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中国科学家破解飞机抗鸟撞难题

来源:科学网 作者:崔雪芹 2016-04-28 13:49:05
内容摘要: “鸟撞飞机”一直是飞机设计中的难题,西北工业大学教授李玉龙团队近期提出一种新型抗鸟撞平尾前缘结构,解决了飞机抗鸟撞设计中的技术难题。
  “鸟撞飞机”一直是飞机设计中的难题,西北工业大学教授李玉龙团队近期提出一种新型抗鸟撞平尾前缘结构,解决了飞机抗鸟撞设计中的技术难题。

  高速运动时,一只麻雀的撞击力即有可能撞毁飞机发动机。目前普遍采用的解决办法是驱鸟,但不能从根本上解决问题。除了驱鸟,就是对飞机本身进行“抗鸟撞”设计。但目前的设计效果都不理想。

  针对这一难题,李玉龙团队提出了一种新的设计理念,其核心就是“以疏导能量代替对抗能量”。他们从大禹治水“疏胜于堵”的理念获得启发,想到通过改善机身结构的办法来应对鸟撞,而不是单纯改变强度和材料。

  李玉龙告诉《中国科学报》记者,他们在飞机平尾前缘蒙皮下方布置一种三角结构,当平尾遭到撞击时,三角结构可以切开鸟体,使其能量分散,减轻结构受到的能量冲击。

  在结构抗鸟撞验证过程中,将此结构应用于具体飞机型号的最大难点在于,增加结构的同时,不能改变机翼的原本重量,不然整个机身的气体动力学结构都会改变。该团队成员刘军在接受《中国科学报》记者采访时表示,他们前期大量进行的仿真计算及试验验证表明,在飞机原重量减轻10.5公斤的情况下,此新型平尾可以有效抗鸟撞。目前,此结构已应用于ARJ21-700飞机平尾研发上,下一步将进行具体型号的抗鸟撞适航验证实验。

  这种新型平尾结构已获美国专利,法国专利也正在答辩之中。该技术今后有可能应用到其他军用、民用飞机上。目前,相关设备已出口美国、澳大利亚等国家。

  而且,该团队还在西北工业大学建立了抗鸟撞地面模拟试验设备——空气炮,控制精度能达到1.5%~2%(一般水平在3%),保证了炮弹发射精度准确,从而能完成高变形速率、高温环境下的力学性能测试。
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