基于SPH方法鸟撞飞机风挡问题的数值模拟

鸟与飞行中的飞机相撞是飞机结构损坏的重要因素，严重时会引发机毁人亡的灾难性事故。对高速低空飞行的军用飞机而言，风挡部分抗鸟撞的研究对保证飞行安全尤其重要。本文基于飞机圆弧风挡受鸟体撞击的实验观察，建立了国产某型军用飞机圆弧风挡及鸟体的有限元分析模型，利用基于SPH的流固耦合方法分析了圆弧风挡受鸟撞击问题。计算结果得到了风挡结构的变形、位移、应变等几方面的数据，与实验结果基本吻合，同时给出了500~650km/h速度范围内的撞击力和应力时程曲线、风挡发生破坏的临界撞速、圆弧风挡在经受鸟体撞击时发生破坏的可能位置及其破坏方式。研究结果验证了SPH方法在分析鸟撞问题中的优越性，也为风挡的安全设计和研制新机型提供了有价值的数据。