爆炸冲击载荷下典型机身结构动响应及破坏
2021-03-26刘宗兴刘军李维娜
航空学报 2021年2期
刘宗兴,刘军,李维娜
1. 西北工业大学 航空学院,西安 710072 2. 海山实业发展总公司,石家庄 050200 3. 中国商飞上海飞机设计研究院,上海 201210
为应对针对民用飞机的爆炸性恐怖袭击,美国联邦航空局发布了《运输类飞机驾驶舱设计的安全考虑》[1]修正案,明确指出对于合格审定超过60人座位舱或最大起飞重量超过10万磅(45 359 kg) 的飞机必须设计有“最小风险炸弹位置”[2](Least Risk Bomb Location),飞机在飞行过程中发现炸弹或其他可疑爆炸装置,可以移送至此位置,一旦可疑物品发生爆炸,设计最小风险炸弹位置可以最大程度地保护飞机关键结构和系统免受伤害。
美国联邦航空管理局曾经针对B727-100、DC-9、B747-100以及L-1011这4款型号的飞机开展了最小风险爆炸位置的评估研究工作[3-6]。冯振宇等[7]对最小风险炸弹位置研究中需重点关注的内爆炸响应过程、人体冲击损伤模型、内爆炸碎片问题和抗爆装置进行了综述分析。陆鹏等[8]对最小风险炸弹位置适航符合性验证方法进行了研究,为国内商用飞机的安全性和适航性发展提供了具可操作性的设计方法。
飞机舱内爆炸属于内爆炸问题,早期学者研究内爆炸问题基本针对简单模型结构,主要是球形、柱形结构在爆炸载荷下的动力学响应[9-11],并开展相应的实验及数值模拟计算,为内爆炸问题的进一步研究奠定了基础。Langdon等[12]采用弹道摆试验装置研究了内爆炸载荷下局部封闭圆筒的动态响应,并分析了炸药质量和放置位置对圆筒变形和失效模式的影响。……
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