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【美高梅4858mgm】军用航空技术跨界发展,技术市场

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  实习记者 于紫月

军用航空结构冲击动力学技术目前已应用于ARJ21等十余型民用飞机图片来源于网络

  跌落的手机如何受力?兵乓球受到球拍撞击时怎样变形?“这些问题实际上隶属于固体力学中的一个重要分支学科——冲击动力学的范畴。”中国飞机强度研究所(以下简称强度所)所长、结构冲击动力学航空科技重点实验室主任王彬文表示。

  实习记者 于紫月

  一只小鸟就足以让一架高速飞行的飞机机毁人亡,那么如何科学分析飞鸟撞击时飞机结构件的受力、变形甚至破坏情况?“这便是航空领域中的冲击动力学技术需要回答的问题。”一位业内人士告诉科技日报记者。

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  近日,一项由强度所申报、以航空结构冲击动力学技术为重要支撑要素的《军工科研院所基于“三融三通”的技术产业生态链构建》摘得了2018年度国防科技工业企业管理创新成果一等奖的桂冠。

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  该创新成果旨在以融合大航空、大防务、大工业的市场领域,贯通技术、市场、人才核心要素的“三融三通”发展思路,破解军工基础科研院所产业发展机制不活、路径不畅、活力不足等难题,助推军工基础技术军民融合技术应用。

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  常见的冲击现象背后有大学问

  该创新成果旨在以融合大航空、大防务、大工业的市场领域,贯通技术、市场、人才核心要素的“三融三通”发展思路,破解军工基础科研院所产业发展机制不活、路径不畅、活力不足等难题,助推军工基础技术军民融合技术应用。

  为何提出“三融三通”?面对记者的提问,王彬文列举了前文的例子。“冲击动力学是研究在短暂而强烈的动载作用下材料行为和结构响应的一门力学学科,其应用范围十分广泛。冲击动力学相关问题在日常生活普遍存在,它同时又与航天、兵器等国防工程息息相关,如载人航天器的回收着陆、子弹穿透装甲等。”

  常见的冲击现象背后有大学问

  具体到航空领域,不论民机还是军机,都会在服役过程中面临着复杂多变的环境。王彬文指出,地面滑行阶段可能遭受跑道碎石碰撞、其他滑行飞机碰撞等;起飞和低空爬升过程中,随时面临着飞鸟、冰雹、轻小型无人机等外来物的碰撞威胁;巡航或任务执行阶段的作战飞机,可能遭受射弹、战斗部破片杀伤等冲击载荷作用,而运输类飞机也会面临着高空劫机下的客舱防爆抗冲击问题,还可能遭受发动机叶片甩出造成的机匣包容性问题等;在下降和着陆阶段,除了可能遭受鸟撞等外来物的碰撞外,还面临着正常着陆或着舰过程的冲击以及非正常着陆下的应急坠撞等。

  为何提出“三融三通”?面对记者的提问,王彬文列举了前文的例子。“冲击动力学是研究在短暂而强烈的动载作用下材料行为和结构响应的一门力学学科,其应用范围十分广泛。冲击动力学相关问题在日常生活普遍存在,它同时又与航天、兵器等国防工程息息相关,如载人航天器的回收着陆、子弹穿透装甲等。”

  “飞机结构的抗冲击问题与服役安全密切相关,起落架是否具有良好的缓冲性能和冲击耐久性?在应急坠撞时机身是否能够最大程度吸收能量以保护乘员安全?关键部位结构是否以最小的代价取得最佳的抗鸟撞品质?诸如此类结构的冲击动力学问题在航空装备研制中都是被关注的焦点。”王彬文指出。

  具体到航空领域,不论民机还是军机,都会在服役过程中面临着复杂多变的环境。王彬文指出,地面滑行阶段可能遭受跑道碎石碰撞、其他滑行飞机碰撞等;起飞和低空爬升过程中,随时面临着飞鸟、冰雹、轻小型无人机等外来物的碰撞威胁;巡航或任务执行阶段的作战飞机,可能遭受射弹、战斗部破片杀伤等冲击载荷作用,而运输类飞机也会面临着高空劫机下的客舱防爆抗冲击问题,还可能遭受发动机叶片甩出造成的机匣包容性问题等;在下降和着陆阶段,除了可能遭受鸟撞等外来物的碰撞外,还面临着正常着陆或着舰过程的冲击以及非正常着陆下的应急坠撞等。

  相关研究表明,冲击载荷具有作用历程短、破坏性大、不可逆等特点,相较传统的静力学问题,需考虑材料的应变率效应、结构自身的惯性效应和应力波传递等特有的因素。在王彬文看来,航空结构冲击动力学问题还涉及每秒数米到每秒数千米的冲击速度,载荷的类型有外物碰撞、结构碰撞等多种载荷作用形式,通过实验或分析等手段开展研究会面临诸多困难,“其关键技术是世界性难题”。

  “飞机结构的抗冲击问题与服役安全密切相关,起落架是否具有良好的缓冲性能和冲击耐久性?在应急坠撞时机身是否能够最大程度吸收能量以保护乘员安全?关键部位结构是否以最小的代价取得最佳的抗鸟撞品质?诸如此类结构的冲击动力学问题在航空装备研制中都是被关注的焦点。”王彬文指出。

  航空技术在军工行业延伸