運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)在可生存墜撞條件下的機(jī)身抗燒穿特性,是影響乘員安全的重要因素之一。本文針對(duì)機(jī)身蒙皮材料的抗燒穿問(wèn)題開(kāi)展燒穿試驗(yàn),基于有限元分析軟件對(duì)蒙皮材料的燒穿數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)抗燒穿適航性進(jìn)行解析,明確池火的火焰特征及影響因素,闡述飛機(jī)機(jī)身的常見(jiàn)燒穿路徑;解釋抗燒穿判據(jù)的由來(lái),確定隔熱/隔音材料抗燒穿性的符合性判據(jù);歸納總結(jié)抗燒穿試驗(yàn)方法的發(fā)展歷程,明確25.856（b）條款符合性方法的發(fā)展過(guò)程。以附錄F第VII部分的試驗(yàn)方法為基準(zhǔn),基于304不銹鋼板開(kāi)展了蒙皮材料抗燒穿試驗(yàn),通過(guò)平板背部的溫度分布規(guī)律發(fā)展了適用的雙橢圓熱源模型。依據(jù)試驗(yàn)溫升曲線,利用最小二乘法對(duì)熱源模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化反演,從而建立了面向抗燒穿分析的雙橢圓熱源模型。通過(guò)抗燒穿試驗(yàn),對(duì)2024-T3鋁合金及2060-T8鋁鋰合金開(kāi)展抗燒穿特性研究。試驗(yàn)研究了厚度、平面尺寸及火焰峰值熱通量對(duì)2024-T3鋁合金平板溫升及燒穿特性的影響,并通過(guò)宏觀和微觀方法對(duì)平板形貌進(jìn)行分析。對(duì)比了2024-T3鋁合金及2060-T8鋁鋰合金平板的抗燒穿特性差異,并進(jìn)行機(jī)理分析。研究發(fā)現(xiàn),2060-T8鋁鋰合金的抗燒穿特性?xún)?yōu)于... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

曼徹斯特空難提高機(jī)身抗燒穿性，即推遲火焰進(jìn)入客艙的時(shí)間，可為乘員應(yīng)急撤離提供時(shí)間保證

圖 1-2 SANDIA 池火試驗(yàn)ster H 等人[6]開(kāi)展了墜撞條件下的機(jī)身油池火燒穿試驗(yàn)，結(jié)機(jī)身提供 30 至 60 秒的抗燒穿保護(hù)時(shí)間；（2）玻璃纖維火焰燒穿機(jī)身下半部?jī)蓚?cè)蒙皮和隔熱材料，進(jìn)入貨艙兩；（4）起落架“放下”相比“收起”的狀態(tài)，機(jī)腹蒙皮更的區(qū)域，例如尾翼區(qū)域，比具有隔熱材料的機(jī)身更容易驗(yàn)存在成本高、不可重復(fù)性等缺點(diǎn)，相關(guān)學(xué)者開(kāi)始對(duì)全法研究。1994 年，Keltner N 等人[7]針對(duì) C-141 運(yùn)輸機(jī)墜數(shù)值模擬，重點(diǎn)研究機(jī)翼下表面、機(jī)腹蒙皮的溫度及熱火的溫度、熱通量偏小，計(jì)算模型較為保守。并在此基量的圖譜。ng 等人[8]基于 FAA 進(jìn)行的 C133 全尺寸油池火試驗(yàn)[9]開(kāi)擬了客艙內(nèi)的火焰蔓延過(guò)程，進(jìn)一步驗(yàn)證了 SmartFire

得到了復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)身表面在不同風(fēng)速、風(fēng)向下的的分布。研究結(jié)果表明：數(shù)值模擬的池火火焰形狀與試由飛機(jī)與火焰的相互作用、風(fēng)速、風(fēng)向所決定。風(fēng)速的增量分布發(fā)生變化。對(duì)于中低速風(fēng)，最高的熱通量出現(xiàn)在機(jī)情況下，最高的熱通量出現(xiàn)在機(jī)身的背風(fēng)側(cè)。中高速風(fēng)條峰值的幅度幾乎相等，比低速風(fēng)高 4 倍。ang 等人[12]基于 FDS[13-16]表明了運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)墜撞后池火數(shù)，獲得了蒙皮溫度、熱通量的分布，以及風(fēng)速對(duì)蒙皮表果表明，機(jī)身蒙皮熱通量峰值范圍為 200-340 kW / m2，貢獻(xiàn)率高于 95%。通過(guò)數(shù)值模型可以獲得各種風(fēng)速情況下等風(fēng)速、高風(fēng)速，其熱通量峰值約為低風(fēng)速情況下的 7-8和熱通量在空間和時(shí)間上分布變化較大。


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