飞机救生爆炸切割冲击防护技术研究

根据人体听觉损伤安全极限和非听觉损伤安全极限,结合爆炸切割清理弹射通道技术的工程实践,确定了弹射时爆炸冲击对飞行员的损伤安全极限,并提出了爆炸冲击超压的估算公式。采用芳纶布、芳纶布增强橡胶、芳纶纤维增强橡胶、橡胶等4种材料进行了爆炸切割防护试验,并进行爆炸冲击防护效果对比,确定采用橡胶作为防护材料;同时对单件试验和两件试验的爆炸冲击进行测试,得到两次爆炸切割比单次爆炸切割的冲击波超压增加约30%的结果。

爆炸切割冲击防护技术研究

根据人体听觉损伤安全极限和非听觉损伤安全极限,结合爆炸切割清理弹射通道技术的工程实践,确定了飞行员弹射时对爆炸冲击的损伤安全极限。将爆炸冲击波对飞行员的影响,简化成爆炸冲击波在自由场的传播对飞行员的影响,提出了爆炸冲击超压的估算公式。通过爆炸切割过程的物理描述,提出避免爆炸冲击及飞散物对乘员的损伤影响,需要重点研究切割索保护套或者类似结构,采用了芳纶布、芳纶布增强橡胶、芳纶纤维增强橡胶、橡胶等四种材料进行了爆炸切割防护试验,对4种不同材料的爆炸冲击防护效果进行了对比。最后确定采用橡胶作为防护材料,进行了单件试验和两件试验的爆炸冲击的对比,提出两件相比单件爆炸冲击的叠加影响。

铝合金聚能切割性能研究

为确保弹射救生过程的安全性,合理选择聚能切割对象的材料及几何结构,以7050铝合金座舱顶部结构试验件和切割索防护形式进行了聚能切割弹射通道清理系统原理性试验,试验中以铝合金7050为切割材料时,产生条状多余物,而采用铝合金2A12为切割材料时,则没有出现。针对该问题利用有限元方法对切割对象进行了聚能切割仿真,通过对7050和2A12材料的力学性能分析和试验件结构形式分析,得出了试验中条状多余物是由于7050的悬臂梁结构导致的。对7050切割几何结构进行了优化设计和聚能切割试验,结果表明优化后的7050切割几何结构聚能切割时未出现多余物。

飞机空中跳伞应急出口切割装置设计与试验

爆破切割蒙皮形成应急出口在飞机上的应用国内尚属首次,其最大优点是节省救生准备时间.从爆炸减压、结构变形、结构强度、爆炸反向冲击等方面进行了理论计算,分析了高空爆破切割形成应急出口的可行性.针对切割索弯折过框及长桁降低切割效果问题,进行了摸底试验和余度试验,试验结果表明:只要过框位置切割索弯折后与框距离控制在2～8 mm,过长桁位置切割索弯折后与长桁距离不大于2 mm,就可以满足切割分离要求,切割索弯折后相互之间不产生影响.通过1∶1地面验证试验,证明了爆破切割蒙皮形成应急出口的可行性,并成功安装于某型飞机上.研究成果可为其他型号采用爆破切割技术提供理论基础和试验数据支持.

多乘员弹射指令系统延迟时间仿真计算

指令系统延迟时间的计算尚无明确有效的方法,大多依靠实验和经验来确定。为给某型飞机指令系统设计提供依据,减少实验次数和费用,提出风险系数法,通过比较风险系数大小来计算指令系统延迟时间。计算表明,"0-0"弹射是计算延迟时间的决定性条件,其他条件则不起决定性的影响,而且,单纯依靠延迟时间不能达到有效的发散效果,还必须配备轨迹发散系统。通过与发散火箭的优化组合,该型飞机指令系统延迟时间为1.25s和1.35s,发散火箭总冲110N.s,作用时间50ms。此外,并列乘员火箭包燃烧尾焰灼伤风险很小,与实验结果相符。通过与相关数据的对比,该方法能够为多乘员弹射指令系统的设计提供有效的参考依据。

聚能爆破切割清理弹射通道技术

考虑到飞机隐身等因素,飞机驾驶舱顶部为金属结构而不是传统的座舱盖结构,在弹射救生过程中,采用聚能爆破切割技术,切割金属结构形成"座舱盖"并抛放以清理弹射通道,且已在B-1B、B2飞机上采用。利用座舱顶部金属结构平板件,对聚能切割器装药量、切割厚度,切割过程冲击噪声对飞行员的影响、爆破飞溅物对飞行员的损伤防护等进行了分析和试验研究,并将冲击噪声对飞行员的影响与国军标的要求进行了对比。通过本次研究,将为以后的工程应用提供基础性依据。