Bardzo ciekawa symulacja 2 amerykańskcih naukowców.

1. KatastrofaSamolotu Tu-154M 10 kwietnia 2010 Prof. Wiesław K. Binienda, Ph.D., F. ASCE College of Engineering The University of Akron Akron, OH 44325 wbinienda@uakron.edu

2. Prof. WIESŁAW K. BINIENDA, Ph.D., F.ASCE MS ̶PolitechnikaWarszawska, WydziałSamochodówSiMR PhD ̶ Drexel University, WytrzymałośćMateriałów RedaktorNaczelny̶ Journal of Aerospace Engineering, American Society of Civil Engineers (“ASCE”) CzłonekHonorowy̶ ASCE DziekanWydziałuInżynierii (Civil Engineering) The Uniwersity of Akron (“UA”), Ohio, USA Dyrektor “UA Gas Turbine Facility” LaboratoriumZderzeńWysokiejEnergii LaboratoriumBadaniaStruktur LaboratoriumMateriałowe www.ecgf.uakron.edu/~civil/people/binienda/ www.uakroncivil.com/researchlab/ 2

3. CzłonekGrupyEkspertówds. BadańKatastrofLotniczych Arizona State University (ASU) Boeing Central Connecticut State University (CCSU) Federal Aviation Administration (FAA) General Electric Aviation (GE) George Washington University (GWU) Goodrich Hamilton Sundstrand Honeywell LSTC National Aeronautics and Space Administration (NASA) Ohio State University (OSU) Pratt & Whitney Rolls-Royce Snecma SRI International The University of Akron – Dr. Wieslaw K. Binienda Williams International 3

4. MetodologiabadańkatastroflotniczychnaprzykładzieanalizykatastrofywahadłowcaColumbia Fragment z prezentacji przedstawionejnaUniwersytecie w Akron przez Dr. Kelly Carney NASA Glenn Research Center 4

5. Katastrofa Tu-154M Smoleńsk, 10 kwiecień 2010

6. Pytanie Czymożliwe, żebybrzoza w Smoleńskuzłamałaskrzydłosamolotu Tu-154M 10 kwietnia 2010? 6

7. Metodologiaanalizy Wirtualnyeksperyment Symulacjauderzenialewegoskrzydłasamolotu Tu-154 w brzozęzapomocąprogramu LsDyna3D Szybkośćsamolotu: 70 m/s albo 80 m/s Ciężarsamolotu: 78600 kg Wysokośćuderzenia w brzozę: 5m albo 6m Średnicabrzozy: 40 cm Odległościuderzeniamierzoneodkońcaskrzydła: 3m - 7m Wersjeorientacjisamolotu: samolotlecipoziomo, samolotwznosisię 5° – 9° samolot jest przechylonynalewo 5° lecącpoziomo samolot jest przechylonynalewo 5° wznoszącsię 5° – 9° 7

9. DlaAluminium: reprezentacjaelasto-plastyczna z charaterystykąutwardzeniowąizotropową, albotypu J-C z własnościamizależnymi od prędkościobciążenia8

10. Model Samolotu Tu-154M 9

11. Budowaskrzydła Tu-154M 10

12. BudowaSkrzydła Tu-154M 11

13. BudowaSkrzydła- Tu-154M 12

14. Dane Materiałowe - Brzoza http://www.matbase.com/material/wood/class4-5-10-years/birch/properties 13

15. ParametryMateriałowe Skrzydło Tu-154 Skrzydło Konstrukcyjną część skrzydła stanowi keson przenoszący obciążenia podstawowe, działające na skrzydło. Nosek i tylna część skrzydła nie są elementami konstrukcyjnymi, przenoszą tylko lokalne obciążenia powietrzne i przekazują je do kesonu. Kesonwewnętrzny Podłużnice ze środnikiem (wzmocnioną ścianką) ze stopu aluminiowego D16A-TN (Д16А-ТН) oraz półką górną i dolną z D16А-Т1 (Д16А-Т1). Podłużnice № 12 i 25 centropłata wzmocnione. Materiał Стрингерwręg kesonu)- stop aluminium V95-T1. Żebra dźwigarowe.Poszycie jest wykonane z blachy ze stopu aluminium V95A-T1NV (góra) i D16A-T1V (dół). Część zewnętrzna skrzydła Ściany podłużnic wykonane są z blach duraluminiowych D16A-TN, mają zmienne grubości. Poszycie podłużnic z B95-T1. ParametryAluminium D16, V95, AK6, etc. wzięte z http://www.splav.kharkov.com/en/ 14

18. Zbliżeniamodeluskrzydłaorazbrzozy 17

19. System Obliczeniowy Maszyny z równoległymiprocesoraminajnowszejgeneracji. Metodaiteracyjnaobliczeńdynamicznych – krokczasowyrzędu 10-9sekundy. Czasrealnywymagany do otrzymaniapełnych rezultatów z takwysokądokładnością- około 7-10 dnidlakażdegoprzypadku. 18

20. Rezultaty Wirtualnyeksperymentpokazanyzapomocąanimacji: Skrzydłauderzającego w drzewo, Lokalnezachowaniedrzewa, Lokalneuszkodzeniekrawędziskrzydła 19

21. Spojrzenie z kabinysamolotu 20

22. Spojrzenie z ziemiprzedbrzozą 21

23. Zbliżenie 1 22

24. Zbiżenie 2 23

25. Brzoza 24

26. Skrzydło 25

27. Wnioski Skrzydło samolotu Tu-154M przecinabrzozęniezależnieodwysokościuderzenia w drzewo, orientacjisamolotu, czyodległościmiejscauderzeniaodkońcaskrzydła. Uszkodzeniekrawędziskrzydłaniezmniejszajegopowierzchninośnej, anistabilnościsamolotu. 26

28. Intuicja Intuicjaczęstozawodzi w odniesieniu do katastroflotniczych o dużejenergii. Przyklad: Columbia Energiasamolotu jest iloczynemjegomasyorazprędkości do kwadratuwgwzoru: Ek=½ m v2 Samolot Tu-154M ważący 78,600 kg i lecący z prędkością 80 m/sec uderza w drzewo z energią 252,000,000 J Samochódważący średnio 1000 kg i jadący z zprędkością 60 km/h (okolo 17 m/sec) uderza w drzewo z energią 144,500 J Energiasamolotu jest więc1741 razywiększaodenergiisamochodu. Sugestia, żeskrzydłosamolotu Tu-154M złamalosię o brzozęnapodstawieanalogii do zniszczeniasamochodupouderzeniu w brzozęnie ma podstawnaukowych. 27