Abstrakt
Cel: Przedstawienie problemów związanych z prowadzeniem badań zderzeniowych konstrukcji lotniczych w tzw. „teście ptaka”. Prezentacja instrumentarium badawczego umożliwiającego odtwarzanie warunków występujących podczas zderzenia statku powietrznego z ciałem obcym. Zidentyfikowanie charakterystycznych różnic konstrukcyjnych i konfiguracyjnych systemów zderzeniowych, stosowanych w zależności od badanego obiektu, rodzaju odtwarzanej kolizji i skali analizowanego zjawiska.
Wprowadzenie: Zjawisko uderzenia ciała obcego w szybko poruszający się statek powietrzny stanowi poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa lotów maszyn cywilnych i wojskowych. W celu poznania procesów zachodzących w trakcie zderzenia zjawisko definiowane jako Foreign Object Damage (FOD) musi być badane empirycznie w warunkach laboratoryjnych z zastosowaniem odpowiednich metod. Ze względu na specyficzny charakter badań niezbędne jest stosowanie specjalnego instrumentarium umożliwiającego wierne odtworzenie warunków rzeczywistych oraz precyzyjne zarejestrowanie danych. Budowa i parametry systemu badawczego są uzależnione od rodzaju odtwarzanego zjawiska oraz parametrów energetycznych zderzenia. W prezentowanym artykule analizie poddano zidentyfikowane systemy zderzeniowe, wykorzystywane w naukowych oraz przemysłowych laboratoriach badań materiałów i konstrukcji lotniczych.
Metodologia: Opisano metody rozpędzania miotanych obiektów, problemy dotyczące struktury stanowisk umożliwiających właściwą ekspozycję badanej konstrukcji na oddziaływanie ciała obcego oraz sposoby budowy ciała obcego odwzorowującego prawdziwego ptaka. Przedstawiono zagadnienia związane z urządzeniami miotającymi umożliwiającymi rozpędzanie ciała obcego do wymaganej prędkości zderzeniowej. Zaprezentowano występujące rozwiązania dział pneumatycznych oraz omówiono ich wady i zalety. Przedstawiono konstrukcję stosowanych mechanizmów spustowych oraz ich wpływ na parametry energetyczne systemu miotającego. Scharakteryzowano urządzenia wylotowe przeznaczone do oddzielania miotanego obiektu od elementów sabotu umożliwiających rozpędzanie pocisku w lufie działa pneumatycznego. Podano przykłady sabotów dla systemów wielko- i małokalibrowych o różnym potencjale energetycznym.
Wnioski: Z przeprowadzonej analizy wynika, że podstawowe problemy badań zderzeniowych konstrukcji lotniczych dotyczą sposobów rozpędzania miotanego pocisku imitującego ciało obce. W tym celu najczęściej wykorzystywane są pneumatyczne układy miotające, tzw. działa pneumatyczne. Dotychczas większość wykorzystywanych systemów badawczych umożliwia odwzorowanie warunków kolizji, które występują na niskich pułapach lotu, gdzie najczęstszą przyczyną uszkodzeń są małe ptaki poruszające się pojedynczo lub w grupie. Ze względu na rosnące wymagania dotyczące bezpieczeństwa lotów w najbliższych latach niezbędny jest rozwój badań zderzeniowych ukierunkowanych na wierną odtwarzalność warunków panujących na dużych wysokościach rejsowych, gdzie dochodzi do zderzeń z największymi, ciężkimi ptakami.
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo lotów, samoloty, ptaki, zderzenia, działo pneumatyczne
Typ artykułu: artykuł przeglądowy