Вопросы прочности ВС при грубых посадках и выкатываниях

Мы не знаем, как выглядит брюхо уральцев. Но мы видим, что мотогондолы, на которые пришелся основной удар, не раздробило, не сплющило, а просто оторвало пилоны. Но это была уже продольная нагрузка после приземления. Крылья тоже на месте. Это не исключает наличия в силовой конструкции деформаций, но разрушающей перегрузки не было. Значит и предел разрушающей перегрузки достигнут не был.
Не забывайте, что поле не плиты аэродромной полосы. Земля даже сухая - существенно мягче бетона. И тут работает то самое - чем больше тормозной путь при прочих равны (погашенной энергии движения) - тем меньше перегрузка. Самолеты ВОВ после подобной посадки требовали минимального полевого ремонта и снова могли и летать и воевать.
[automerge]1567699841[/automerge]
ССЖ, не считая подломленной стойки, выглядел вообще как с конвейера, ...пока не сгорел.
Совсем не обязательно. Разрыва фюзеляжа не было и это все что мы знаем. Деформаций - вагон и тележка. Но кто их будет изучать после такого пожара.
 
Реклама
Мы не знаем, как выглядит брюхо уральцев. Но мы видим, что мотогондолы, на которые пришелся основной удар, не раздробило, не сплющило, а просто оторвало пилоны.
Сплющило.
27564265.jpg
 
Не в вакууме тяжелее пух, т.к. у него больше обьем и значит больше сила архимеда.
По условиям задачи масса у обоих предметов одинаковая: 1 кг. А мы выясняем вес, то бишь с какой силой предмет давит на опору.

В вакууме она будет одинакова у обоих предметов, ибо вес равен 'масса' * 'ускорение' свободного падения. А в воздухе у пуха вес будет меньше, т.к. сила архимеда у него будет больше, чем у гвоздей.

#оффтоп
 
время действия вертикальной перегрузки, при её постоянстве будет зависеть только от вертикальной скорости с которой начинается взаимодействие опоры (стойки, фюзеляж и мотогондолы) с поверзностью (бетон," кукуруза")
Простите, но ВРЕМЯ действия будет зависеть от начального значения вертикальной скорости и прочностных характеристик падающего тела и опоры. Перегрузка уменьшится одинаково быстро при слишком хрупком и слишком твердом теле или опоре. Чем дольше процесс разрушения (с предшествующей деформацией), тем дольше действие перегрузки во времени. И тем меньше ее воздействие на части тела, не входящие в непосредственный контакт с опорой. А при наличии горизонтальной скорости величина перегрузки в момент деформации будет снижаться пропорционально значению горизонтальной скорости и обратно пропорционально силе трения о поверхность.
 
Последствия посадочной перегрузки не имеют ничего общего с последствиями полетной перегрузки, на которую вы намекаете.
А уж при посадке с убранным шасси вертикальная перегрузка до 6 - это ни о чем. Самолет будет иметь лишь мелкие локальные повреждения.
Вот такие?
Да, это с шасси, но и они поглотили немалую часть кинетической энергии вертикального удара. Да, при посадке на фюзеляж зона деформации и восприятия нагрузки существенно больше, значит величина деформаций должна быть меньше, но это как бы. На самом деле при таких запредельных перегрузках как 6 это не так даже при нулевом тангаже, так как очевидно что кинетическая энергия в разы превышающая эксплуатационную не может вызвать лишь локальные повреждения фюзеляжа. А уж при ненулевом тангаже и с такой вертикальной самолет начнет разваливаться в момент касания бетонки задней частью фюзеляжа.
Полетные 5G куда мягше ударных 5G, ибо действуют разное время.
Все наоборот. Чем больше время воздействия одинаковой силы - тем масштабнее будут деформации.
Ну, это простенько объяснить на примере. Берете гвоздь. Ставите его вертикально к поверхности. Далее варианты: 1. бьете по нему; 2. давите на него. Прилагаемое усилие равное. Смотрите, что будет с гвоздем и с поверхностью. Результат будет разный. Особенно, если усилие будет приложено не совсем по оси гвоздя.
Допустим поверхность - твердое дерево куда гвоздь с одного удара не входит. Если ударить - гвоздь войдет немного в дерево. Если давить с тем же усилием - гвоздь зайдет весь в дерево по шляпку.
Чем дольше процесс разрушения (с предшествующей деформацией), тем дольше действие перегрузки во времени. И тем меньше ее воздействие на части тела, не входящие в непосредственный контакт с опорой.
Нет, здесь другая логика. При одинаковой кинетической энергии тел до столкновения чем больше может деформироваться тело, тем дольше будет идти сам процесс столкновения, а потому и перегрузка такого тела будет меньше, вот потому могут меньше пострадать части тела не входящие в контакт с опорой, а не потому что перегрузка будет действовать дольше.Пример - у современных авто обязательно имеются специально проектируемые зоны деформации которые при столкновении до расчетной скорости не допускают превышения перегрузки выше критических значений смертельных для человека. При одинаковых же перегрузках чем дольше они действуют - тем больше деформации. Ну допустим давим сверху на самолет 500 тонным прессом. Если давить 1 сек - успеем сплющить самолет на 0,5 метра, а если подольше - сплющим в лепешку. Цифры условные конечно, но принцип должен быть понятен.
А при наличии горизонтальной скорости величина перегрузки в момент деформации будет снижаться пропорционально значению горизонтальной скорости и обратно пропорционально силе трения о поверхность.
Не понял о чем речь, не проясните?
 
Вот такие?
Да, это с шасси, но и они поглотили немалую часть кинетической энергии вертикального удара. Да, при посадке на фюзеляж зона деформации и восприятия нагрузки существенно больше, значит величина деформаций должна быть меньше, но это как бы. На самом деле при таких запредельных перегрузках как 6 это не так даже при нулевом тангаже, так как очевидно что кинетическая энергия в разы превышающая эксплуатационную не может вызвать лишь локальные повреждения фюзеляжа. А уж при ненулевом тангаже и с такой вертикальной самолет начнет разваливаться в момент касания бетонки задней частью фюзеляжа.


Начали за здравие, а закончили за упокой...

Посадка на выпущенные стойки и на убранные совершенно не эквивалентны по действующим нагрузкам на фюзеляж. При посадке на выпущенные стойки нагружение фюзеляжа эквивалентно полетному случаю положительной перегрузки - переднюю и заднюю часть фюзеляжа гнет вниз инерционными силами, как консольные балки. Изгибающие моменты в сечениях фюзеляжа по переднему и заднему лонжеронам крыла максимально возможные. Тут перегрузка 6 - серьезная величина, может фюзеляж и переломить.

Но при посадке "на брюхо" еще в процессе упругого деформирования фюзеляж соприкасается с землей, и вместо консольных балок получаются балки с несколькими опорами или вообще балка на упругом основании, соответственно перерезывающие силы и изгибающие моменты в критических сечениях уменьшаются. А уменьшение момента в два раза - это уже безопасные нагрузки.


Все наоборот. Чем больше время воздействия одинаковой силы - тем масштабнее будут деформации.

Если нагрузка не превышает предел текучести, а тело - твердое, то одной и той же приложенной силе соответствует одна и та же деформация.

Допустим поверхность - твердое дерево куда гвоздь с одного удара не входит. Если ударить - гвоздь войдет немного в дерево. Если давить с тем же усилием - гвоздь зайдет весь в дерево по шляпку.

Пример не из теории упругости, здесь нет деформации, здесь просто разрушение высоким контактным напряжением.


Нет, здесь другая логика. При одинаковой кинетической энергии тел до столкновения чем больше может деформироваться тело, тем дольше будет идти сам процесс столкновения, а потому и перегрузка такого тела будет меньше, вот потому могут меньше пострадать части тела не входящие в контакт с опорой, а не потому что перегрузка будет действовать дольше. Пример - у современных авто обязательно имеются специально проектируемые зоны деформации которые при столкновении до расчетной скорости не допускают превышения перегрузки выше критических значений смертельных для человека. При одинаковых же перегрузках чем дольше они действуют - тем больше деформации. Ну допустим давим сверху на самолет 500 тонным прессом. Если давить 1 сек - успеем сплющить самолет на 0,5 метра, а если подольше - сплющим в лепешку. Цифры условные конечно, но принцип должен быть понятен.

Неправильно. В примере автомобиля перегрузка не постоянна, а нарастает в процессе деформации. А с какой стати вы принимаете постоянную перегрузку в случае самолета?! При посадочном ударе перегрузка точно также нарастает от 0 до максимума в момент максимального обжатия стоек.
 
Все наоборот. Чем больше время воздействия одинаковой силы - тем масштабнее будут деформации.
Да. Если сила одинаковая. Но при деформирующей перегрузке она во времени одинаковой не будет за счет поглощения энергии деформируемыми частями.
При полетных перегрузках не будет деформации. Т.е. она будет, но в пределах, заложенных конструкцией. И действовать эта перегрузка будет на все элементы самолета.
До какого-то момента конструктивно предусмотренные деформации будет компенсировать нагрузку. Т.е. нагрузка растет до того момента, пока не достигнет порога разрушения. Потом нагрузки уже нет. Не на что действовать силе.
А ударная сначала действует на деформацию необратимую, которая поглощает энергию. Потом уже на разрушение. Те части, которые непосредственно соприкасаются с опорой будут деформироваться и разрушаться. Все, что выше будет испытывать перегрузку меньшую, поскольку для этих частей опорой будет не поверхность, а деформируемые зоны, которые будут поглощать энергию и растягивать ударную нагрузку во времени. Т.е. будут снижать ускорение.
Допустим поверхность - твердое дерево куда гвоздь с одного удара не входит. Если ударить - гвоздь войдет немного в дерево. Если давить с тем же усилием - гвоздь зайдет весь в дерево по шляпку.
Вот в том-то и дело, что вопрос в поверхности и направлении удара. В первом случае высока вероятность того, что гвоздь деформируется, согнется, причем вне зависимости от направления действия силы относительно продольной оси (гвоздя). А во втором случае он зайдет по шляпу при приложении силы точно вдоль оси, но деформируется, если сила будет направлена под углом. Даже небольшим.
Нет, здесь другая логика. При одинаковой кинетической энергии тел до столкновения чем больше может деформироваться тело, тем дольше будет идти сам процесс столкновения, а потому и перегрузка такого тела будет меньше, вот потому могут меньше пострадать части тела не входящие в контакт с опорой, а не потому что перегрузка будет действовать дольше.Пример - у современных авто обязательно имеются специально проектируемые зоны деформации которые при столкновении до расчетной скорости не допускают превышения перегрузки выше критических значений смертельных для человека. При одинаковых же перегрузках чем дольше они действуют - тем больше деформации. Ну допустим давим сверху на самолет 500 тонным прессом. Если давить 1 сек - успеем сплющить самолет на 0,5 метра, а если подольше - сплющим в лепешку. Цифры условные конечно, но принцип должен быть понятен.
Примерно это и имел ввиду. Но все же тут вопрос времени прямо влияет на именно величину перегрузки на части, не входящие в контакт с опорой. Почему, написал выше.
Не понял о чем речь, не проясните?
Суммарный вектор силы. При наличии горизонтальной скорости вектор силы, направленной вертикально, будет уменьшаться, а вектор силы, направленной горизонтально, увеличиваться. Для самолета - деформации из поперечных будут переходить в продольные (рассматривается вариант посадки на брюхо).

Может я криво излагаю, я не инженер ни разу. Но надеюсь мысль понятна.
 
КМК, при заявленной вертикальной в той части, которая плюхнулась первой, как минимум бы багажники (хвостовые) сплюшило заметно, и скорее всего шпангоуты овализовались с серьезными повреждениями пола салона.
 
При наличии горизонтальной скорости вектор силы, направленной вертикально, будет уменьшаться.
Не будет.

Fy какой была, такой и останется. А вот Fсумм действительно вырастет, за счет появления составляющей Fx.

Я все еще помню...
 
Не будет.
Fy какой была, такой и останется. А вот Fсумм действительно вырастет, за счет появления составляющей Fx.
Я все еще помню...
А закон сохранения энергии куда будем девать? Если где-то растет, то где-то должно уменьшаться, или?
 
Реклама
Посадка на выпущенные стойки и на убранные совершенно не эквивалентны по действующим нагрузкам на фюзеляж.
А я разве говорил обратное? Но главное не в этом. А в том что вы почему то не хотите обратить внимание на то что посадка на фюзеляж с нулевым тангажем и ненулевым есть совершенно различные схемы нагружения. Довожу до вашего сведения, посадка пассажирских сарделек обычно происходит на тангаже далеко не нулевом. И далеко ненулевой тангаж категорически меняет расчетную схему, в результате чего фюзеляж превращается в консольную балку защемленную в хвосте, нагрузки на которую вырастают раза в два. И это и так уже при совершенно запредельных перегрузках за гранью расчетных, то бишь разрушающих. Так о каких локальных деформациях фюзеляжа здесь может идти речь? Повторяюсь, в реале, на тангаже не ноль обычных для посадки, на вертикальных соответствующих перегрузке 6, ваш виртуальный лайнер начнет разрушаться только коснувшись бетонки задней частью фюзеляжа, что показала катастрофа Ту-22М3. А будь в виртуале тангаж ноль, о локальных деформациях фюзеляжа тоже и речи идти не может. Если самолет тупо сбросить на землю метров с 15-20 (цифры условные) деформации будут локальные? Не по всей длине фюзеляжа и малозначительные?
В дополнение, мысль садиться с нулевым тангажом с целью уменьшения деформаций фюзеляжа при превышении расчетных перегрузок совершенно точно не придет в голову рядовому летчику. Летчик в первую очередь в аварийной ситуации,, согласно инструкции, будет пытаться выполнять посадку с перегрузкой в пределах эксплуатационной, а не думать о том как сесть получше на фюзеляж с запредельной перегрузкой, превышающей расчетную. Так что не надо брать с потолка несуществующие на практике расчетные случаи и на их основе делать выводы об остальных.
Но при посадке "на брюхо" еще в процессе упругого деформирования фюзеляж соприкасается с землей, и вместо консольных балок получаются балки с несколькими опорами или вообще балка на упругом основании, соответственно перерезывающие силы и изгибающие моменты в критических сечениях уменьшаются. А уменьшение момента в два раза - это уже безопасные нагрузки.
Как уже отмечалось выше, такого идеального случая посадки с нулевым тангажом в реальности существовать не может, но даже и при нем, при посадке с перегрузкой 6 деформации будут объемны и существенны, а не локальны, как вы утверждаете.
Если нагрузка не превышает предел текучести, а тело - твердое, то одной и той же приложенной силе соответствует одна и та же деформация.
А если тело не твердое у него тоже есть предел текучести? Хотите ненужным наукообразием увеличить доказательность своих утверждений? На меня это не действует.:)
Пример не из теории упругости, здесь нет деформации, здесь просто разрушение высоким контактным напряжением.
О какой упругости вообще можно говорить при посадке на фюзеляж? Стесняюсь спросить, вы представляете фюзеляж в виде надутого мячика? Именно явная деформация и только будет при посадке на фюзеляж.
Неправильно. В примере автомобиля перегрузка не постоянна, а нарастает в процессе деформации.
Неправильно что? Имеющиеся зоны деформации уменьшают максимально достижимую в процессе столкновения перегрузку спасая тем самым пассажиров - вот мой очевидный тезис, вот что главное. То что перегрузка не остается постоянной и растет с момента соприкосновения сталкивающихся тел - это очевидно, и я не говорил обратного, и на суть вопроса это не влияет.
А с какой стати вы принимаете постоянную перегрузку в случае самолета?! При посадочном ударе перегрузка точно также нарастает от 0 до максимума в момент максимального обжатия стоек.
Никто ее не принимает постоянной. Конечно она растет. Там просто был условный пример показывающий что чем больше по времени будет воздействие силы превышающей пределы упругости материала - тем больше будут его деформации и разрушения, а никак не наоборот.
 
Да. Если сила одинаковая.
А разве она не одинаковая по условию задачи?
Полетные 5G куда мягше ударных 5G
5G они в Африке 5G.
Вот в том-то и дело, что вопрос в поверхности и направлении удара.
Таких вопросов не затрагивалось, да и не имеют они отношения к поднятой теме.
Примерно это и имел ввиду.
Если только примерно.
Суммарный вектор силы. При наличии горизонтальной скорости вектор силы, направленной вертикально, будет уменьшаться, а вектор силы, направленной горизонтально, увеличиваться. Для самолета - деформации из поперечных будут переходить в продольные (рассматривается вариант посадки на брюхо).
Может я криво излагаю, я не инженер ни разу. Но надеюсь мысль понятна.
Нет, не понятна, и это не так. Если задано условие перегрузка 6, то поступательная скорость 200 или 300 перегрузку не изменит.
 
А разве она не одинаковая по условию задачи?
Во времени и для различных точек деформируемого тела - нет. Первоначально приложенная сила - да.
5G они в Африке 5G.
Для какой точки деформируемого тела?
Таких вопросов не затрагивалось, да и не имеют они отношения к поднятой теме.
В данном случае именно они и имеют отношение к теме.
Если только примерно.
Ну, простите мне мою тупость. Я косноязычен.
Нет, не понятна, и это не так. Если задано условие перегрузка 6, то поступательная скорость 200 или 300 перегрузку не изменит.
Или не понятно, или не так. Что-то одно. А то получается, что не читал, но не одобряю.
Еще раз, перегрузку, которую испытывает какая точка деформируемого тела?
 
Ради смеха: вертикальную скорость 4 м/сек достигнет в момент соприкосновения с поверхностью тело, упавшее с высоты 0,8 м.
 
Не совсем по теме, но есть кое-что. Ответ Боинга на запрос о рекомендациях по выпуску/невыпуску шасси при посадках вне ВПП (рекомендаций в документах нет):

Boeing has historically not seen the need for an off-airport landing discussion in the FCTM due to the improbability of a dual engine failure with no restart possible. We consider the currently published Loss of Thrust on Both Engines NNC to most effectively address a power off landing by establishing procedures to prevent it. However, due to incidents in the last decade, we are reviewing that position.

Boeing regards off-airport landing considerations such as landing site selection and airplane configuration to be basic airmanship information. For example, the FAA Airplane Flying Handbook states: "a hard and fast rule concerning the position of a retractable landing gear at touchdown cannot be given. In rugged terrain and trees, or during impacts at high sink rate, an extended gear would definitely have a protective effect on the cabin area. However, this advantage has to be weighed against the possible side effects of a collapsing gear, such as a ruptured fuel tank."

For the above reasons, Boeing has no specific recommendations regarding off-airport landings.
 
Или не понятно, или не так. Что-то одно.
Есть и второй вариант - есть сомнения насколько правильно я понял ваше высказывание, но если я понял правильно - то это не так.
Еще раз, перегрузку, которую испытывает какая точка деформируемого тела?
А какая в нашем случае разница?
 
Есть и второй вариант - есть сомнения насколько правильно я понял ваше высказывание, но если я понял правильно - то это не так.
А какая в нашем случае разница?
Для разных точек перегрузка будет разная. Чем дальше точка от поверхности опоры, с которой сталкивается деформируемое тело, тем меньше для нее суммарное значение перегрузки. А по поводу того, что не так и не поняли, посмотрите, там один человек понял и даже возражал конструктивно. Но вот про закон сохранения энергии как-то забыл.
Чтобы понять, надо просто вектора сил нарисовать. И посмотреть что с ними будет в динамике. С учетом неизменной энергии, часть которой поглощается деформацией и трением.
 
С учетом неизменной энергии, часть которой поглощается деформацией и трением.
Позвольте узнать, неизменная энергия - это кинетическая энергия ВС непосредственно перед контактом с поверхностью земли? И если часть поглощается, то куда девается оставшаяся часть? А арифметика процесса простая. Работа силы равна произведению этой силы на расстояние, если направления силы и пути совпадают. Пробег ВС можно измерить рулеткой, работу силы посчитать, зная скорость и массу ВС и, таким образом, оценить среднее ускорение, т. е. перегрузку.
 
Позвольте узнать, неизменная энергия - это кинетическая энергия ВС непосредственно перед контактом с поверхностью земли?
Угу.
И если часть поглощается, то куда девается оставшаяся часть?
В конечном итоге она поглощается вся. Переходит во внутреннюю энергию падающего тела и опоры.
А арифметика процесса простая. Работа силы равна произведению этой силы на расстояние, если направления силы и пути совпадают.
Если совпадают. Совпадать они будут при направлении по вертикали к опоре и по горизонтали. А если мы имеем две составляющие, вертикальную и горизонтальную, то суммарный вектор силы будет направлен под углом. Чем меньше вертикальная скорость и больше горизонтальная, тем больше будет угол к нормали в момент касания. А дальше, опять же в зависимости от силы трения, которую может создать опора, вертикальная перегрузка будет уменьшаться, а горизонтальная расти. Аналогично на них будет влиять величина деформации, увеличение площади соприкосновения с опорой и рост силы трения.
Пробег ВС можно измерить рулеткой, работу силы посчитать, зная скорость и массу ВС и, таким образом, оценить среднее ускорение, т. е. перегрузку.
Повторяю вопрос: для какой точки ВС вы будете считать перегрузку? На точку, которая соприкоснулась с поверхностью первой и на точку, максимально удаленную от первой по вертикали будет действовать разная перегрузка. Хотя первоначально ускорение у них одинаковое. Время торможения у них разное. А перегрузка это ускорение умноженое на массу. При торможении мы имеем дополнительное ускорение, направленное в ином направлении по отношению к первоначальному. Причем торможение будет и при деформации подлежащих частей деформируемого тела, и при гашении горизонтальной скорости силой трения. Ну, нарисуйте вектора, а? Это не сложно. К примеру, для двух точек. Первая - которая первой пришла в соприкосновение с опорой, вторая, к примеру, которая находится в центре масс. Для простоты.
А усреднять не стоит. Это неправильно.
 
Реклама
А усреднять не стоит. Это неправильно.
К сожалению, посчитать можно усреднённое ускорение. И цифры лишь оценочно, только порядок.
Например, пробег 160 м. Масса 90000 кг. Скорость 70 м/с. Энергия 220 МДж. Сила торможения 1,38 МН. Ускорение 15 м/с2. То есть фронтальная перегрузка примерно 1,5g в среднем. Выглядит правдоподобно, на мой взгляд.
 
Назад