许多人认为乘坐飞机是比较危险的,它飞在空中一旦出事,生存概率会很小。但数据统计显示,飞机却是世界上最安全的交通工具。为何会出现这种统计结果呢?这是因为每种型号的飞机研制过程中,都要经过严格的结构强度地面验证试验,以检验飞机的设计和制造是否满足要求,能否保障飞机的飞行安全。
什么是结构强度地面验证试验呢?简单来说就是在试验室中,通过加载设备模拟飞机在使用过程中承受的各种载荷,通过检测设备测量飞机结构的变形、损伤等响应,以确定飞机结构强度是否满足要求。
目前飞机结构强度验证试验是按照尺寸由小到大、数量由多到少、结构由简单到复杂的思想,一层接一层的进行,通常称之为“积木式”验证体系。全机静力试验位于“积木式”验证体系的顶层,要用一架真实尺寸的飞机结构,用静态加载的方式,对飞机结构的承载能力和强度极限进行全面测试,验证飞机设计过程中其强度和刚度的计算方法是否合理,检验制造工艺是否合格,确定结构是否能够减重或具备更高承载能力,为结构改型、改进提供依据。
全机静力试验重点考核主承力结构及部件之间的连接强度,通常分为首飞前、首飞后两个主要阶段。 首飞前一般只进行影响首飞安全的试验项目,首飞后进行全部规划的试验项目,包括限制载荷和极限载荷。有时为获取飞机结构的承载极限,会选择性进行破坏试验。
全机静力试验是一个复杂的过程,包括试验设计、安装、实施等环节。试验时需要用计算机协调控制各种加载和测量设备,将飞机在使用中承受的载荷,同步地、由小到大分级施加到飞机结构上,同时测量并记录各级载荷下飞机结构变化情况。试验中结构如果发生破坏或局部损伤,试验系统要及时、准确记录破坏发生的过程和详细数据,以供后续的试验分析。
那么如何判断飞机结构是否通过了全机静力试验考核呢?首先,要通过限制载荷试验的考验。即对飞机结构施加飞行使用中可能遇到的最大载荷,飞机结构不应产生有害的永久变形,不能影响飞机正常操作。其次,还要通过极限载荷的考验,以验证飞机结构是否有足够的安全裕度。极限载荷一般取限制载荷的1.5倍。在极限载荷试验时,结构应能承受极限载荷3秒钟以上,不发生结构总体失稳或破坏。
全机静力试验结果满足以上要求,就可以认为该型飞机结构静强度是合格的,具备了安全飞行的基本条件。
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原文标题:为什么“破坏”一架飞机背后有这么大学问?
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