Dergiler / Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 8 - Sayı: 3
Bir Uçak Kanadının Hücum Kenarına Kuş Çarpmasının Düzgün Parçacık Hidrodinamiği Yöntemiyle Sayısal İncelenmesi
- Sayfa
- 547–566
- DOI
- —
Özet
Bir uçağın güvenli kalkış ve iniş gereksinimlerini sağlaması için, ulusal havacılık otoritelerinin belirlemiş olduğu bazı kriterler bulunmaktadır. İstatistiklere göre, kanat yapısı bir uçağın kuş çarpmasına maruz kalma riski en yüksek yapılarından biridir. Bu makalenin amacı bir kanat hücum kenarının olası bir kuş çarpmasına karşı sağlamlığını sayısal olarak ölçmektir. CATIA V5 programı kullanılarak kanat ve kuş yapısının 3 boyutlu modellemeleri yapılmış; daha sonra bu modeller, sonlu elemanlar ağının oluşturulması için LS-DYNA programına aktarılmıştır. Kuşun partikül yapısının oluşturulmasında SPH yöntemi kullanılmıştır. Kuş ve kanat yapısı için birden fazla simülasyon modeli geliştirilmiştir ve her bir simülasyondan elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre; yüksek hızlı kuş çarpması darbelerine karşı 2xxx alüminyum alaşımlarının mukavemetinin yeterli seviyede olmadığı görülmüştür. Bununla birlikte; kabuk elemanı için çarpraz fiber dizilimine sahip kompozit malzeme kullanılması, ön kirişi olumlu yönde etkilemiştir. Ayrıca, bal peteği ve köpük gibi destekleyici malzemelerin kullanılması maksimum etkin gerilmenin düşmesine sebep olmuş ve ön kirişi hasar almaktan korumuştur.
Abstract
There are some criterias set by the national aviation authorities to ensure the safe take-off and landing requirements for an aircraft. According to the statistics, wing structure is one of the structures of an aircraft with the highest risk of bird impact. The purpose of this article is to investigate the robustness of a wing leading edge against a possible bird strike. 3D modeling of wing and bird structure was made using Catia V5 program; these models were then transferred to the LS-DYNA program to create a finite element mesh. SPH method was used to create the particle structure of the bird. Multiple simulation models have been developed for bird and wing structure, and the results from each simulation have been compared. According to the results obtained from this study; the strength of 2xxx aluminum alloys has been found to be insufficient against high-speed bird impacts. However, the use of composite material with a cross-ply sequence for the shell element has positively affected the front spar. In addition, the use of supporting materials such as honeycombs and foam caused to decrease maximum effective stress and protected the front spar from damage.