Metodologia Badawcza Konsorcjum Rządu, Przemysłu i Uczelni USA • Amerykański przemysł lotniczy połączył siły z Rządem USA i kilkoma ośrodkami akademickimi w celu rozwinięcia metodologii elementów skończonych dla wszystkich materiałów używanych w przemyśle lotniczym. • Wraz ze swoją grupą naukową od wielu lat pracuję w ramach tego kluczowego amerykańskiego programu nad rozwinięciem metodologii dla materiału dur-aluminium, z którego budowane są samoloty, oraz dla materiałów złożonych. • W przypadku uderzeń wysokiej energii w drzewo lub ziemię, materiał struktury samolotu obciążony jest wielokierunkowo. Nasza metodologia uwzględnia prędkość obciążenia, jego wielokierunkowość oraz siły aerodynamiczne. • Najnowocześniejsza wersja użytej metodologii czyli najbardziej dokładny i szczegółowy opis zachowania dur- aluminium pod wpływem udaru wysokiej energii zbudowany został w oparciu o setki testów laboratoryjnych przeprowadzonych przez moją grupę naukową przy współpracy z naukowcami z Ohio State University i George Washington University. Wyniki tych badań zaprezentuję na drugiej konferencji smoleńskiej. 1 Prof. Wiesław Binienda
15
Embed
Metodologia Badawcza Konsorcjum Rządu , Przemysłu i Uczelni USA
Metodologia Badawcza Konsorcjum Rządu , Przemysłu i Uczelni USA. Amerykański przemysł lotniczy połączył siły z Rządem USA i kilkoma ośrodkami akademickimi w celu rozwinięcia metodologii elementów skończonych dla wszystkich materiałów używanych w przemyśle lotniczym. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Metodologia Badawcza Konsorcjum Rządu, Przemysłu i Uczelni USA
• Amerykański przemysł lotniczy połączył siły z Rządem USA i kilkoma ośrodkami akademickimi w celu rozwinięcia metodologii elementów skończonych dla wszystkich materiałów używanych w przemyśle lotniczym.
• Wraz ze swoją grupą naukową od wielu lat pracuję w ramach tego kluczowego amerykańskiego programu nad rozwinięciem metodologii dla materiału dur-aluminium, z którego budowane są samoloty, oraz dla materiałów złożonych.
• W przypadku uderzeń wysokiej energii w drzewo lub ziemię, materiał struktury samolotu obciążony jest wielokierunkowo. Nasza metodologia uwzględnia prędkość obciążenia, jego wielokierunkowość oraz siły aerodynamiczne.
• Najnowocześniejsza wersja użytej metodologii czyli najbardziej dokładny i szczegółowy opis zachowania dur-aluminium pod wpływem udaru wysokiej energii zbudowany został w oparciu o setki testów laboratoryjnych przeprowadzonych przez moją grupę naukową przy współpracy z naukowcami z Ohio State University i George Washington University. Wyniki tych badań zaprezentuję na drugiej konferencji smoleńskiej.
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
2
Dane Wejściowe
Prędkość: 77-80 m/s poziomo, 0-19.2 m/s pionowo
Masa samolotu: 78600 kg
Odległość od gruntu do miejsca uderzenia w brzozie: 6m
Średnica brzozy w miejscu uderzenia: 44cm
Gęstość brzozy: 700 kg/m3
Długość odcinka skrzydła: 6m
Ciśnienia Aerodynamiczne na Skrzydle Obliczone za Pomocą CFX
Różne pozycje samolotu:
Lot poziomy Kąt natarcia: 5°–20° Kąt obrotu-5°, lot poziomy Kąt obrotu-5°, kat natarcia 5°–20°
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40
100
200
300
400
500
600
700
MAT224_1/s
MAT224_8000/s
MAT224_10000/s
birch
Str
ess
(MP
a)
Strain
Brzoza a Dur-Aluminium Porównanie Wytrzymałościowe
Brzoza
Dur -Aluminium
Rezultaty eksperymentalne
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
4
Eksperyment Wirtualny Uderzenie Skrzydła Tu154M w Brzozę
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
5
Lot Wznoszący- ZbliżeniePr
of. W
iesł
aw B
inie
nda
6
Wnioski z Symulacji Uderzenia Skrzydła w Brzozę
Na podstawie informacji wziętych z rosyjskiego i polskiego raportu, modele MES użyte do obliczeń symulacyjnych za pomocą LsDyna pokazały że:
SKRZYDŁO SAMOLOTU TU-154M ZAWSZE PRZECINA BRZOZĘ
Dla wszystkich możliwych konfiguracji samolotu i jego lotu
Niezależnie czy użyte są podstawowe czy nieliniowe modele materiałowe
Niezależnie od gęstości siatki MES
Ponadto:
KRAWĘDŹ PRZEDNIA SKRZYDŁA MUSI BYĆ ZNISZCZONA NA DŁUGOŚCI 60-80CM
POWIERZCHNIA NOŚNA NIE JEST ZNISZCZONA
DALSZY LOT POWINIEN BYĆ MOŻLIWY
ODCIĘTA GÓRNA CZĘŚĆ BRZOZY ZAWSZE UPADA W KIERUNKU LOTU SAMOLOTU
7
Rekonstrukcja Rysynkowa Lewego Skrzydła
Fakty: Brak zniszczenia krawędzi przedniej w miejscu urwania skrzydła, Położenie złamanej końcówki brzozy w kierunku prostopadłym do
lotu samolotu Zniszczenia wewnętrzne skrzydła oraz wyrwane nity
Wnioski: Nie doszło do uderzenia skrzydłem w brzozę Eksplozja może być przyczyną urwania końcówki skrzydła
8
Eksperyment na Prędkość Krytyczna
Nawet przy prędkości 4x większej niż prędkość Tu154M przy brzozie, uderzenie nie powoduje rozdrobnienia dur-aluminium na odłamki, gdyż materiał ten się roluje plastycznie
Materiał z poszycia skrzydła
Pole Odłamków z Katastrofy Samolotu TU-154
Obecność wielu drobnych odłamków poszycia widocznych na tym zdjęciu, które leżały nawet przed brzoza aż do miejsca upadku samolotu na ziemie, świadczy o działaniu sil wysokiej energii czyli wybuchu.
Brak Krateru od Uderzenia Samolotu w Ziemie
Uderzenie samolotu kołami do ziemi
Uderzenie samolotu kołami do góry
Wektor prędkości uderzeniapoziomy(z): 69.28 m/s;pionowy (y): -40 m/s
Głębokość krateru 1-2 m
11
Wrak Samolotu Tu154M – Obie Ściany Kadłuba Wywinięte na Zewnątrz
Bottom of the Fuselage
Right Wall Left Wall
Top of the Fuselage
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
12
Realny i Wirtualny Eksperyment
Wideo realnego eksperymentu Boeing 727 można naleźć na Youtube:www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=6mtM8R7KWyYView Case Studies
13
Przykład Katastrofy Samolotu TU-154 z Grudnia 2010 roku
Nie było wybuchu, rozłamał się przy lądowaniu w lesie, 82 rannych, 2 osoby zmarły w szpitalu.
14
Wnioski Końcowe• Fragment lewego skrzydła nie mógł urwać się na
skutek uderzenia w brzozę.
• Wielka ilość drobnych odłamków i rozrzut wraku oraz brak krateru świadczą o rozpadzie samolotuw powietrzu.
• Otwarcie ścian kadłuba na zewnątrz świadczy o wybuchu.
• Gdyby nie było wybuchu
tylna część kadłuba oraz prawe skrzydło powinno być w całości.
większość pasażerów w środkowej i tylnej części samolotu powinna przeżyć.
• Uderzenie kołami do góry jest lepiej amortyzowane więc daje większą szanse przeżycia.
Prof
. Wie
sław
Bin
iend
a
15
Jestem wdzięczny Rodzinom Smoleńskim oraz wszystkim ludziom dobrej woli za wyrazy solidarności i wsparcia w czasie ataku medialnego na mnie i moich kolegów naukowców.