H425直升机燃油系统抗坠毁技术研究

本文主要介绍了燃油系统抗坠毁技术的发展状况，论述了H425直升机燃油箱、油箱附件、管路以及系统抗坠毁技术在提高与改善直升机安全性方面所起的作用，并针对这一技术的技术要点、设计形式和试验验证进行了分析和研究，阐明了掌握该项技术对提高直升机安全水平的重要作用。     

直升机软油箱抗坠毁性能研究

本文以直升机结构试样软油箱为研究对象,对其抗坠毁性能进行了仿真分析与验证。首先介绍了软油箱与地面的撞击过程中涉及到的流固耦合理论。然后建立了软油箱的有限元模型,使用MSC.Dytran对软油箱以17.3m/s速度垂直撞击地面的全过程进行了仿真分析,将分析结果与试验结果中的冲击载荷和变形进行对比分析,得出了相关结论。最后研究了材料性能、坠地姿态和外形尺寸对软油箱抗坠毁性能的影响,为抗坠毁软油箱的设计提供理论依据。     

直11型机燃油箱的研制

直11型机燃油箱是国内首次采用工程塑料研制成功的直升机燃油箱,打破了国内惯用的金属燃油箱和橡胶燃油箱的格局。它具有阻燃性能、抗静电性能、抗坠毁性能和重量轻、寿命长等特点。     

油箱两侧布置式直升机压力加油系统工作特性及设计优化

某新型直升机在国内首次采用燃油箱在机身两侧短翼内布置方式,与以往燃油箱在机身底部客货舱地板下布置的直升机相比,其压力加油系统有较大改变,结构更为复杂。为了满足直升机安全和减重要求,减少研制风险,通过Flowmaster软件仿真研究这种布置方式直升机压力加油系统工作特性,研究表明,其工作时左侧油箱比右侧油箱加油快,后侧油箱比前侧油箱先加满。为了解决这些问题提出了包括更改管路结构和同侧两油箱间增设连通管的优化方案,并提出了定量描述油箱两侧布置式直升机压力加油系统工作时各油箱加油流量不匹配程度的方法。证明了该优化方案能显著减小两侧布置式直升机压力加油过程中各油箱加油流量不匹配程度,且能满足管路内燃油流速限制和系统冲击压力限制的要求,该优化方案已在实际型号研制中得到运用。     

民用飞机采用不同油箱分离面对重量重心的影响

介绍了民用飞机整体油箱的布局形式和耗油顺序对飞机重量重心的影响,并对燃油箱设计时需要考虑的转子爆破、油箱惰化及结构疲劳等问题进行说明;提出了三种采用不同油箱分离面但采用相同耗油顺序的燃油箱,重点分析了燃油保持在外侧油箱对机翼根部弯矩的卸载作用和飞机重心在燃油消耗过程中的变化过程,并举例分析了三种油箱布局对典型装载的限制情况,为选择油箱分离面和选择耗油顺序提供相应的参考。     

民用运输类飞机燃油箱/滑油箱晃振试验及适用性讨论

民用飞机燃油箱/滑油箱装载的燃油/滑油在惯性载荷的作用下,会对邻近结构带来冲击力,可能造成油箱结构件的疲劳或强度问题,引起油箱漏油,进而引发其他安全问题。依据第25.965条、第25.1015条中燃油箱及滑油箱晃振试验的相关要求,分析了晃振试验的适用性、验证实施及审查方式,梳理了审查风险点并提出了对应的审查重点。结合具体型号审查案例,对审查的过程及符合性判定进行了分析。分析了燃油箱、滑油箱设计特征并与条款判据进行对比,明确了25.965(b)、25.1015(b)的符合性验证思路,以说明性文件的方式进行符合性表明。通过审查案例说明,采用符合性判据,并与飞机设计特征进行对比,可直接对晃振试验的适用性及符合性进行判断。梳理总结得到的符合性判据、审查重点及风险点为燃油箱及滑油箱晃振试验的型号审查工程实践的具体实施提供了一定的参考及明确判据。     

国外燃油系统的防弹抗坠毁技术

防弹抗坠毁燃油系统是为了满足武装直升机的使用环境要求,不断得到认可与发展。本文介绍了国外燃油系统的防弹抗坠毁技术要求及其运用与发展。它主要包括油箱、软管、接头,供输油系统的防弹抗坠毁要求及其综合设计技术。探讨了该项技术给予我们的借鉴作用。     

民用飞机燃油箱系统热模型分析研究

飞机燃油箱系统热分析是飞机燃油系统设计和适航取证的关键技术之一。首先对燃油箱热模型分析方法进行了阐明,然后在典型热天环境中(地面温度为327K)对一种典型民用飞机燃油箱结构的热参数进行了工程计算研究。研究表明,外翼油箱、机身油箱以及集油箱内燃油温度分布不均匀;各油箱燃油温度在地面状态均高于巡航状态;燃油的最高温度时刻出现在地面终了状态,而且最高点位置出现在集油箱内。研究结果既可以指导飞机燃油箱设计,也可以为飞机燃油系统的适航取证提供一定技术支持。     

储液油箱晃振响应分析

根据CCAR25部965条燃油箱晃振试验要求,以数值分析为手段．研究了某机整休油箱在晃动环境下动力学行为。结果表明,液面在晃动过程中几乎处于平面状态,波动很少,可近似为准静态现象;且油箱结构应力响应与激励载荷时间历程趋势一致。可为燃油箱结构设计及试验测试提供参考。     

飞机燃油箱热分析研究

为了预测飞机燃油箱燃油温度在飞行过程中的变化情况,基于热网络法建立了飞机燃油箱非稳态热分析模型。该模型考虑了油箱内部的换热问题,同时又考虑了燃油箱壁面与外界环境间的对流换热、辐射换热以及气流的气动加热问题,将燃油箱热分析的边界扩展至燃油箱外。采用Matlab/Simulink软件实现了飞机整个航程内燃油箱系统的热分析研究,并将热分析计算结果与飞行测试数据进行了对比。结果表明,计算结果与飞行测试数据吻合良好,最大误差不超过3.2℃。     

直升机起落架抗坠毁性能的有限元仿真评估

 建立了直升机起落架抗坠毁有限元模型,模拟硬着陆和坠毁过程,以考察起落架在坠毁事故发生时的吸能能力。有限元建模使用真实的几何模型,用一个虚拟的框架代替机身把起落架连接起来,全机质量折算为减缩质量并分布到该框上。缓冲器用弹簧—阻尼器单元替代,其参数由性能曲线给出。使用非线性瞬态动力学的显式解法求解冲击问题。对两种情况进行了仿真:分别以6.0m/ s 和10.2m/ s 的垂直速度撞击地面。坠毁实验表明仿真结果与实验结果具有较好的一致性。     

跪式起落架在武装直升机坠毁过程中能量吸收能力研究(Ⅰ)——数值仿真计算

 在简述直升机抗坠毁原理的基础上,模拟直升机机体的等效质量与跪式起落架构成的组合系统在 6m/ s硬着陆垂直撞击地面时的塑性动力响应和能量吸收过程。所用的模型为 :1基于真实几何构型和材料特性的起落架 FEM动力学计算模型;2简化的弹簧 -刚性杆系统模型。通过 Lagrange方程解出了直升机以6 m/ s的速度垂直撞击地面这一过程的动态响应,近似给出了起落架吸收的能量 (塑性功 )占初始动能的百分比;机体的动能变化曲线以及主缓冲器的载荷谱曲线。两者结果进行了比较,为直升机抗坠毁设计提供理论指导。     

武装直升机抗坠毁救生技术

通过对直升机抗坠毁救生技术的分析,着重阐述了抗坠毁座椅的工作原理、特性要求, 讨论了吸能机构、约束装置、座椅垫的设计思想,分析了人体损伤机理和耐限。得出了武装直升机座椅、起落架和机体下部结构的抗坠毁性能,特别是座椅的抗坠毁性能决定抗坠毁生存率的结论。     

Optimization design containing dimension and buffer parameters of landing legs for reusable landing vehicle

For the landing legs with single air chamber in the buffer structure of the reusable landing vehicle, the geometric topological models and the dynamic model associated with the hard points of the landing legs are established. The geometric constraint relationship in the design of the landing legs is also obtained. The whole vehicle dropping test is conducted, and the test results agree well with that of the simulation model, which validates the dynamic model. Based on the verified model, the eff...     

Full-scale crash test and FEM simulation of a crashworthy helicopter seat

Crashworthy seat structure with considerable energy absorption capacity is a key component for aircraft to improve its crashworthiness and occupant survivability in emergencies.According to Federal Aviation Administration(FAA) regulations,seat performance must be certified by dynamic crash test which is quite expensive and time-consuming.For this reason,numerical simulation is a more efficient and economical approach to provide the possibility to assess seat performances and predict occupant responses.A numerical simulation of the crashworthy seat structure was presented and the results were also compared with the full-scale crash test data.In the numerical simulation,a full-scale three-dimensional finite element model of the seat/occupant structure was developed using a nonlinear and explicit dynamic finite element code LS-DYNA3D.Emphasis of the numerical simulation was on predicting the dynamic response of seat/occupant system,including the occupant motion which may lead to injuries,the occupant acceleration-time histories,and the energy absorbing behavior of the energy absorbers.The agreement between the simulation and the physical test suggestes that the developed numerical simulation can be a feasible substitute for the dynamic crash test.      

直升机抗坠毁座椅吸能装置的设计方法

本文对直升机抗坠毁设计、力学简化、直升机抗坠毁座椅吸能装置的基本原理、直升机抗坠毁座椅吸能装置的设计方法都作了详细地说明,并且引用试验证明其正确性。本文论述的吸能装置的这些设计方法对直升机抗坠毁座椅的设计和研制均具有理论指导意义,也有助于直升机的抗坠毁设计。     

Improvement of numerical methods for crash analysis in future composite aircraft design

Recent aircraft as well as rotorcraft design technologies include more and more composite materials. Their high mechanical characteristics and high mass specific energy absorption capability motivate their use in large primary structures as well as in sub-floor structural and crashworthy components in preference to metals. Due to the increased performance of computers and new explicit finite element (FE) software developments industry now considers using crash simulation technologies to study the crashworthiness of new aircraft design. In order to address the crash analysis of composite structures, which is much more difficult than the behaviour of ductile metallic structures, a German/French research co-operation was set up between ONERA and DLR. This paper summarises results from the first 3 years collaboration and some work performed within a European research project on composite fuselage structures. In the first part of the paper, ONERA presents its contribution to the characterisation of composite materials from 10⁻⁵ s⁻¹ up to 100 s⁻¹ on hydraulic machines. Simulations have been undertaken to model the tests and evaluate the FE codes. In the second part DLR studies are presented on the application of a commercial explicit FE code to simulate the behaviour of generic energy absorbing composite sub-floor elements, representative for helicopters and general aviation aircraft, under low velocity crash conditions (up to 15 m/s). This includes some comparisons between predicted structural response and failure modes with observed test results.     

Analysis of the spacecraft vertical landing dynamics on the platform with crash legs

This paper proposes a novel landing gear for spacecraft that allows a weight reduction due to using deformable crash legs. Numerical simulation of the landing process was performed.     

民用飞机着陆灯与机场助航灯光在飞机夜航中的作用

飞机着陆灯与机场助航灯光系统为民用飞机夜航起飞、着陆提供照明,两者都十分重要。民航法规CCAR121部要求飞机必须装有至少两个着陆灯,而AC-97-FS-2011-01则要求民用机场必须配备助航灯光系统。分析了着陆灯与助航灯光两者在夜航着陆过程中的作用,并阐述两者的相互关系。