Моделирование напряженно-деформированного состояния панелей из полимерных композиционных материалов легкого самолета при ударном воздействии от столкновения с птицей
Авторы: Вай Ян У, Михайловский К.В.
Опубликовано в выпуске: #3(171)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов
Исследовано поведение панели из полимерных композиционных материалов (ПКМ) под действием ударной нагрузки, возникающей при столкновении самолета с птицей. Рассмотрены нештатные условия эксплуатации панели спортивного самолета из ПКМ, вызванные нагрузкой при соударении с птицей. Определены ударные силы, действующие на композитные панели с различными схемами армирования, с учетом возможных вариантов столкновения. Выявлены потенциальные области образования дефектов и трещин в панели из ПКМ, подвергшейся ударному воздействию. Установлены рациональные толщины и схемы армирования композитных панелей, обеспечивающие стойкость к удару в нештатных условиях эксплуатации легкого самолета. Полученные результаты необходимы для оценки последующего возможного ремонта и эксплуатации летательного аппарата.
EDN OXDJRE
Литература
[1] Tooren M., Kassapoglou C., Bersee H. Composite materials, structures and systems. The Aeronautical Journal, 2011, vol. 115, no. 1174, pp. 1093–1106. DOI: 10.1017/S0001924000006527
[2] Карташова Е.Д., Муйземнек А.Ю. Технологические дефекты полимерных слоистых композиционных материалов. Изв. вузов. Поволжский регион. Техн. науки, 2017, № 2 (42), с. 79–89. DOI: 10.21685/2072-3059-2017-2-7
[3] Чепурных И.В. Прочность конструкций летательных аппаратов. Комсомольск-на-Амуре, КнАГТУ, 2013, 137 с.
[4] Вай Ян У, Михайловский К.В. Моделирование напряженно-деформирован-ного состояния панели из полимерных композиционных материалов при действии однократной ударной нагрузки и оценка областей появления дефектов. Вестник Московского авиационного института, 2025, т. 32, № 1, с. 112–123. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=184454
[5] Вышинский В. Столкновение самолета с птицей. Квант, 2009, № 6, с. 30–31. URL: https://www.mathnet.ru/kvant2733
[6] Maragakis I. Trends in bird populations and their impact on flight safety during 1999–2008. Safety Analysis and Research, Report No. E.T.004-00. Cologne, European Aviation Safety Agency (EASA), 2009, 24 p.
[7] International Civil Aviation Organization. Wildlife strike analyses 2008–2015 (IBIS). Montreal, ICAO, 2017, 30 p.
[8] Есипов Ю.В., Бочкова Е.А., Медведев А.Ю. Разработка параметрических критериев оценки повреждения воздушных судов при столкновении с птицами. Безопасность техногенных и природных систем, 2020, № 2, с. 30–36. DOI: 10.23947/2541-9129-2020-2-30-36
[9] Wilbeck J.S. Impact Behavior of Low Strength Projectiles. Air Force Materials Laboratory, 1977, 24 p.
[10] Вислов И.П. Проектирование легких и сверхлегких летательных аппаратов. Самара, СГАУ, 2005. 114 с.
[11] Силаева О.Л., Турусов Р.А., Ильичев В.Д. Расчет силы удара при столкновении самолета с птицей. Материалы Первой Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы авиационной орнитологии». Москва, ИПЭЭ РАН, 2009, с. 68–73.
[12] Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 516 с.
[13] Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы. Долгопрудный, Изд. дом «Интеллект», 2010, 352 с.
[14] Митряйкин В.И., Беззаметнов О.Н., Кротова Е.В. Исследование прочности композиционных материалов с ударными повреждениями. Изв. вузов. Авиационная техника, 2020, № 3, с. 27–33.
[15] Грушецкий И.В., Димитриенко И.П., Ермоленко А.Ф. Разрушение конструкций из композиционных материалов. Рига, Зинатне, 1986, 264 с.
[16] Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Описание модели разрушения материала рабочих лопаток вентилятора. Научный Вестник ГосНИИ ГА, 2012, № 4, с. 62–67.
[17] Abdullah N.A., Yusoff M.D., Shahimi S.S., Ahmad M.I.M. Numerical simulation of bird strike on aerospace structures using FE — SPH coupling method. International Journal of Integrated Engineering, 2021, vol. 13, no. 7, pp. 185–193. DOI: 10.30880/ijie.2021.13.07.022
[18] Голдовский А.А., Фирсанов В.В. Алгоритмы исследования ударного взаимодействия элементов авиационных конструкций. Труды МАИ, 2020, № 111, c. 1–9. DOI: 10.34759/trd-2020-111-6
[19] Cantwell W.J., Morton J. The impact resistance of composite materials. a review. Composites, 1991, vol. 22, no. 5, pp. 347–362. DOI: 10.1016/0010- 4361(91)90549-v