Estudio de la capacidad de resistencia a impactos de una sección de fuselaje de aeronave civil recién desarrollada con tanque de combustible auxiliar reforzado con espuma compuesta
Autores: Rayhan, Saiaf Bin; Pu, Xue
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio de la capacidad de resistencia a impactos de una sección de fuselaje de aeronave civil recién desarrollada con tanque de combustible auxiliar reforzado con espuma compuesta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeronave
Resistencia a choques
Elemento finito
Absorción de energía
Fuselaje
Condición de choque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En las últimas dos décadas, la resistencia a choques de las aeronaves ha experimentado importantes desarrollos, principalmente con sistemas de computación modernos y códigos comerciales de elementos finitos (FE). La estructura y el material han sido diseñados para absorber más energía cinética para garantizar suficiente seguridad durante una condición de choque controlado. Sin embargo, la sección del fuselaje con un tanque de combustible auxiliar a bordo requiere arreglos especiales, ya que el sistema de estrucutura inclinada con un absorbedor de energía eficiente es difícil de instalar debajo del suelo de la cabina debido al espacio ocupado por el tanque de combustible. Para solucionar esta deficiencia, se introduce una espuma compuesta de PVC junto con una placa de aluminio debajo del tanque de combustible para mejorar las métricas de resistencia a choques del fuselaje. Se investigan pruebas de caída tanto para el diseño convencional como para el modelo propuesto adoptando el código de dinámica explícita no lineal Ansys Autodyn, con una velocidad de impacto de 9.14 m/s. Se encontró que la absorción de energía cinética de la sección original del fuselaje puede mejorarse en un 3.54% al reforzar la espuma y la placa. Además, contribuyen al 20% de la disipación total de energía interna. Los resultados numéricos también sugieren que la superficie del suelo de la cabina experimenta una reducción del 41% en el estrés máximo, además de la mitigación de las respuestas de aceleración máxima en el suelo de la cabina en diferentes ubicaciones medidas de entre el 6% y el 36%.
Descripción
En las últimas dos décadas, la resistencia a choques de las aeronaves ha experimentado importantes desarrollos, principalmente con sistemas de computación modernos y códigos comerciales de elementos finitos (FE). La estructura y el material han sido diseñados para absorber más energía cinética para garantizar suficiente seguridad durante una condición de choque controlado. Sin embargo, la sección del fuselaje con un tanque de combustible auxiliar a bordo requiere arreglos especiales, ya que el sistema de estrucutura inclinada con un absorbedor de energía eficiente es difícil de instalar debajo del suelo de la cabina debido al espacio ocupado por el tanque de combustible. Para solucionar esta deficiencia, se introduce una espuma compuesta de PVC junto con una placa de aluminio debajo del tanque de combustible para mejorar las métricas de resistencia a choques del fuselaje. Se investigan pruebas de caída tanto para el diseño convencional como para el modelo propuesto adoptando el código de dinámica explícita no lineal Ansys Autodyn, con una velocidad de impacto de 9.14 m/s. Se encontró que la absorción de energía cinética de la sección original del fuselaje puede mejorarse en un 3.54% al reforzar la espuma y la placa. Además, contribuyen al 20% de la disipación total de energía interna. Los resultados numéricos también sugieren que la superficie del suelo de la cabina experimenta una reducción del 41% en el estrés máximo, además de la mitigación de las respuestas de aceleración máxima en el suelo de la cabina en diferentes ubicaciones medidas de entre el 6% y el 36%.