郭 鹏， 刘志远， 张桂昌， Reza Hedayati， 张俊红

(1. 天津理工大学 天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384 2.天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300350；3. 中国民航大学 航空工程学院，天津 300300；4. 代尔夫特理工大学 航空航天工程学院，荷兰 代尔夫特 2600AA)

鸟撞对飞机运行安全有重要影响。根据美国联邦航空管理局(federal aviation administration, FAA)统计[1]，从1988年到2018年间，野生动物与飞机相撞已造成超过263架飞机损毁，287人丧生。图1(a)为从1990-2017年间野生动物撞击飞机的事故统计，2017年较前年增加1 069起，其中的鸟撞所占的比例达到95%。图1(b)为飞机各部件发生撞鸟的比例[1]，其中发动机比例最高达到37.21%。鸟撞时，风扇最先受到撞击，其抗鸟撞能力成为影响飞行安全的重要因素。研究鸟撞风扇过程对于发展风扇安全强度设计理论具有重要的科学意义，对于风扇叶片适航认证具有主要的工程意义。

图1 野生动物撞击飞机次数统计及各部件发生撞鸟比例

国内外在鸟撞模拟中常使用圆柱体、半球端圆柱体、椭圆体和球体来替代真实的鸟体，该方法可以反映鸟躯干的主要质量和形状对碰撞过程的影响[2]，但忽略了其他部位对碰撞过程的影响。近年来，国内外开始使用更加复杂的鸟模型进行研究。Hedayati等[3]建立了真实绿头鸭的SPH模型，研究分析鸟的几何形状和撞击方向对鸟撞平板过程的影响，该模型相比于传统的替代鸟模型更接近于试验结果。此后Hedayati等[4]使用多个简单几何体对白枕鹊鸭的形状进行简化，建立了一种在几何形状类似于白枕鹊鸭的新的替代鸟模型，并且发现半球端圆柱体模型更接近真实鸟模型以尾部方向撞击平板的计算结果，椭圆体模型可以作为腹部撞击方向的替代模型。……