飞机蜂窝道面拦阻系统的动力学模型与数值模拟研究

摘要

针对传统泡沫混凝土材料在大型飞机道面拦阻中存在的吸能效率、耐久性以及环保等问题,基于金属蜂窝材料提出了一种新型飞机道面拦阻系统。首先,建立了机轮-蜂窝材料耦合作用阻力模型和全机拦阻动力学模型,得到了蜂窝材料在拦阻过程中的能量耗散分布解析表达式。其次,通过LS-DYNA有限元软件进行了蜂窝材料道面拦阻系统的数值研究,验证了机轮-蜂窝材料耦合作用阻力模型的准确性。最后,完成了对波音737-900ER飞机在蜂窝材料中拦阻响应预测,分别得到了飞机的拦阻距离、速度变化曲线、减速度变化曲线以及前后起落架受力曲线等。研究结果表明,通过对比飞机在蜂窝材料与在传统材料中的拦阻曲线,发现蜂窝材料具有更高的能量吸收效率和更平稳的拦阻能力,并且对于中大型飞机拦阻,能够更好地保护前起落架不受损伤。通过本文研究,可为具有更高吸能效率、更环保的新型飞机道面拦阻系统的开发提供理论基础。