典型民机全机坠撞仿真分析研究

来源：振动与冲击杂志2025年第18期北京时间：

作者：惠旭龙,,,，刘小川liuxiaochuan@cae.ac.cn,,，白春玉,,，韩鹤朝,,，李肖成,,，张欣玥,,，薛璞，牟让科,,

单位：1.中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室，西安710065；2.结构冲击动力学航空科技重点实验室，西安710065；3.陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室，西安710065；4.西北工业大学航空学院，西安710072

摘要：<p> 飞机的抗坠撞性能不仅受其自身结构设计的影响，还与飞机坠撞时的速度、着陆姿态以及道面环境等因素紧密相关。以典型民机全机结构为对象，建立全机坠撞动力学模型，并基于文献中的试验数据对模型进行验证。进一步开展不同坠撞速度、俯仰角、滚转角、道面环境等因素影响下的仿真分析，探讨不同因素对飞机坠撞响应的影响规律。结果表明：随着坠撞速度的增加，机身下腹部坠撞载荷初始峰值和平台载荷逐渐增大，机身变形范围和地板加速度峰值也逐渐增大；随着俯仰角的增加，坠撞载荷波形发生显著变化，初始<span>峰值</span>载荷显著减小，地板加速度峰值也逐渐减小，且中机身框段结构的地板加速度峰值随俯仰角的变化更为敏感；飞机局部机身结构的坠撞速度受飞机俯仰角影响显著，在飞机整体垂直坠撞速度不变的情况下，俯仰角越大，前机身框段的坠撞速度越大，总体呈现出从机头到后机身框段的非线性增大趋势；滚转角对飞机的坠撞载荷和机翼前缘结构加速度峰值影响较小，而对机身<span>的</span>地板加速度峰值有显著影响，机身下腹部靠近滚转方向的一侧变形增大，产生新的塑性铰；相比刚性道面，在黏土道面坠撞时，飞机垂向坠撞<span>初始</span><span>峰值</span><span></span><span>载荷</span>减小，航向坠撞<span>初始</span><span>峰值</span><span></span><span>载荷</span>显著增大；飞机坠撞后在黏土道面上砸出沟壑状变形，不同俯仰角下的沟壑形状和变形扩展过程显著不同；在黏土道面坠撞时机体变形和地板加速度峰值较小，相比刚性道面坠撞对乘员安全造成的风险更小。 </p>

关键词：冲击动力学；民机；全机坠撞；坠撞速度；坠撞姿态；道面环境