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第1章　飞机结构抗坠撞设计概念和设计准则 1

1.1　概述 1

1.2　基本设计思想 3

1.3　基本术语的定义与解释 4

1.3.1　可生存事故 4

1.3.2　生存力及生存力包线 4

1.3.3　机体结构的抗坠撞性能 5

1.3.4　可生存事故中飞机速度变化的累计频率曲线 5

1.3.5　可生存事故中飞机的撞击过载 8

1.3.6　人对瞬时加速度的耐受力 10

1.4　坐标系与飞机姿态 13

1.4.1 坐标系 13

1.4.2　飞机姿态 14

1.4.3　撞击时的角度定义 15

1.5 坠撞载荷及相关项 15

1.5.1 向前载荷 16

1.5.2　向后载荷 16

1.5.3 向下载荷 16

1.5.4　向上载荷 16

1.5.5　侧向载荷 16

1.5.6　坠撞合力 17

1.6　提高机体结构抗坠撞性能的措施和途径 17

1.6.1　正确的设计观念 17

1.6.2　一般设计要求 17

第2章　抗坠撞设计条件和状态 19

2.1　概述 19

2.2　撞击条件和坠撞状态 21

2.2.1　MIL-STD-1290（AV）标准的规定 21

2.2.2　JSSG-2010-7和MIL-STD-1290A的规定 22

2.3 两个标准规定的主要区别 24

2.4　坠撞设计条件确定的例子 25

第3章　抗坠撞分析方法和计算软件 27

3.1　概述 27

3.2 飞行器坠撞问题的描述方法 27

3.2.1　有限元法简介 28

3.2.2　显式解法和隐式解法的一般过程 29

3.2.3　坠撞分析中几个值得注意的问题 31

3.2.4　显式有限元的发展 36

3.3　飞机坠撞对计算软件的基本要求 37

3.4　机体结构的数值模型 38

3.5　座椅的要求 39

3.6　飞机坠撞分析软件的评价和选择 40

3.6.1 目前通用的分析软件及其功能 40

3.6.2　软件对抗坠撞分析适用性评价 42

3.6.3　结构元件破坏失效模式与处理方法 45

3.7 多刚体动力学人体模型 47

3.7.1　人体模型的简化 47

3.7.2　多刚体计算程序ATB简介 48

3.8　模型的确认 49

3.8.1　模型确认所需的试验认证 49

3.8.2　分析结果的检验 50

3.9　一般性分析流程简介 51

3.10 小结 56

第4章　机体结构抗坠撞设计 58

4.1　概述 58

4.2　抗坠撞设计准则 58

4.2.1　一般要求 58

4.2.2　强度和变形 59

4.2.3　结构材料和制造工艺 60

4.3 导致乘员受伤的结构损坏类型 60

4.3.1　作用于驾驶舱结构的纵向（挤压）载荷引起的损坏 60

4.3.2　作用于机身壳体的垂直（挤压）载荷引起的损坏 61

4.3.3　作用于机身壳体的侧向（挤压）载荷引起的损坏 61

4.3.4　作用于机身壳体的横向（弯曲）载荷引起的损坏 61

4.3.5　地板结构的变形（压曲） 61

4.3.6　起落架穿透机身壳体 61

4.3.7　燃油箱的断裂 62

4.4　机身结构的抗坠撞设计 62

4.4.1　机身结构抗坠撞性能指标 62

4.4.2　坠撞时的能量关系 63

4.4.3　坠撞时的动量关系 64

4.4.4　改善抗坠撞性能可能采用的设计方案 65

4.5　机翼与尾部结构的抗坠撞设计 69

4.5.1　简要说明 69

4.5.2　抗坠撞设计要求 70

第5章　起落架抗坠撞设计 71

5.1 概述 71

5.2　结构抗坠撞设计的一般原则 71

5.2.1 材料选择及结构的强度和刚度要求 71

5.2.2　布局设计 72

5.2.3　高吸能缓冲器设计 72

5.3　特殊的缓冲器设计技术 74

5.3.1　建立缓冲器模型 75

5.3.2　计算结果 77

第6章　乘员座椅／约束系统抗坠撞设计 80

6.1　概述 80

6.1.1　主要设计思想 80

6.1.2　准则适用范围 81

6.1.3　舒适性 81

6.1.4　验收准则 81

6.1.5　选择准则 81

6.2　一般设计原则 82

6.2.1　座椅的朝向选择 82

6.2.2　座椅材料 84

6.2.3　结构的连接 84

6.2.4　强度分析 87

6.2.5　坠撞力的衰减 90

6.3　座椅强度和变形要求 96

6.3.1　设计座椅时建议使用的乘员质量 96

6.3.2　纵向强度和变形要求 97

6.3.3　垂直方向强度和变形要求 98

6.3.4　侧向强度和变形要求 99

6.4　椅垫要求 100

6.4.1　充填型椅垫 100

6.4.2　网状椅垫 100

6.5　座椅的连接件 101

6.5.1　一般要求 101

6.5.2　座椅部件的连接件 101

6.5.3　适当的连接件 101

6.6　结构试验要求 101

6.6.1　一般要求 101

6.6.2　要求附加试验的设计更改 102

6.6.3　坠撞试验装置及假人 102

6.6.4　座椅静力试验要求 102

6.6.5　动力试验 105

6.6.6　FAA侧向座椅试验要求 108

6.7　座椅结构完整性及乘员约束确认 108

6.8　专业术语 110

第7章　约束装置抗坠撞设计 112

7.1　概述 112

7.1.1　专业术语 112

7.1.2　约束装置的验收 113

7.1.3　约束装置设计应考虑的因素 113

7.2　一般设计原则 114

7.2.1　材料 114

7.2.2　结构连接 114

7.2.3　束带的连接方法 115

7.3　乘员束带系统设计准则 115

7.3.1　一般要求 115

7.3.2　前向束带装置 120

7.3.3　后向束带装置 121

7.3.4　侧向束带装置 121

7.4　货物约束系统设计准则 122

7.4.1　概述 122

7.4.2　货物约束 122

7.5　试验准则 125

7.5.1　乘员束带装置试验 125

7.5.2　担架束带装置试验 125

7.5.3　货物约束系统试验 125

第8章　发动机安装及燃油系统抗坠撞设计 126

8.1　概述 126

8.2　发动机安装系统的抗坠撞设计 126

8.3　燃油系统抗坠撞设计 127

8.3.1　燃油箱 127

8.3.2　燃油导管 130

8.4　放油 130

8.4.1　分离燃油箱系统 130

8.4.2　小结 131

第9章　舱门／应急舱门抗坠撞设计 132

9.1 概述 132

9.2　专业术语 132

9.3　应急舱门 133

9.3.1　舱门的尺寸 133

9.3.2　所需应急舱门的数目 133

9.3.3　舱门位置 135

9.3.4　舱门的使用 136

9.3.5　舱门通路 138

9.4 应急照明 139

9.4.1　人员方位照明 139

9.4.2　释放应急舱门用的应急照明设备 140

9.4.3　应急照明灯的电源 140

第10章　坠撞试验验证方法与试验技术 141

10.1　概述 141

10.2 国内外坠撞试验简介 142

10.3 飞机结构纵向撞击试验验证方法和技术 145

10.3.1　纵向撞击试验说明 145

10.3.2　纵向撞击试验方法 145

10.3.3　农5A飞机全机纵向撞击试验方案 145

10.4　垂直坠落地面的坠撞试验验证方法和技术 150

10.5 坠撞试验数据与坠撞仿真分析数据的处理及相关性分析 151

10.5.1　数据处理与评估技术 151

10.5.2　仿真分析结果与试验结果的相关性分析评估 155

附录：CCAR 23.561和23.562条款 157

参考文献 160