空难事故中的力学问题
A319 A320飞机主轮毂联接螺栓疲劳断裂力学分析
A319 A320飞机主轮毂联接螺栓疲劳断裂力学分析1. 引言1.1 研究背景A319 A320飞机主轮毂联接螺栓疲劳断裂力学分析引言飞机主轮毂联接螺栓是飞机结构中至关重要的连接元件,承担着固定主轮毂及轮胎、承受飞机降落冲击力以及飞行过程中的各种载荷的重要作用。
伴随着飞机使用寿命的不断延长和航班频次的增加,飞机主轮毂联接螺栓的疲劳断裂问题逐渐凸显出来。
疲劳断裂可能会导致飞机零部件损坏,甚至造成严重的飞行事故,给乘客和机组人员的生命财产安全带来极大威胁。
对A319 A320飞机主轮毂联接螺栓的疲劳断裂进行力学分析具有重要的理论意义和工程价值。
通过深入研究主轮毂联接螺栓的结构特点、应力分布规律、疲劳断裂机理,并建立合理的力学模型进行分析和优化,可以有效提高飞机的安全性和可靠性,延长飞机的使用寿命,为飞机制造业的发展提供技术支持。
本研究旨在对A319 A320飞机主轮毂联接螺栓的疲劳断裂进行深入探究,为飞机结构设计和飞行安全提供有力的技术支持和参考依据。
1.2 研究意义飞机主轮毂联接螺栓是飞机结构中承载重要载荷的关键部件之一。
其工作状态良好与否直接影响飞机的飞行安全和可靠性。
当前,随着飞机运行环境和载荷条件的不断变化,主轮毂联接螺栓处于不断受到挑战的状态,容易出现疲劳断裂问题。
对主轮毂联接螺栓的疲劳断裂力学进行深入研究,不仅可以为提高飞机的飞行安全性提供重要技术支撑,也可以为飞机设计和制造提供重要参考依据。
1.3 研究目的研究目的旨在分析A319 A320飞机主轮毂联接螺栓的疲劳断裂力学特性,揭示其疲劳断裂机理和影响因素,为提高飞机结构的安全性和可靠性提供理论依据。
具体包括对联接螺栓的结构特点、应力特性和疲劳断裂性能进行深入分析,以建立合理的力学模型和参数优化方案,进一步完善飞机设计和维护体系。
通过疲劳断裂分析的结论和优化建议,为飞机制造商和运营商提供有效的技术支持和决策依据,同时为未来相关研究提供新的思路和方向。
民机--相关非定常气动力问题研究_伍开元
第17卷 第2期流体力学实验与测量V ol.17,N o.2 2003年06月Experiments and Measurements in F luid MechanicsJun.,2003 文章编号:100723124(2003)022*******民机空难相关非定常气动力问题研究伍开元(中国空气动力研究与发展中心总体技术部,四川绵阳 621000) 摘要:近年来,非定常气动力引起的飞行失控在造成民机空难事故诸因素中名列前茅,已经成为困扰国际民用航空运输发展的一个聚焦点。
大气飞行气动力环境本质上是非定常的,而迄今飞机均按定常空气动力学和线性飞行力学原理设计,这就决定了现有民机在真实飞行中必然存在飞行失控之类的安全缺陷。
简要介绍近年来国内外飞行失控造成民机发生重大飞行事故的情况,着重阐述采用非定常气动力和非线性飞行力学高新技术减少飞行失控、改进现役民机飞行安全性的研究思路和主要技术途径,旨在推动我国尽快实现减少民机空难事故这一重大目标。
关键词:民用飞机;飞行安全;空气动力学;飞行力学 中图分类号:V211;V212;V412 文献标识码:AΞU nsteady aerodynamics in fatal accidentsWU K ai 2yuan(China Aerodynamics Research &Development Center ,Mianyang 621000,China ) Abstract :Loss of control in flight caused by unsteady aerodynamics has become the m ost influential one in many factors resulted in the fatal accidents in recent years ,and a new spotlight affecting the development of civil aeronautic communications in the w orld.Aerodynamic environment in nature is essentially unsteady ,and all kinds of civil aircraft are designed on the basis of the principles in steady aerodynamics and linear flight me 2chanics up to now ,s o there must be s ome safety problems such as loss of control in flight in actual flight of civil airplanes.The statistics and classification about crash events in the field of international civil aeronautics for several years are given in this paper.Further ,the main research thinking and technical way to im prove the performance and safety of civil airplane are presented for the official research in future ,and for the final g oal to eliminate severe crash events in flight by use of High 2T ech developed in unsteady aerodynamics and nonlinear flight mechanics. K ey w ords :civil airplane ;flight safety ;aerodynamics ;flight mechanics0 引 言 2002年,国航波音767飞机在韩国釜山机场发生“4.15”空难后不久,北航麦道82客机又在大连海域遭遇“5.7”空难。
华侨城“太空迷航”重大安全事故的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
③ 强度校核
max 1
安全
非 称循 非对称循环下构件的疲劳强度计算 构件的疲劳 度 算
拉压弯构件:
1 n K n a m
扭转构件:
碳 钢: 合金钢:
1 n K n a m
. 应力低。破坏时,名义应力值远低于材料的静载强度极限; 应力低。破坏时,名义应力值远低于材料的静载强度极限; 应力低 破坏时 名义应力值远低于材料的静载强度极限 如 Q275钢,σb=520 MPa ,但当 σmax=220 MPa 时, 弯曲对称循环不到107 次即发生疲劳断裂。
§16–2 16 2
3. —表面质量系数(P340):
构件持久极限 光滑试件持久极限
( r ) ( r )d
如果循环应力为剪应力,将上述公式中的正应力换为剪应力即可。
0 r
K
r
对称循环下 ,r = -1 。上述各系数均可查表而得 b=920MPa,–1 1= 420MPa ,–1 1= 250MPa , 分别求出弯曲和扭转时的有效应力集中系数和尺寸系数。
1 n K n max
扭转交变应力:
1 n K n max
例 旋转碳钢轴上,作用一不变的力偶 例3 旋转碳钢轴上 作用 不变的力偶 M=0.8kN·m,轴表面经过精车, 轴表面经过精车
b=600MPa,–1=
250MPa,规定 n=1.9,试校核轴的强度。
M 70 50
M
解:① :① 确定危险点应力及循环特征
r=7.5
max
M min W
800 32 65.2MPa 3 0 05 0.05
911大楼倒塌的力学分析
911大楼倒塌的力学分析土木与建筑工程学院专业:工程管理(2)姓名:***指导老师:***911大楼倒塌的力学分析摘要:9.11世贸大厦的倒塌因其重要的工程背景引起了国内外许多学者的注意,关于其倒塌的原因分析很多,但大多都是从爆炸冲击和火灾燃烧方面进行考虑和解释,同时国内对世贸大楼倒塌的原因的理论研究更是不少本文首次从塑性极限分析的角度来进行研究,假设大楼倒塌时结构内产生塑性铰,应用静力学极限分析的方法,计算出大楼倒塌所需要的极限静荷载,然后将大楼上部楼层自由落体与大楼下部楼层相互作用的冲击荷载与静荷载联系起来,得出大楼倒塌可能性与上下楼层完全刚性冲击作用时间的相关性。
最后,我们简单介绍了飞机撞击大楼后的爆炸当量死亡半径、财产损失半径等等,并对9.11以后未来高层建筑的发展趋势作了简单的展望。
关键词:世贸大厦塑性极限分析刚性冲击正文:1.塑性极限分析方法研究世贸大楼倒塌1.1 世贸大厦概况曼哈顿岛上的世贸中心是世界上最大的贸易机构,其主要建筑双塔楼是世界上最高的建筑之一,其中两座建筑南楼高1368英尺 110层,北楼1362英尺 110层,起标准层高为 3.676m。
两座大楼都为方柱形体,且外形完全一样,每边宽200英尺,每幢塔楼面积达46.6×106m2约250000t,大楼的外墙每边又排列很密的59根钢柱组成,每根钢柱都是边长为14英寸的正方形,钢柱间的距离为3英尺4英寸,大楼外表包以银色铝板,在普通风力作用下,楼层摆幅能达到2.8m. 世贸大楼的建筑钢材坚固,结构设计合理,大楼不仅经历了许多年的风雨依然完好,而且这次飞机的巨大撞击也未能使之立即倾倒,恐怖分子劫持以撞击大楼的波音757飞机起飞重量为104t,波音767飞机起飞的重量为156t,它们的飞行速度是100km/h,据幸存者描述,飞机撞击大楼虽然震动幅度在1m左右,但大楼并未立即倒塌,这既为幸存者逃离大楼争取了宝贵的时间。
空难事故中的力学问题
空难事故中的力学问题古巴当地时间2018年5月18日,一架古巴航空公司的波音737-200型客机从哈瓦那的何塞·马蒂国际机场起飞后坠毁,当时飞机上有105名乘客和9名机组人员共计114人,此次空难事故最后造成了111人遇难。
失事飞机的两支“黑匣子”均已找到,而飞机主要的结构和部件都被收集并运到安全的地方进行调查,以确定事故原因。
古巴空难事故是最近的一次世界航空史上伤亡惨重的大事故。
而最早的一次空难事故,可以追溯到百年以前。
1908年10月17日,奥维尔·莱特驾驶自己设计制造的飞机在弗吉尼亚的迈尔堡进行第三次飞行时发生意外,随机搭载的陆军中尉托马斯·赛普里金成为第一位死于空难的人。
自1903年12月,莱特兄弟制造的飞机成功首飞拉开世界航空史的序幕之后,110多年的历史中,大大小小的空难事故一直伴随着航空业的发展。
而空难事故背后的原因调查以及针对事故原因的不断改进的设计方法和制造技术,也是推动航空业发展的重要原因之一。
论文将主要针对空难事故,分析引发空难的多个原因,然后在此基础上总结空难事故中主要的涉及力学方面的问题,并对飞机结构设计思想的发展进行探讨。
1 空难原因分析空难,是指各种载人航空飞行器在起飞、飞行或降落过程中,由于人为因素或不可抗拒的原因导致的灾难性损失。
尽管飞机的安全系数比汽车高,相比于每年死于道路事故的百万余人来讲,乘坐飞机也许是更安全的方式,然而,一旦发生空难,通常情况下幸存者将寥寥无几,损失惨重。
总部设在日内瓦的空难档案局每年初都会对前一年的空难事故进行统计,统计数据表明,空难死亡人数最高的年份是1972年,達到了3346人。
而2014年尽管空难事故相对不多,然而一系列大的空难事故使得2014年成了航空灾难年,主要包括:马航MH370航班神秘失踪,共有227名乘客遇难;马航MH17航班在乌克兰东部冲突地区被导弹击落,共298人全部遇难;亚航QZ8501航班失联,遇难人数162人,等等。
飞机坠落力学角度计算公式
飞机坠落力学角度计算公式飞机坠落是一种极其罕见但又极其严重的事故,它可能导致严重的人员伤亡和财产损失。
在研究飞机坠落的力学角度时,我们需要考虑飞机的重量、速度、高度以及撞击物体的材料和结构等因素。
通过力学角度的计算,我们可以更好地理解飞机坠落的过程,并为预防和减少飞机坠落事故提供参考。
首先,我们需要考虑的是飞机的重量。
飞机的重量会影响其坠落时对地面的撞击力。
根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度,即F=ma。
在飞机坠落的情况下,我们可以将飞机的重量视为质量,加速度为重力加速度g(约等于9.8米/秒^2),从而计算出飞机坠落时对地面的撞击力。
其次,飞机的速度也是影响坠落力的重要因素。
速度越大,撞击力就会越大。
根据动能定理,动能等于质量乘以速度的平方再乘以1/2,即E=mv^2/2。
在飞机坠落的情况下,我们可以通过动能定理来计算飞机坠落时的动能,从而进一步计算出对地面的撞击力。
另外,飞机坠落的高度也会影响其对地面的撞击力。
根据重力势能公式,重力势能等于质量乘以重力加速度再乘以高度,即U=mgh。
在飞机坠落的情况下,我们可以通过重力势能公式来计算飞机坠落时的重力势能,从而进一步计算出对地面的撞击力。
最后,撞击物体的材料和结构也会影响飞机坠落的力学计算。
不同的材料和结构会对撞击力产生不同的影响,例如柔软的土地和坚硬的混凝土会对撞击力产生不同的吸收和反射。
因此,在进行飞机坠落力学角度的计算时,我们需要考虑撞击物体的材料和结构,从而更准确地预测飞机坠落时的撞击力。
综上所述,飞机坠落力学角度的计算涉及飞机的重量、速度、高度以及撞击物体的材料和结构等多个因素。
通过对这些因素的计算和分析,我们可以更好地理解飞机坠落的力学过程,并为预防和减少飞机坠落事故提供参考。
当然,飞机坠落是一种极其罕见的事故,我们需要综合考虑多种因素,采取有效的措施来确保飞机的安全飞行,以减少飞机坠落事故的发生。
坠机事件中的数学知识点
坠机事件中的数学知识点近年来,坠机事件频发,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
然而,作为复杂的技术体系,飞机的设计和运行中蕴含着大量的数学知识。
本文将从数学的角度,详细探讨坠机事件中的数学知识点。
1.气动力学在坠机事件中,气动力学是一个关键的数学知识点。
气动力学研究空气对物体运动的影响,包括飞机在空气中的受力情况。
通过数学模型,我们可以计算飞机在不同速度、角度和气流条件下的受力情况,从而评估飞机的稳定性和操纵性。
2.结构力学坠机事件中的结构力学也是一个重要的数学知识点。
结构力学主要研究材料在外部作用下的变形和破坏规律。
在飞机设计中,结构力学帮助工程师计算飞机在不同载荷下的应力和变形情况,确保飞机的结构强度和刚度满足安全要求。
3.控制理论坠机事件中的控制理论是一个关键的数学知识点。
控制理论研究如何使系统达到预定的目标。
在飞机飞行中,飞行员通过控制飞机的操纵面,调整飞机的姿态和航向。
控制理论可以帮助我们设计飞机的自动控制系统,提高飞行的稳定性和安全性。
4.碰撞力学在坠机事件中,碰撞力学是一个需要考虑的数学知识点。
碰撞力学研究物体碰撞时的能量转化和动量守恒。
在飞机坠毁时,飞机与地面或其他障碍物的碰撞会产生巨大的冲击力。
通过数学模型,我们可以评估飞机碰撞时的受力情况,从而研究如何提高飞机的抗碰撞能力。
5.概率统计概率统计是在坠机事件中应用的另一个数学知识点。
概率统计研究随机事件发生的概率和规律。
在飞机事故调查中,我们需要通过概率统计方法分析飞行数据、黑匣子数据等,找出事故发生的原因和可能性,并采取相应的措施避免类似事件再次发生。
总结起来,坠机事件中的数学知识点包括气动力学、结构力学、控制理论、碰撞力学和概率统计等多个方面。
这些数学知识点为飞机的设计、运行和事故调查提供了重要的理论支持。
通过不断深入研究和应用这些数学知识,我们可以进一步提高飞机的安全性和可靠性,防止坠机事件的发生。
航空航天工程中的力学问题研究
航空航天工程中的力学问题研究作为一门综合性科学,力学在航空航天工程中发挥着至关重要的作用。
航空航天工程需要解决许多力学问题,包括结构力学、流体力学、热力学等多个领域的科学问题。
力学问题的研究对于飞行器的设计、运行和维护至关重要,因此,深入研究航空航天工程中的力学问题具有重要的意义。
结构力学是航空航天工程中的一项重要研究领域。
它关注飞行器的结构和材料在受到外部力作用下的响应。
在航空航天工程中,结构力学不仅仅涉及到静力学问题,还包括动力学、振动和疲劳等。
例如,在飞行器的设计过程中,需要研究飞行器在受到气动力和重力等复杂力的作用下的结构强度,以确保飞行器的安全可靠。
此外,飞行器在飞行过程中可能产生的振动问题也需要进行力学分析,研究并设计相应的减振措施。
结构力学的研究对于飞行器的设计、制造和维护具有重要的指导意义。
流体力学也是航空航天工程中的重要研究领域。
它研究的是流体的力学行为,包括液态和气态的流体。
在航空航天工程中,流体力学的研究包括气动力学和水动力学。
气动力学研究的是空气在运动器上的作用力,而水动力学则研究的是水在运动器上的作用力。
飞行器在空中和水中移动时会受到复杂的气动力和水动力的影响,因此研究流体力学是设计和改进飞行器性能的重要一环。
流体力学的研究成果可以用于优化飞行器的气动外形、减小阻力、提高升力、改善操纵性能等。
除了结构力学和流体力学,航空航天工程中的热力学问题也是一个重要的研究方向。
热力学主要研究热和能量的转化与传递规律。
在航空航天工程中,关注的热力学问题包括发动机燃烧过程中的能量转化、机身温度控制、材料在高温环境下的性能以及空气动力热问题等。
热力学的研究对于提高燃烧效率、减少能量损失以及保证飞行器的安全运行具有重要的价值。
航空航天工程中的力学问题研究不仅仅关注理论分析,还需要进行实验验证。
实验是研究力学问题和验证理论结果的重要手段。
通过实验,可以得到具体的数据和现象,用于检验理论模型的准确性和可靠性。
为何会垂直坠机的原理
为何会垂直坠机的原理垂直坠机是指飞机在飞行过程中突然发生失速或其他故障,导致飞机垂直向下坠落的情况。
垂直坠机的原理涉及到气动力学、机械力学以及飞行安全等多个领域的知识。
首先,垂直坠机可能是由于飞机失去升力所导致的。
升力是飞机在飞行过程中产生的垂直向上的力,靠着升力飞机可以克服重力,维持在空中飞行。
升力的产生与飞机的机翼形状、攻角、速度以及空气密度等因素有关。
一旦飞机失去了产生升力的条件,比如机翼受损、进气道堵塞、失速等,就会立即失去升力,从而造成垂直下坠。
其次,垂直坠机还可能受到机械设备故障的影响。
飞机的机械设备是保证飞机正常飞行的重要部件,包括引擎、液压系统、操纵系统等。
一旦这些设备出现故障,比如发动机停止工作、液压失效、操纵系统受损等,就会导致飞机失去控制能力,无法保持平稳飞行,最终导致垂直坠机。
另外,垂直坠机可能还与飞行员的操作失误有关。
飞行员是飞机飞行的重要决策者和执行者,他们的操作技能和决策能力对飞机的安全性起着至关重要的作用。
如果飞行员在飞行过程中犯下严重的操作失误,比如误操作导致飞机失速、下降航道选择错误等,就可能直接造成飞机的垂直坠机。
此外,恶劣的天气条件也可能导致飞机发生垂直坠机。
飞机在进入云层、大雾、暴风雨等恶劣天气环境时,会面临复杂的空气动力学环境和视觉障碍,飞行员难以准确判断和掌控飞机的飞行状态和高度。
如果在这种情况下飞行员的判断和反应能力不足,很容易导致飞机失控和垂直坠机。
综上所述,垂直坠机的原理主要涉及到飞机失去升力、机械设备故障、飞行员操作失误以及恶劣天气等多个方面的因素。
这些因素相互作用、综合作用,都可能导致飞机失去平衡和控制,进而垂直坠机。
因此,在飞行安全中,需要对飞机的结构、性能、设备等进行全面的监测和检查,加强飞行员的培训和训练,提高飞行员的应急处理能力,以最大限度地避免发生垂直坠机事故。
同时,继续研究和发展新型飞机和飞行控制系统,提高飞行安全水平,也是垂直坠机问题的解决方向之一。
东航坠机事件哲学原理分析
东航坠机事件哲学原理分析东航载132+9人坠机的消息,令人悲叹不已。
消息传遍全国,也引发人们对于生命无常的思考。
如果今年的高考作文就是对生命无常的思考,我相信任何一个年轻人都不能理智且客观地写完这篇作文,因为我们都没有确切经历过死亡。
自然不可能有切身体验和客观经历。
从物理角度来讲,飞机最后2分钟从8000米骤降到地面,与人而言自然是致命的。
形象点可以这样理解,人在一分內从1333楼坠下。
这样的重力加速度,普通人在没有训练的情况下,多数会直接晕厥,甚至皮肤出血。
也就是说,在失去知觉情况下失去了生命,甚至自己不会意识到我已不在。
然而生命又是神奇的,很多有过濒死体验的人,会谈到临死时人生仿佛倒带。
也就是说在几秒到几分內,我们将“走完”自己的人生过往。
在这期间虽然是几分甚至几秒,我们会感觉时间很长,或者说我们此时丧失了对时间长短的判断。
甚至自己不会意识到“我”已经不在,意味着什么?我们不得而知。
也许于人而言就是戛然而止。
当然也有少数人会想,他的意识可能还在“倒带中”,只是他突然失去肉体。
所以大概率是活人是不会经历死的,生命的无常给我最大的启示是不要想着你能长寿,能活到80岁。
但你一定要想着活好当下的这一天,这一小时,这一秒。
同时你也发现了,既然生命是无常的,那么生命就是不公平的,有人活了30岁,有人活了80岁,还有人刚出生就去世了。
但你抱怨,你在抱怨的时候,违背了生活的“第一定律”,即享受当下。
生命是神奇的,生命是感性的。
有时候我在抖音上看到别人的孩子因某事或某病去世,也会突然泪流不止。
结婚有了孩子以后,这种感受更是如此。
哪有父母不希望孩子健康成长呢?大象在看到同类的尸骨时会默哀,狼群会哀鸣……之后它们会继续前行,奔赴生活。
我们人也是这样,至今逃不出生与死的桎梏,也许一千年以后,也还是这样的。
但这并不无趣,倘若每个人都有永恒的生命,生命反而丧失了激情和生命的珍贵。
我们每个人也都看不到关于人生的结局。
别忘了,“有无相生,难易相成,长短相形,高下相盈”,每一种“存在”都需要“反存在”才有意义。
飞机垂直坠落的实验原理
飞机垂直坠落的实验原理飞机垂直坠落的实验原理涉及到物理学中的力学和重力理论。
重力是地球对物体施加的吸引力,由于物体的质量而产生。
物体在垂直下落时,受到重力的作用,速度逐渐增加,直到达到一个稳定的速度,称为终端速度。
实验原理即是研究物体在垂直坠落过程中所受到的力和速度变化。
实验中通常使用的设备是一个高塔,物体可以从塔的顶部被释放,自由下落并落到地面上。
研究者可以通过观察物体的运动以及测量相关数据,来验证和研究重力的特性。
在实验进行之前,首先需要准备好实验设备和材料。
首先需要一个高塔,确保足够高度以使物体能够在自由下落过程中达到终端速度。
其次,选择一个适当的物体作为实验样本,如小球或其他重物。
还需要一些测量工具,如计时器和测量器具。
实验的过程如下:1. 首先,将物体放置在高塔的顶部,并将它释放。
物体开始自由下落,受重力作用,速度逐渐增加。
2. 在实验过程中,使用计时器测量物体从顶部到达地面所需的时间。
3. 使用测量器具测量物体的质量。
4. 重复实验多次,以确保结果的准确性。
在实验过程中,需要注意一些因素的影响。
首先,空气阻力是物体下落过程中一个常见的影响因素。
当物体速度逐渐增加时,空气阻力也逐渐增加。
当物体达到终端速度时,空气阻力与重力的大小相等,物体不再加速。
因此,在实验中应该尽量减小空气阻力的影响,可以选择较小的物体或者在真空条件下进行实验。
通过实验结果和数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 在自由下落的过程中,物体受到重力的作用而加速。
2. 物体的重量越大,下落的速度也越大。
3. 当物体达到终端速度时,可以认为物体受到的重力与空气阻力相等,速度不再增加。
4. 物体下落的时间与重力和物体质量有关。
这个实验可以用来验证和研究重力对物体运动的影响。
通过实验数据的收集和计算,可以获得更加准确的重力常数值。
同时,也可以通过实验结果验证重力理论的正确性,并进一步研究物体在不同条件下的下落速度和时间的变化规律。
航空发动机叶片断裂,疲劳、蠕变、磨损、腐蚀谁是罪魁祸首?
航空发动机叶片断裂,疲劳、蠕变、磨损、腐蚀谁是罪魁祸首?2018年4月17日,西南航空1380号航班(SouthwestAirlinesFlight1380)的一架波音737型客机在巡航状态时,突然发生发动机爆炸事故,事故导致1人遇难,148人生还。
初步的调查结果:这次事故是由于发动机发生了非包容性故障。
2013年7月22日,美国西南航空公司一架客机在着陆时机头触地,机上150多人有16人轻伤。
航空事故历史中,发动机叶片损坏而引发的飞机事故还真不少见。
2014年,我国南航CZ3739航班飞机引擎空中着火,事后调查显示发生故障的发动机进口处,压气机风扇的叶片有断裂。
据推测,有可能是叶片断掉后进入发动机内,损伤发动机进气流场,导致后者发生“畸变”,进而形成“喘振”。
所幸的是这次事故没有造成人员伤亡。
2016年8月27日,一架西南航空的波音737-700型客机在执飞新奥尔良飞奥兰多的航班时,同样发生CFM56-7B型发动机的风扇叶片非包容性故障,所幸此次事故中客机安全降落,并无更为严重事故发生。
2018年4月,波音737空中引擎爆炸其实据不完全统计,我国空军现役飞行的发动机事故中,80%都跟发动机叶片断裂失效有关。
而这么娇贵的部分一旦发生断裂失效,对发动机乃至整个飞机的损害往往是致命性的。
可见,发动机叶片断裂不容小觑,那么今天小编就带领大家全方位认识一下发动机叶片的断裂,看看它为啥有这么惊人的破坏力。
从理论上看,涡轮叶片断裂的故障机理有疲劳、超应力、蠕变、腐蚀、磨损等。
疲劳。
发动机工作时,由于经常起动、加速、减速、停车以及其他条件的影响,会使涡轮各部件承受复杂的循环载荷作用,使得叶片经受大量弹性应力循环,最终引起高周疲劳、低周疲劳或热疲劳,使得涡轮叶片断裂。
超应力。
涡轮叶片由于其形状的不规则,叶片中存在应力集中部位。
尽管在设计中往往会采取一系列措施加以避免,但实际上,超应力仍然是造成涡轮叶片断裂的一个原因。
坠机中的物理知识
坠机中的物理知识坠机中的物理知识小小飞鸟为什么能够对飞行中的飞机造成如此大的危害呢?我们可以从物理学的动量定理得出结论。
以下是小编为大家整理的坠机中的物理知识相关内容,仅供参考,希望能够帮助大家。
美国全美航空公司(US AIRWAYS)的一架客机于纽约当地时间2009年1月15日下午3点26分起飞不久后,因故障迫降时坠入纽约曼哈顿附近的哈德逊河中。
这架型号为空中巴士A320的出事客机上的乘客和机组人员共一百五十五人,包括两名机师和三名乘务人员。
据报道,机上人员已全部获救,没有乘客受重伤。
据美国航管署的发言人称,这架出事客机可能在空中撞上了一只或者一群飞鸟后,导致飞机引擎失灵。
据悉,该客机的机师在飞机起飞不久后就向地面控制中心发送紧急报告,要求迫降,但在客机试图返回机场时坠入河中。
一名目击飞机坠河的附近大楼的工作人员告诉媒体称,飞机坠河时以小角度擦着河面入水,并溅起了大量的水花。
因为机长的技术精湛,这场可能成为“悲剧”的事故最终演变成了“哈德逊河上的奇迹”。
原创试题1. 美国全美航空公司(US AIRWAYS)的一架客机于纽约当地时间2009年1月15日下午3点26分起飞不久后,在空中撞上了一只或者一群飞鸟后,导致飞机引擎失灵,最后在迫降时坠入纽约曼哈顿附近的哈德逊河中。
若飞机引擎失灵时飞机到水面的高度为h,飞机竖直向上的速度大小为v。
则机组人员在空难中允许用于机械操作的最长时间为(忽略空气阻力)(1)若该电路各元件均完好,为了确保检测过程中的'任何时候电路各部分安全,在a、b间所加电源电压的最大值为_________V;如果测定时电压表示数如图4所示,读得U=__________V。
(2)另一部分电路装在一个小盒子里,盒子内部是由三个电阻连接而成,并且跟盒外的三根引出线相连接。
当把二根引出线bc接6 V 恒压源时,测得其余任意二根引出线之间的电压均为3 V,且流过此电源的电流为0.3 A。
大飞机极端力学
大飞机极端力学当我们提及大飞机,脑海中或许会浮现出那翱翔于蓝天的巨大身影,优雅而坚定地穿越云层。
然而,在这看似平稳的飞行背后,隐藏着一个极为复杂且关键的领域——大飞机极端力学。
要理解大飞机极端力学,首先得明白什么是极端力学。
简单来说,极端力学研究的是物体在极端条件下的力学行为。
对于大飞机而言,这些极端条件包括但不限于高速飞行、强烈气流、极端温度、巨大的压力变化等等。
在高速飞行时,大飞机面临着巨大的空气阻力和气动加热问题。
空气阻力会对飞机的性能产生显著影响,增加燃油消耗,降低飞行效率。
而气动加热则可能导致飞机表面材料的性能下降,甚至影响飞机的结构完整性。
想象一下,当飞机以数倍音速飞行时,其表面与空气的摩擦会产生极高的温度,这就对飞机所使用的材料提出了极其严苛的要求。
这些材料不仅要具备高强度、高韧性,还要能够承受高温的考验。
强烈气流是大飞机飞行中另一个常见的极端情况。
比如,雷暴天气中的气流颠簸,可能会给飞机带来剧烈的冲击和振动。
这种冲击和振动会在飞机结构内部产生巨大的应力,如果飞机结构不够坚固,就有可能发生损坏,甚至导致灾难性的后果。
为了应对这种情况,飞机的结构设计需要充分考虑到各种可能的气流情况,通过先进的模拟技术和大量的实验验证,确保飞机在遭遇强烈气流时仍能保持安全。
极端温度也是大飞机面临的一大挑战。
在高空中,温度可能会低至零下数十摄氏度,而当飞机高速飞行时,由于气动加热,局部温度又可能会急剧升高。
这种巨大的温差变化会使飞机的材料产生热胀冷缩,从而影响飞机的尺寸精度和结构强度。
此外,低温还可能会导致某些材料变脆,降低其力学性能。
再来说说压力变化。
随着飞机的爬升和下降,机舱内外的压力会发生巨大的变化。
这不仅对飞机的机身结构提出了要求,以承受这种压力差,同时也对飞机的密封性能提出了极高的标准。
如果密封出现问题,可能会导致机舱失压,给乘客和机组人员带来生命危险。
为了应对这些极端力学问题,航空工程师们可谓是绞尽脑汁。
坠机物理知识总结
坠机物理知识总结1. 引言坠机是一种危及生命和造成严重破坏的意外事件,了解坠机过程中涉及的物理知识对于安全研究和飞行安全意义重大。
本文将总结与坠机过程相关的物理知识,帮助读者更好地了解坠机事件的原因和机理。
2. 物体在空气中的运动物体在空气中的运动受到空气阻力的影响。
当物体沿着竖直方向运动时,重力向下拉,空气阻力向上推。
如果物体的重力大于空气阻力,物体将加速下降;如果物体的重力小于空气阻力,物体将减速或停滞在空中。
3. 升力和动量升力是使飞机在空中保持飞行的力量之一,它是由飞机机翼的设计产生的。
当飞机的机翼受到空气的作用力时,空气分离顺序改变,从而产生一个向上的力,即升力。
升力与飞机的速度、机翼的设计、机翼面积以及空气密度有关。
动量也是坠机中的一个重要概念。
动量是物体运动的量度,与物体质量和速度成正比。
当飞机坠毁时,可以通过研究飞机坠毁前的运动状态和动量来分析事故的原因和结果。
4. 转矩和稳定性在飞机运行过程中,转矩对于保持飞机的稳定性非常重要。
转矩是力对物体施加的旋转效应。
飞机的机翼、方向舵和副翼等部件可以通过调整在飞行中受到的力矩来实现稳定飞行。
5. 重心和平衡重心是物体的重量均匀分布的中心。
在飞机设计中,重心的位置对于保持飞机的平衡至关重要。
如果飞机的重心位置过于偏前或偏后,会对飞机的稳定性产生不利影响。
6. 空气动力学空气动力学是研究物体在空气中运动的科学。
在飞机坠机过程中,空气动力学扮演着重要的角色。
研究空气动力学可以帮助我们理解飞机的运动原理、飞行控制和安全性。
空气动力学研究还可用于改进飞机设计和提高飞行性能。
7. 错误的飞行操作和机械故障除了物理知识,理解飞机操作和机械故障对于坠机事件的分析和预防也至关重要。
错误的飞行操作和机械故障可能导致飞机失控和坠毁。
例如,操作员误操作、机械故障、航空电子设备故障等都可能成为坠机事件的诱因。
8. 结论坠机事件是非常严重的事故,对乘客和机组人员的生命安全造成极大威胁。
重着陆导致飞机机身前部结构损伤的力学分析
图1某型飞机0号框下部组件有限元分析某轻型飞机前起落架重着陆时载荷传递路线世界上没有完全刚性的物体,任何物体在力的作用下都会产生变飞机的机身也不例外。
在着陆过程中,它承受起落架的缓冲支柱作它将在这个力的作用下变形并被激发出固有振动模态。
机身刚度对主起落架的载荷影响不明显,但对于前起落架而言,由于机身较沿机身航向的机体变形较大,机体的柔性可以缓解起落架的着陆原因在于机体结构可以依靠变形吸收部分冲击能量从而减轻起落架负载,机体储存的能量会随模态振动周期性释放出来。
然而落架重着陆时机身所受载荷如果超过其净强度、刚度限制,或着陆周期载荷引起结构疲劳累积,机身结构件就会发生裂纹或变形。
本文所研究的某轻型通航飞机为全金属半硬壳结构,机身包括前中部和尾锥三个部分,主要由成形隔框、纵向桁条、加强角片和蒙皮等构成。
飞机安装有前三点式固定起落架,前起落架安装于号框之间的中下部,主起落架安装于5号框与6号框之间的纵向加强隔框上。
前起落架接地时地面撞击载荷产生于前起落架轮胎和地面之间地面载荷由轮胎传递给减震支柱,再通过减震支柱将载荷传递给减震支柱外筒,再由减震支柱外筒通过前起落架上部安装座和下部安装座传递给机体。
机体通过隔框、蒙皮和桁条来吸收由冲(下转第123可以看到在起落架固定位置的上部出现较大的法向位移。
28页)活;开展读书系列征文比赛,比赛以班级形式组织参选出的优秀作品将被推荐到相关报刊发表;举办经验交流会识共享为主旨,分享成功的学习生活经验;充分利用学校图书馆每年读书节”系列活动,提高经典文化阅读素养。
第三,加强激励机评选阅读之星、评选“书香校园”建设先进班集体和先进个人通过开展“全力建设书香校园”项目,促进了学生的学风建设高了辅导员工作的实效。
但项目管理毕竟是一门复杂的新兴科学导员工作项目化的成败受到内外环境等多种因素的制约,它要求管理者具有多种综合管理能力,然而,实践中校学生活动管理者或组织者还缺乏对项目管理理论的系统、我们应当创造各种条件,提高项目化管理在辅导员工作中的最大限度提高辅导员工作的水平和效率。
坠机物理分析报告
坠机物理分析报告1. 引言在航空事故调查中,坠机物理分析是至关重要的一环。
通过对飞机坠毁现场的物理分析,我们可以了解事故的原因和过程,为事故调查提供重要的线索和证据。
本篇报告将对一起坠机事故进行物理分析,以揭示事故的真相。
2. 事故背景事故发生在某年某月某日,当地时间XX:XX。
事故飞机为XXX型号,航班号为XXX。
飞机原定从起飞地点前往目的地,但在飞行过程中发生了坠机事故。
事故发生地点位于XXX地区,距离起飞地点约XXX公里。
3. 坠机现场调查3.1 破碎模式根据对坠机现场的初步观察,我们发现飞机在坠毁过程中出现了严重的破碎。
飞机机身分为多个部分,其中有明显的扭曲和撕裂痕迹。
这种破碎模式表明飞机在坠毁时遭受了极大的冲击力。
3.2 燃烧痕迹在坠机现场,我们还发现了明显的燃烧痕迹。
飞机残骸上有大面积的烧焦痕迹,并且部分残骸已经完全被火焰烧毁。
这表明在飞机坠毁后,发生了火灾。
燃烧痕迹的分布可以提供关于火灾的起源和扩散方向的线索。
3.3 飞行数据记录器在坠机现场,我们找到了飞机的飞行数据记录器(FDR)。
该设备记录了飞机在飞行过程中的各种数据,如速度、高度和姿态等。
通过分析飞行数据记录器的数据,我们可以重现飞机坠毁前的飞行状态,帮助我们更好地理解事故发生的原因。
4. 研究方法与结果4.1 分析飞行数据通过对飞行数据记录器的分析,我们得到了飞机在坠毁前的飞行状态数据。
根据数据分析结果,我们发现飞机在坠毁前经历了剧烈的姿态变化和速度下降。
这表明飞机在坠毁前可能发生了失控或异常情况。
4.2 模拟重现为了更好地理解飞机的坠毁过程,我们进行了模拟重现。
通过将飞机的飞行数据输入到飞行模拟器中,我们模拟了飞机在坠毁前的飞行轨迹。
模拟结果显示,飞机在坠毁前的飞行轨迹与实际坠机现场观察到的破碎模式相符合。
这进一步证实了飞机在坠毁前可能发生了失控或异常情况。
4.3 其他物理分析除了飞行数据分析和模拟重现外,我们还对飞机残骸进行了物理分析。
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空难事故中的力学问题
作者:钱天川
来源:《中国科技纵横》2019年第04期
摘要:空难事故往往是灾难性的,会造成巨大的人员伤亡和经济损失。
对航空史上的空难事故原因进行分析,发现人为因素和非人为因素都可能导致空难事故;对空难事故中引起飞机破坏本质的力学问题进行探究,指出静力、冲击、疲劳破坏是主要的原因;本文结合空难中的力学问题,对飞机设计思想的发展过程进行了总结。
关键词:空难;空难原因;疲劳破坏;飞机设计思想
中图分类号:V211.15 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)04-0229-02
0 引言
古巴当地时间2018年5月18日,一架古巴航空公司的波音737-200型客机从哈瓦那的何塞·马蒂国际机场起飞后坠毁,当时飞机上有105名乘客和9名机组人员共计114人,此次空难事故最后造成了111人遇难。
失事飞机的两支“黑匣子”均已找到,而飞机主要的结构和部件都被收集并运到安全的地方进行调查,以确定事故原因。
古巴空难事故是最近的一次世界航空史上伤亡惨重的大事故。
而最早的一次空难事故,可以追溯到百年以前。
1908年10月17日,奥维尔·莱特驾驶自己设计制造的飞机在弗吉尼亚的迈尔堡进行第三次飞行时发生意外,随机搭载的陆军中尉托马斯·赛普里金成为第一位死于空难的人。
自1903年12月,莱特兄弟制造的飞机成功首飞拉开世界航空史的序幕之后,110多年的历史中,大大小小的空难事故一直伴随着航空业的发展。
而空难事故背后的原因调查以及针对事故原因的不断改进的设计方法和制造技术,也是推动航空业发展的重要原因之一。
论文将主要针对空难事故,分析引发空难的多个原因,然后在此基础上总结空难事故中主要的涉及力学方面的问题,并对飞机结构设计思想的发展进行探讨。
1 空难原因分析
空难,是指各种载人航空飞行器在起飞、飞行或降落过程中,由于人为因素或不可抗拒的原因导致的灾难性损失。
尽管飞机的安全系数比汽车高,相比于每年死于道路交通事故的百万余人来讲,乘坐飞机也许是更安全的交通方式,然而,一旦发生空难,通常情况下幸存者将寥寥无几,损失惨重。
总部设在日内瓦的空难档案局每年初都会对前一年的空难事故进行统计,统计数据表明,空难死亡人数最高的年份是1972年,達到了3346人。
而2014年尽管空难事故相对不多,然
而一系列大的空难事故使得2014年成了航空灾难年,主要包括:马航MH370航班神秘失踪,共有227名乘客遇难;马航MH17航班在乌克兰东部冲突地区被导弹击落,共298人全部遇难;亚航QZ8501航班失联,遇难人数162人,等等。
针对众多空难事故的调查分析表明,引起空难的原因很多,主要分为人为因素以及非人为因素两大类。
1.1 人为因素所引起的空难
据美国空难数据网显示,从1950年到2010年全球已得出确切事故原因的上千次空难中,人为因素在事故原因中超过五成。
人为因素主要包括恐怖袭击和人为失误等,其中人为失误主要来自于航空管制员、飞行员、维修工程师等。
人为因素导致的空难事故中,最广受关注、影响最大的美国“9.11恐怖袭击事件”中,被恐怖分子劫持的两架飞机撞击纽约曼哈顿的世界贸易中心,导致包括美国纽约地标性建筑世界贸易中心在内的6座建筑被完全摧毁,死亡人数约3000余人,成为世界航空史上最大的恐怖袭击空难事故。
此外,人为操作失误也是空难的主要人为因素之一。
2017年7月17日,发生在巴西孔戈尼亚斯机场的飞机事故就是人为操作失误引发的。
事故主要原因是管制塔台允许飞机在积水湿滑的跑道降落,结果飞机着陆后由于滑行太快而失控冲出跑道,重新起飞后撞到机场外航空公司的仓库大楼上发生爆炸,事故造成包括乘客、机组人员、楼内职工和过路行人共约200人丧生。
1.2 非人为因素所引起的空难
非人为因素通常是不可抗因素,包括机械故障、气候影响、电磁干扰、鸟撞等。
由于飞机制造过程复杂,且飞机体积庞大,尽管飞机设计和制造技术不断提高,但是机械故障所致的飞机事故还是时有发生。
机械故障主要包括发动机故障、仪表显示不正常、液压系统失灵等。
台湾复兴航空客机失事就是发动机故障导致飞机动力不足引起。
气候影响主要包括:雷暴天气时飞机可能被闪电击中导致损坏,飞机机翼结冰影响飞机结构气动特性、浓雾和暴雨影响安全降落条件。
2010年巴基斯坦空难就是气候原因所致,机上152人遇难。
电磁干扰是由于飞机上的导航设备和操纵系统被外来电磁波干扰而无法接收地面导航站的电磁信号,导致飞机正常飞行被干扰而引发事故。
而鸟撞飞机是由于飞机的高速运动产生巨大的动量,鸟与飞机相撞时由于撞击时间很短,根据物理学知识,撞击力将足够大,从而破坏飞机的局部结构如发动机叶片等。
总的来说,因为种种原因,空难事故总是难以避免,找到空难事故的原因,有助于提前防范从而减少同类事故的发生。
2 空难事故中的力学问题
尽管引起空难事故的原因多种多样,然而,空难发生时,通常表现为飞机结构的破坏。
这种飞机结构的破坏可能是局部的,也可能是整体的;破坏的过程可能是一瞬间的,也可能是渐
进的。
引起飞机结构破坏的本质问题主要是力学问题。
根据破坏的过程和形式,这些力学问题可以分为静力破坏、冲击破坏、疲劳破坏三类。
2.1 静力破坏
飞机结构的静力破坏通常是飞机某些局部位置承受的应力超过材料的强度极限而导致的一次性破坏。
空难史上的第一次事故就是由于螺旋桨出现裂纹后其承载能力下降,导致螺旋桨断裂而失事。
静力破坏的空难事故很多,如:1989年,美国联合航空公司811航班在23000英尺高空飞行时前货舱门突然爆裂,内压的作用使得整个右前侧机体被撕裂;2009年,土耳其航空1951号航班在降落过程中严重损毁,断成三截,主要是结构承载过大所致。
2.2 冲击破坏
飞机结构的冲击破坏主要是由于飞机与外部物体之间的碰撞所致。
主要来自两方面,飞机高速运动过程中受鸟撞击而出现破坏以及飞机低速或高速运动时与其余飞机或建筑相撞而出现破坏。
2009年全美航空1549号航班在起飞后90秒攀升到3200英尺后,因鸟击致使两个引擎都失去动力而不得不迫降,所幸未造成人员伤亡;而1996年,印度上空的两架客机相撞就没那么幸运了,造成了350余人遇难,这也成了航空史上最严重的飞机空中相撞事故。
2.3 疲劳破坏
飞机结构的疲劳破坏通常是在远低于设计容许最大应力的循环应力作用下,飞机结构局部的疲劳源不断扩展,形成疲劳裂纹,当裂纹扩展到临界长度时,由于材料净承载面积下的应力超过材料的极限强度而发生破坏。
疲劳破坏是飞机空难事故主要的原因之一。
在对众多空难失事飞机残骸的检查中,经常会发现机身金属疲劳破坏的现象。
如1969年F-111战斗机的破坏就是由于接头处的半椭圆疲劳初始裂纹扩展所致;1979年美国航空公司的DC-10型客机失事是由于机身上连接引擎和机翼的螺栓因疲劳而折断,导致引擎爆炸引起的。
3 飞机结构设计思想的发展
空难所造成的破坏是对飞机结构安全最大的挑战;然而,不管对于民机还是军机,安全是永恒的主题,是结构设计的基本要求。
飞机结构设计思想的发展来源于飞机的使用实践,同时又受制于当时的科技水平和生产力水平。
早期的飞机结构设计思想要求飞机结构承受的最大载荷必须大于实际承受载荷的一定倍数(又叫做安全系数),即满足静强度设计准则;这一设计准则贯穿了整個飞机设计发展史。
第一次世界大战期间出现的飞机机翼颤振问题,使得飞机设计开始关注刚度问题,此时的飞机设计中又加入了变形设计准则和气动弹性设计准则。
第二次世界大战后,多个国家相继出现了飞机结构因疲劳破坏引发的空难事故,其中彗星号飞机的灾难性事故最为典型;为了解决这一疲劳破坏问题,安全寿命设计方法被采用。
安全寿命设计是以结构无裂纹寿命作为设计目标,而结构中的初始缺陷以及制造缺陷无法避免,飞机结构必然会存在各种损伤,损伤的发展会导致结构破坏,因此,在安全寿命设计的基础上,破损安全设计思想被发展起来。
破损安全设计的思想是设计备用结构,使飞机结构在主传力结构失效后,由备用结构承担载荷,以保证飞机结构的安全。
然而,由于检修成本太高,促使了耐久性/损伤容限设计准则的诞生。
损伤容限设计承认结构中存在未被发现的初始缺陷,要求在使用过程中的重复载荷作用下,缺陷的增长应控制在一定范围内,在规定的检查间隔内,结构满足规定的剩余强度要求,以便能通过有效的检查、维修保证结构在使用寿命期内不发生灾难性的破坏。
目前,耐久性/损伤容限设计思想是各国先进飞机的主要设计思想,各国都颁布了相关的设计标准和设计规范。
参考文献
[1] 易白.寻找空难的元凶[J].生命与灾害,2009(7):6-8.
[2] 高峰.如何用高科技防止航空灾难[J].生命与灾害,2014(7):16-19.
[3] Alan R.Newman,张珍珍,胡毅.空难事件和飞机性能检测[J].世界科学,1991(7):51-52+62.
[4] 庄茁,王向东,张朝晖,林勇文,赵志明,滕锦,王璞.力学在飞机结构设计中的应用与发展[J].工程力学,2007,24(z2):1-7.
[5] 王远达,梁永胜,王宏伟.飞机结构的耐久性与损伤容限设计[J].飞机设计,2009,29(1):37-43.。