилиндрической струи жидкости с твердыми телами.

2.2. Расчетное исследование силового взаимодействия птицы с жесткой и упругой конструкцией.

2.3. Анализ результатов.

Глава 3. Инженерная методика оценки прочности элементов конструкции летательного аппарата при соударении с птицей.

3.1. Прочность плоских стенок лонжеронов.

3.2. Прочность криволинейных панелей передней кромки крыла и оперения.

3.3. Прочность подкрепленных панелей кабины пилотов.

Глава 4. Расчетные исследования динамической прочности элементов конструкции при соударении с птицей.

4.1. Транспортный самолет.

4.2. Магистральный самолет.

4.3. Анализ конструктивных решений, повышающих безопасность конструкции при соударении с птицей.

Повышение требований к безопасности полетов пассажирских самолетов выдвигает на передний план комплекс новых проблем, связанных с обеспечением прочности планера конструкции. В частности, среди разнообразных воздействий на летательный аппарат (J1A), в последнее время стал актуальным класс так называемых ударных нагрузок. Природа этих воздействий может быть различной: взрыв в салоне, соударение с посторонними предметами в полете и при наземной эксплуатации. Типичной характеристикой ударов является действие локальных нагрузок в течение короткого промежутка времени. Удар приводит к резкому скачку напряжений и деформаций в локальной зоне конструкции JIA. К числу таких воздействий, безусловно, следует отнести столкновение летательного аппарата в полете с птицами.

Соударение элементов конструкции летательного аппарата с птицей понижает характеристики безопасности полета. Последствия такого рода ударов, как показывает практика, могут стать причиной аварии или катастрофы. Столкновение с птицей может привести к разрушению силового элемента конструкции, а затем и к потере несущей способности всего агрегата. Пробитие птицей лобового стекла кабины является причиной разгерметизации фюзеляжа, вызывая необратимые последствия для конструкции и находящихся внутри самолета пассажиров. Попадание крупной птицы в двигатель практически всегда оканчивается разрушением лопаток компрессора, потерей его работоспособности, а также повреждением конструкции летательного аппарата. Рассматриваемая проблема актуальна не только для самолетов и ракет, но и для вертолетов, где столкновение лопастей вращающего винта в полете с любым объектом, как правило, приводит к катастрофе.

Ежегодно регистрируются все возрастающее число происшествий, включая катастрофы, связанных с соударением JIA в полете с птицами. Так статистика происшествий ВВС США дает следующий рост числа столкновений: за период 1942-1946 гг. зафиксировано около 500 столкновений с птицами, за 1946-1956 гг. произошло более 1100 случаев, за 1956-1966 гг. - более 1500, за период с 1976 года по 1986 гг. только столкновений с остеклением кабины - 2721. По сообщению германского агентства ДПА, только в 1986 году в ФРГ зарегистрировано более тысячи аварий, связанных с соударением с птицами, экономический ущерб от которых составил более 30 миллионов марок. В гражданской авиации СССР в 60-х годах происходило ежегодно примерно 1500 столкновений с птицами. С 70-х годов эта причина аварий вышла на третье место в мире после отказов в работе системы и ошибок летного состава [1]. Самой крупной катастрофой является гибель более ста пассажиров самолета «Вискаунт» в 1962 году [2]. В результате столкновения самолетов с птицами погибло более 400 человек. Согласно статистике по США за 1990-2000 гг., материальный ущерб от ударов птиц в JIA - более 390 миллионов долларов в год (более $500 млн. за 2000 год). При этом количество ударов птиц в пассажирские и военные самолеты составляет по 2500 ударов в год (2000 год: 5800 ударов в гражданской авиации, 3100 - в военной). Стоит отметить, что реальное число столкновений примерно в 5 раз превышает официальные данные, ввиду того, что большинство происшествий остаются без отчетности. Не все удары приводят к повреждению конструкции летательного аппарата, а только 6-7% из них. Более половины столкновений происходит на высоте менее 30 метров относительно земной поверхности, хотя был зарегистрирован случай столкновения на высоте 11280 метров, а самая большая зарегистрированная высота полета птицы - 16460 метров. Как правило, птицы имеют вес 1,8 кг и менее, но могут достигать и 18 кг [3].

В странах с развитым воздушным движением уже в 40-х годах прошлого столетия начался поиск средств по предупреждению столкновений, а также предотвращения их аварийных последствий путем создания конструкций, способных не снижать прочность при ударе птицы. Это нашло отражение в нормативных документах [4-6], в частности в Авиационных Правилах (часть 25, раздел D, п.25.631. (Повреждение от удара птицы), где сказано, что "самолет должен быть спроектирован так, чтобы была обеспечена возможность продолжения безопасного полета и посадки после столкновения с птицей весом 1,8 кгс, когда скорость самолета (относительно птицы по траектории полета самолета) равна Vc на уровне моря или 0,85 -Vc на высоте 2440 м, в зависимости от того, какая из них является более критической" (Vc - крейсерская скорость JIA) [4]. Допускается показать это расчетом, если он основан на результатах испытаний аналогичных конструкций (см. МОС 25.631). При этом конструкция планера самолета должна быть такой, чтобы было надежно обеспечено завершение полета, во время которого возможно повреждение в результате столкновения с птицей (25.571(e)(1)).

Для обеспечения прочности и надежности в соответствии с АП, требуется проведение расчетов и испытаний. Общий статический расчет прочности JIA, как правило, не учитывает динамических эффектов нагружения и деформирования, возникающих при ударе птицы. Разработка методик расчета столкновений деформируемых тел в рамках общего физического подхода чрезвычайно сложна. В теоретических методах анализа прочности авиационной конструкции анализ птицестойкости представлен только фрагментарно. Теория птицестойкости элементов конструкции JIA является малоизученной.

Основным методом определения прочности элементов конструкции планера при соударении с птицей являются натурные испытания (рис.1). В процессе проведения натурных испытаний на соударение с птицей, как правило, осуществляется критериальная оценка прочности реальной конструкции при одном фиксированном значении скорости соударения, соответствующей нормативным документам. Таким образом, по этим данным представляется затрудненным поиск запаса прочности в случае неудовлетворения условия пробития конструкции. Экспериментальный метод исследований с одной стороны является крайне дорогостоящим, а с другой - не позволяет в полной мере получить требуемые данные для разработки соответствующей теории. Из-за скоротечности взаимодействия трудно выполнить необходимые измерения характеристик процесса столкновения и затем построить физическую модель. А это очень важно, так как, изучая сущность явления, и разрабатывая его математические модели, можно аналитически или численно моделировать подобные процессы, предсказывать поведение конструкции, а также создавать упрощенные, но достоверные инженерные подходы.

В настоящее время широко используются эмпирические зависимости, основанные на результатах экспериментов и натурных испытаний [7-9]. Но они имеют ряд ограничений и получены для регулярных конструкций (носки киля, стабилизатора), тогда как более сложные конструкции требуют дополнительного анализа. Например, в работе [8] использовались испытания на упрощенных моделях конструкций, где обшивка была выполнена в виде алюминиевой фольги. Поэтому представляется актуальным использование расчетных методов, позволяющих с достаточной степенью достоверности решать динамическую задачу соударения конструкции и птицы.

Поскольку живое тело птицы на 70% состоит из воды, и нагрузки, возникающие при скоростях соударения У~100м/с, значительно превышают прочность мышечных тканей и костей птиц, логично предположить, что физические процессы в теле птицы при ударе можно аналитически описать с помощью модели гидродинамического процесса, в котором тело аппроксимируется некоторым сплошным объемом жидкости. Здесь можно применить гидродинамическую модель известную из теории давления ударных волн Гюгонио [10-13]. Она основана на выполненных ранее исследованиях удара водных капель и водяных струй.

Большинство численных исследований прочности конструкции при ударе птицы основываются на априорном задании импульсного воздействия на конструкцию со стороны птицы в виде определенного закона (функции) изменения по времени локального давления. При этом стоит отметить, что параметры этих воздействий следуют из выбранной геометрической формы модели птицы. Формы модели могут быть прямыми цилиндрами [11-16], сферами [19] или эллипсоидами [10]. Законы изменения давления могут представляться в виде прямоугольников или треугольников различной формы. Расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкции на воздействие локального давления осуществляется с помощью конечно-элементных программ ABAQUS [13,14] - статический расчет, ADINA [15], MAGNA [16-18] - динамический расчет, но с априорным заданием воздействия со стороны птицы.

Таким образом, для внедрения в практику численного моделирования быстротекущего процесса динамического взаимодействия птицы и конструкции необходимо решить следующие задачи:

1. Определение достоверных характеристик силового воздействия на конструкцию со стороны птицы: распределение давления в зоне контакта и изменение его по времени;

2. Обоснование критериев локального разрушения конструкции при динамических воздействиях;

3. Разработка достоверных эмпирических зависимостей для оперативной оценки прочности конструкции.

В настоящее время не существует единого подхода для решения указанных задач. В представленной работе предлагается комплексное решение задачи определения прочности конструкции при соударении с птицей на основе использования конечно-элементной расчетной системы MSC.Dytran [20], которая позволяет исследовать динамические взаимодействия, включающие высокую степень геометрических и физических нелинейностей, в том числе выполнять анализ ударных воздействий на тонкостенные конструкции с использованием разнообразных критериев разрушения. Преимущество применения MSC.Dytran к моделированию соударения птицы и конструкции состоит в том, что параметры воздействия со стороны птицы определяются в процессе решения задачи прочности, а не являются начальными условиями. При численном решении задачи на математической модели имеется возможность детального анализа исследуемого физического процесса соударения. Вычислительная программа на каждом шаге по времени рассчитывает весь спектр необходимых параметров процесса и модели деформируемой конструкции. То есть в любой момент времени доступна информация о силовых воздействиях со стороны птицы, распределении давления, импульса, напряжениях, деформациях и разрушениях в элементах конструкции.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана и верифицирована расчетная методика комплексного решения динамической задачи соударения птицы с элементами конструкции J1A на основе создания физически обоснованной математической модели процесса взаимодействия птицы и конструкции для расчетного анализа ударных нагрузок и прочности элементов планера JIA.

2. Проведено многопараметрическое исследование динамической прочности типовых элементов конструкции JIA при соударении с птицей с учетом геометрических и физических нелинейностей, волновых процессов внутри взаимодействующих объектов, податливости конструкции и т.д.

3. Показана необходимость учета всех стадий силового нагружения конструкции со стороны птицы (начальный пик давления и давление установившегося течения) при соударении.

4. Предложены эмпирические формулы оценки скорости соударения JIA и птицы, приводящие к локальному разрушению конструкции, в которых учитывается масса птицы, углы соударения, геометрические и жесткостные свойства конструкции.

Достоверность разработанных в данном исследовании методик и численных результатов обоснована сравнением с данными натурных испытаний криволинейных подкрепленных панелей при ударе птицы [14] и результатами расчетов, выполненных другими авторами [7, 8, 10, 11, 14, 21, 22]. Взяв за основу цилиндрическое представление жидкой модели птицы, была проведена ее модификация и уточнение физических свойств. Результаты численного моделирования силовых характеристик процесса взаимодействия предложенной модели птицы и конструкции хорошо соответствовали данным гидродинамической теории давления ударных волн, а также измеренным в реальном эксперименте давлению на конструкцию при соударении с птицей.

Проведение большого количества расчетных экспериментов типовых конструкций и обобщение полученных результатов позволило предложить эмпирические формулы для оценки прочности элементов конструкции JIA при соударении с птицей. Формулы оценки локального разрушения включают основные параметры взаимодействия: геометрические и жесткостные характеристики конструкции, массу птицы и углы удара. Эмпирические формулы позволяют проводить быстрые достоверные оценки прочности без использования сложных вычислительных систем, требующих больших временных и материальных затрат на создание расчетной модели и обработку результатов. Предложенные формулы могут использоваться при анализе прочности авиационных конструкции при ударе птицы с целью предварительной оценки соответствия конструкции нормативным требованиям (например, на ранних стадиях проектирования).

Разработанное комплексное решение задачи (стр.6) соударения птицы и конструкции JIA позволяет проводить высокоточный анализ процесса взаимодействия и прочности конструкции, а также выполнять оценку скорости пробития конструкции на основе использования эмпирических формул.

В первой главе диссертационной работы изложена постановка задачи и определены цели исследования. Приводится методика создания расчетной модели высокоточного процесса взаимодействия. Дается процедура создания конечно-элементной модели птицы и конструкции. Показаны основные принципы формирования лагранжевых и эйлеровых пространств, а также описано моделирование взаимодействия с помощью этих пространств, используя явное интегрирование по времени. Дан анализ достоверности расчетной модели путем сравнения с результатами [14] натурных испытаний подкрепленных криволинейных панелей при соударении с птицей.

Во второй главе представлена гидродинамическая модель соударения жидких объектов с твердыми телами. Исследуются нагрузки, возникающие при соударении модели птицы с жесткой и упругой конструкцией. Численные результаты автора сравниваются с гидродинамической теорией соударения.

Третья глава работы посвящена разработке эмпирических формул для оценки локальной прочности элементов конструкции летательного аппарата при соударении с птицей в зависимости от массы птицы, угла соударения, толщины обшивки и т.д. Приводятся формулы для надфонарных панелей, носков крыла или оперения, а также для стенок лонжеронов.

В заключительной четвертой главе представлено применение разработанных в работе расчетных методик для оценки прочности натурных элементов конструкции транспортного и магистрального самолетов: переплет остекления кабины фюзеляжа, носовая часть фюзеляжа, надфонарная часть фюзеляжа, предкрылок, носки крыла, киля, стабилизатора, пилона двигателя. Даются рекомендации по конструктивным решениям, повышающим прочность конструкции при соударении с птицей.

На защиту диссертационной работы выносятся следующие положения:

1. Методика комплексного расчета прочности конструкции J1A при соударении с птицей с использованием конечно-элементной расчетной системы MSC.Dytran;

2. Определение характеристик расчетной модели птицы;

3. Анализ силовых нагрузок на элементы конструкции в процессе соударения с птицей: изменение давления по времени в зоне контакта движущейся птицы и конструктивного элемента (начальный пик давления ударной волны, давление установившегося течения);

4. Эмпирические формулы скоростей пробития для оценки локальной прочности конструкции ДА;

5. Результаты расчетов прочности элементов конструкции транспортных и магистральных самолетов при соударении с птицей.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях. Автор работы в 2000 году был удостоен премии НИО-3 ЦАГИ за лучшую научную работу, а также второй премии ЦАГИ за лучшую прикладную научную работу в составе научного коллектива.

1. Постановка задачи и методика исследования. 1.1. Цели работы.

В работе исследуется нестационарный процесс соударения движущегося в воздушной среде нежесткого (желеобразного) объекта (птицы) с неподвижными элементами конструкции летательного аппарата. Решаются следующие задачи:

- разработка и отладка модели птицы, которая наиболее точно воспроизводит нагрузки, действующие на конструкцию, при соударении с реальными птицами;

- исследование характеристик нагрузок, действующих на жесткую и упругую конструкцию, при соударении с птицей;

- верификация программного средства и математической модели по результатам сравнения с экспериментальными данными;

- создание инженерной методики оценки прочности элементов конструкции JIA (носки крыла или оперения, стенка лонжерона, надфонарная панель кабины фюзеляжа) при соударении с птицей с помощью построения эмпирических зависимостей;

- применение созданных методов расчета для анализа прочности элементов конструкции самолетов Ту-214 и Бе-200 при соударении с птицей.

Первоначальная модель птицы выбиралась на основании анализа материалов, теоретических расчетов и натурных экспериментов, в которых определялись геометрические размеры и обобщенные свойства материала тела птицы. В дальнейшем, анализ результатов параметрических численных экспериментов привел к модификации первоначальной модели.

Исследование нагрузок при столкновении с птицей проводится на различных математических моделях элементов конструкции самолета. Сравниваются воздействия модели птицы в жесткую и упругую (реальную) конструкцию.

Верификация специализированной программы MSC.Dytran выполняется путем сравнения данных экспериментальных исследований удара птицы о реальную конструкцию и результатов численных расчетов.

Инженерная методика оценки прочности основных, подверженных ударам птиц, элементов конструкции летательного аппарата формировалась на основе проведения большого количества расчетных случаев с варьированием геометрических и жескостных характеристик участвующих в задаче объектов. Полученные результаты представлялись в виде эмпирических зависимостей для скорости пробития конструкции.

Анализ разрушения конструкции осуществляется по критерию максимальных деформаций методом последовательных приближений, где определяется соответствующая скорость полета модели птицы.

Основные результаты и выводы

1. Поставлена и решена актуальная научно-техническая задача разработки и верификации расчетной методики исследования ударных нагрузок и локальной прочности элементов планера ДА в процессе динамического соударения птицы с элементами конструкции ДА на основе физически обоснованной математической модели процесса ударного взаимодействия жидкого вязкого объекта с твердым и упруго-пластическим телом.

2. Разработана и обоснована методика расчета динамического нагружения с использованием метода конечных элементов и комплекса MSC.Dytran. На основании сравнения численных результатов с экспериментальными данными проведена верификация математической модели и методики. Предложена математическая модель птицы, воспроизводящая реальные ударные нагрузки на конструкцию: движущийся в воздушной среде заданной массы цилиндр с отношением высоты к диаметру как 2:1 из гипотетической жидкости плотностью р=0,93 г/см3, вязкостью rj=l,48 кг/м-сек и квадратичным уравнением состояния.

3. Проведен анализ прочности элементов авиационных конструкций и получены данные для оценки скорости птицы, при которой происходит локальное разрушение. Сравнения этих данных с результатами натурных испытаний показали хорошее согласование. Установлено, что погрешность результатов данного расчета в случае использования статической диаграммы деформирования материала незначительна.

4. Исследованы характеристики нагрузок, возникающих при ударе птицы в абсолютно жесткие и упругие конструкции. Показана необходимость учета всех стадий приложения нагрузки со стороны птицы на конструкцию при численном моделировании процесса столкновения. При этом получены зависимости распределения давления удара по площади и изменения давления по времени. Установлено, что чем ближе элементы находятся к центру удара, тем больше амплитуда давления первого пика. Давление в элементах, которые в начальный момент удара не находятся в прямом контакте с птицей, практически остается на нулевом уровне во всем временном диапазоне. Определено, что при наиболее опасном ударе с точки зрения локальной прочности, чем выше жесткость конструкции, тем меньше скорость пробития. Это объясняется повышением ударной нагрузки за счет жесткости конструкции.

5. Предложена и обоснована эмпирическая формула оценки прочности элементов конструкции при соударении с птицей, которая позволяет оперативно проводить качественный анализ птицестойкости на ранних этапах проектирования. Характерным отличием предложенных эмпирических формул от известных является учет конструктивных особенностей элемента и его подкрепляющего набора.

6. Разработанные автором методики использованы для анализа локальной прочности основных элементов конструкции реальных летательных аппаратов (Ту-214, Бе-200), подверженных ударам птиц. Выработаны рекомендации по конструктивным решениям, позволяющим повысить безопасность полетов при возможном столкновении с птицами в соответствии с нормативными документами. Рекомендации были учтены при изготовлении серийных образцов указанных самолетов.

1. Лаврик B.C., Рубцов И.Ф., Шершер Э.А. Летчик, внимание - птицы! М., Воениздат, 1969.

2. Ноздрин В.И. Столкновение самолетов в воздухе с птицами. ПБН, №4, 2000.

3. Авиационные правила, часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории, 1993.

4. Нормы летной годности гражданских самолетов СССР, 1984.

5. Federal Aviation Regulations, Part 25. Airworthiness Standards, Transport Category Airplanes, FAA, 1991.

6. Голован В.И. Соударение птицы и элементов конструкции. Труды ЦАГИ, № 2633, 1998.

7. Онгирский Г.Г. Исследование локальной прочности агрегатов самолетов при столкновении с птицами. Научно-технический отчет АНТК "Антонов", Киев, 1998.

8. A310-300 BIRD STRIKE ON SFRP "Сертификационные материалы".

9. Лебединский В.И., Ляховенко И.А., Меркурьев А.В., Музыченко В.П. Силы и давления при соударении птицы с плоской поверхностью. Труды ЦАГИ, № 2639, 2000.

10. Challita A., West В. Effects of bird orientation at impact on load profile and damage level. USAF Fit. Dyn. Lab., 1980.

11. Wilbeck J.S., Rand J.L. The development of a substitute bird model. ASME Eng Power, 1981.

12. Baughn T.V., Graham L.W. Simulation of a birdstrike impact on aircraft canopy material. J. Aircraft, 1988.

13. Wisnom M.R. Prediction of penetration of curved metal stiffened panels due to birdstrike. The Aeronautical Journal, November 1990.

14. Gong Y., Qian C. New model of bird impact response analysis and its engineering solution. ICAS-1992.

15. McCarty R.E., Gran M.G., Baruch M.J. MAGNA non-linear finite element analysis of T-46 aircraft windshield bird impact, AIAA, 1986.

16. McCarty R.E. Finite Element Analysis of a Bird-Resistant Monolithic Stretched Acrylic Canopy Design for the F-16A Aircraft. Aircraft System and Technology Conference. Proceedings, AIAA, 1981.

17. McCarty R.E. Finite Element Analysis of F-16 Aircraft Canopy Dynamic Response to Bird Impact Loading. AIAA, #0804, 1980.

18. Шенк Ю.В. Численное моделирование соударения птицы с остеклением летательного аппарата. Труды ЦАГИ, №2495, 1992.

19. MSC.Dytran, Version 4.0, User manual, 1997.

20. Dobyns A. Bird Strike Analysis of S-92 Vertical Tail Cover Using DYTRAN. The AHS Affordable Composite Structures Conference, Bridgeport, USA, October 7-8, 1998.

21. Гинесин Л.Ю. Сравнение расчетных моделей анализа ударного взаимодействия лопатки ГТД с птицей. (ЦИАМ). Четвертая Российская конференция пользователей программных продуктов фирмы MSC "MSC Форум 2001". 25 Октября, 2001. Сборник докладов.

22. MSC.Patran, Version 3.0, User manual, 1994.

23. Франк P.M., Лазарус P.Б. Смешанный метод, использующий переменные Эйлера и Лагранжа. Вычислительные методы в гидродинамике, изд-во"Мир", Москва, 1967.

24. Bruhn E.F. Analysis and Design of Flight Vehicle Structures, 1973, p.Bl .15.

25. MSC.Nasran, Version 3.0, User manual, 1994.

26. Перельман P.Г. О расчете давлений при соударении капли с плоскостью. Известия ВУЗов, "Машиностроение", №7, 1968.

27. Аралов А.Д. Влияние угла наклона пластины к набегающей струе на распределение давления. "Современные проблемы гидродинамики и теплообмена", вып.13, 1985.

28. Семышев С.В. Расчетное исследование силового взаимодействия птицы с жесткой и упругой конструкцией. Тезисы докладов школы-семинара молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы аэрокосмической науки". 26-28 Апреля, 2001.

29. Семышев С.В. Анализ нагрузок и оценка прочности центрального переплета остекления кабины фюзеляжа самолета при соударении с птицей. Труды ЦАГИ, №2646,2001.

30. Гонор А.Л., Яковлев В.Я. Удар капли по твердой поверхности. Институт Механики МГУ, отчет №1881, 1976.

31. Ван Лили, Чжу Сисюн и др. Исследование некоторых проблем динамики удара при столкновении птицы с лобовым стеклом самолета, движущегося с высокой скоростью. Перевод из журнала AIAA, 1990.

32. Семышев С.В. Инженерная методика оценки прочности конструкции самолета при ударных взаимодействиях. "Проблемы прочности ЛА в работах студентов и молодых специалистов". Сборник статей. Выпуск №4, Жуковский, 2001.

33. Голован В.И., Семышев С.В. Инженерная методика оценки прочности конструкции самолета при столкновении с птицей. Отчет ЦАГИ, инв. №03-7264, 2001.

34. Голован В.И., Дзюба А.С., Семышев С.В. Исследование безопасности конструкции планера ЛА при соударении с птицей. Отчет ЦАГИ, иив. №03-7183, 2000.

35. Список дополнительных трудов автора.

36. Семышев С.В. Численное моделирование с помощью MSC/DYTRAN процесса соударения птицы с элементом конструкции летательного аппарата. Сборник докладов II всероссийской конференции пользователей программных продуктов фирмы MSC. 28 Октября, 1999.

37. Семышев С.В. Исследование процессов удара птицы и разрушения элемента конструкции JIA. "Проблемы прочности J1A в работах студентов и молодых специалистов". Сборник статей. Выпуск №2, Жуковский, 1999.

38. Голован В.И., Семышев С.В. Исследование прочности элементов летательного аппарата при столкновении с птицей. Отчет ЦАГИ, инв. №03-7043, 1999.

39. Семышев С.В. Исследование нагрузок и прочности центрального переплета остекления кабины пилотов магистрального самолета. Тезисы докладов международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. 23-26 Мая, 2000.

40. Семышев С.В. Инженерная методика оценки прочности конструкции самолета при столкновении с птицей. Тезисы докладов конференции МФТИ, 25 Ноября, 2001.

41. Рис Л. Киль среднем агистрального пассажирского самолета после соударения с итид^

42. Формирование лагранжевых и эйлеровых1. Лагранжевыэлементыэлементы1. Рис.1.1.1.21. Деформация (%)

43. Рис. 1.2. Билинейные формы диаграмм деформирования материалов, используемые в расчетах.1 экспериментальные данные2 аппроксимация ABAQUS

44. Рис. 1.4. Процесс соударения модели птицы с криволинеинои панелью

45. Угол столкновения (градусы)

46. Рис.1.8. Верификация расчетной методики: птицестойкость криволинейной панели

47. Пластина 300x300мм, толщина 2мм, скорость - 100м/с201. Масса (кг)

48. Рис.4 9. Сравнение максимальных деформаций в пластине при различных моделях птицы

49. Сравнение вариантов моделей птиц с экспериментом1. Эксперимент1. Цилиндр+шар1. Цилиндр1. Рис. 1.10

50. Рис. 1.11. Влияние параметров закрепления.1. MM1.—I--I —Г--1-1-1-1-1-1 T utce/c0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

51. Рис.2.1. Смещение центрального узла пластины в масштабе 50 мс.

52. Рис.2.2. Смещение центрального узла пластины в масштабе 1 мс1.GEND

53. Node 313: Displacement, XX Node 313: Displacement, XXtf.* 10 м/с1. T ( Meet)

54. Рис.2.3. Смещение одного из узлов гермошпангоута Ту-214 для двух значении начальных скоростей.

55. Рис.2.6. Графики давлений в центре удара при различных скоростях звука в модели птицы.1. Р, ГПа

56. Рис.2.8. Начальные пики давления при ударе моделей птиц (ш=0,45 кг; 0,9 кг; 1,8 кг) в жесткую стенку.

57. Р, ГПа W, мм т=0.9кг, V=100м/с

58. Рис.2.9. Графики давления и прогибов в центре удара модели птицы в упругую

59. Рис.3.1. Получение эмпирической шик . я скорости пробития плоской стенки.1. Рис.3.2.1. Рис.3.3.

60. Деформации в плоской стенке (пластине)

61. Алюминий Vm = 32,2-S1/2 т -1 * cor'O (ah/* »1. Титан V пр -36JJH т i

62. Сталь V = 42,5-51/2 ■ т "'cor'fhfab)*'I1. Рис.3.4.

63. Прочность носка при разном шаге нервюр (т=1.62кг, толщина 2мм)1. Шаг нервюр (мм)

64. Рис.3.8. Сравнение скорости пробития носка в зависимости от шага нервюр для двух зон удара.

65. Рис.3.10. Деформации и прогибы при у даре птицы в подкрепленные панели.1. Эилеро&а областьстрингер J31сп6"инЬ» HUAQrot.

66. Конечно-элементная модель надфонариой части кабины фюзеляжа1. Рис.4.1,

67. Скорости пробития элементов конструкции самолета Бе-20025020015010050