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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

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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


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%.

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