飞机战伤模式

沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________飞行器机电维修与管理工程毕业设计论文题目：飞机通用战伤模式系别：班级：姓名：学号：沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________飞机通用战伤模式由于飞机结构、材料及威胁机理等因素的多样性，因此飞机战伤的种类和形式是很复杂的，其损伤模式也是多种多样的。为便于掌握飞机战伤的特点，这里不考虑具体型号飞机的复杂结构，多种材料和大量的系统附件及电气部件等因素，只阐述其通用战伤模式。1.1飞机战伤基本模式尽管飞机战伤具有随机性，每次战伤的情况各不相同，但分析、归纳各种损伤情况，得到飞机战伤的基本形式，每种战伤基本形式的特征引起的原因和飞机性能的影响将在下面介绍。1.1.1切槽引起原因：连续杆式和离散杆式战斗部杆条的切割作用。典型特征：通常多个部件同时被切成深槽型的损伤。主要影响：可导致部件断裂，飞机的力学性能影响大1.1.2脱落引起原因：密集破片和爆轰波的共同作用典型特征：大面积穿透性损伤主要影响：对飞机气动和力学性能影响很大。1.1.3性能改变引起原因：弹片高速打击构件引起塑性变形，残采应力和高温等。典型特征：零件外观变化不大，但内部性能发生了变化，如高温引起的烧伤。主要影响：构件材料组织、物理和力学性能等发生变化1.1.4窝坑引起原因：弹片穿入部件而未穿透。典型特征：面积不大的单个盲孔，周围有变形。主要影响：对飞机气动和力学性能有一定影响。1.1.5破孔引起原因：弹丸或弹片等高速撞击。典型特征：面积不大的单个穿透性损伤。主要影响：可导致其他连锁性故障，如气体泄漏等。1.1.6变形引起原因：内应力、外载荷、温度、材料自身因素和战斗原因，如弹击、冲击波、燃烧等引起。典型特征：有凹坑、弯曲、膨胀、凸起等形式。主要影响：影响飞机气动性能或操纵机构动作。1.1.7裂缝沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________引起原因：冲击应力、高温等作用下产生的局部破裂甚至断裂。典型特征：多数裂缝尾端很尖锐。主要影响：破坏局部连续性，易引起应力集中加速裂纹扩展，可引起低应力破坏。1.1.8表面伤引起原因：外来物插入部件表面并作相对运动。典型特征：有划伤、擦伤、沟痕等形式。主要影响：对飞机力学性能有影响。1.1.9烧伤引起原因：高温火烧药气体或液体燃烧对飞机部件的物理化学作用。典型特征：有变色、起泡、烧焦、熔化、脱落或金属网状裂纹等现象。主要影响：电气部件失去功能，机械部件性能降低。1.1.10折断引起原因：外来物冲击或应力过大。典型特征：将零件分成两个或两个以上部分的损伤形式。主要影响：对飞机的力学性能影响很大，零件完全丧失工作能力。1.1.11缺口引起原因：外来物撞击。典型特征：零件外侧损伤。主要影响：强度下降。1.1.12磨损引起原因：机械磨损，腐蚀机械磨损和电流磨损等。典型特征：零件外表尺寸发生变化主要影响：使零件振动，撞击或工作不稳定等。1.1.13连接松动引起原因：剧烈振动、磨损、老化等原因引起。典型特征：零件连接不当，有间隙，位移等现象。主要影响：操纵不准确。1.1.14卡滞引起原因：过脏、变形、间隙不正常。典型特征：活动部件运动受限。主要影响：操纵、运动不灵活。1.1.15断路引起原因：弹片撞击、爆炸波冲击、或剧烈振动等原因引起。典型特征：电子管、集成块、开关、导线等元器件均可发生，其形式包括电阻烧断，电位器断线，脱焊，接触不良等。沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________主要影响：设备或系统故障。1.1.16短路引起原因：外伤，振动，击穿，绝缘物质失效等原因。典型特征：明显的特征是启动保护电路，保险烧断主要影响：可使电源，仪表，元器件，电路等烧毁，致使整个电路不能工作。1.1.17接触不良引起原因：弹片撞击，冲击波，振动等原因。典型特征：开关或电路中的焊点有氧化，断裂，烧蚀，松动等现象。主要影响：引起电路系统时好时坏，不稳定等现象。1.1.18生物损伤引起原因：啮齿动物、昆虫和微生物等造成。典型特征：多发生在难以接近的各种非金属材料零件上。主要影响：破坏零件材料，油料改性，油滤堵塞，系统失灵。1.1.19软损伤引起原因：各种辐射，冲击波，振动等原因。典型特征：电器部件表面无损伤，而内部丧失了功能，如失灵，程序丢失和破坏等。主要影响：性能下降或失去，功能改变。1.2飞机组合损伤飞机遭导弹等武器攻击时，若处于其有效杀伤半径附近，可造成飞机多个部位，多种形式损伤，其特点有以下几方面：1.2.1基本形式损伤的组合损伤飞机战伤常常是各种基本形式损伤的不同组合。例如苏强5C（406）号飞机被萨姆—7导弹击中的损伤是由脱落、破孔、擦伤、凹坑、弯曲和裂缝等基本损伤形式的组合；苏—27飞机地面实弹打击损伤是由切断、缺口、破孔、擦伤、凹坑、卡滞和烧伤等基本损伤形式的组合。特别市战斗机损伤通常伴有二次损伤。它是由弹头（片）的回弹、零件或结构损坏或爆破飞出的碎片、受力构件局部或总体破坏其承重、重新分配（如机翼一个大梁破坏位，其它大梁与机身的对接头也可能因此损坏）、活动件变形或卡滞、电路短路等原因造成。由于雾气击中飞机部件是瞬时发生的，撞击使构件的表面及内部塑性变形而引起放热，致使损伤部位附近一定区域内材料的力学性能发生变化，伴随塑性变形还可产生残采应力，由于热影响可能造成构件材料组织发生变化。因此，二次损伤可能很大范围内引起飞机结构和附近多种损坏。1.2.2同一部件多处损伤导弹在飞机附近爆炸，其破片往往造成飞机同一部件多处损伤，这种分布不均的损伤，对部件性能有不同的影响，如弹孔在整体壁板的筋条上和在薄板上对飞机的影响是不一样的；弹孔间的距离较近时，不能视为各个弹孔对飞机的影响沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________等。1.2.3多个部件同种损伤大面积烧伤，外来物高速撞击等，往往造成飞机多个部件形成各种损伤。如弹片打穿蒙皮，往往还能继续穿透蒙皮，透过桁条，框肋和导管内部构件。飞机多处损伤若处于同一构件截面，各损伤之间的相互影响，对飞机的强度和刚度等性能影响很大。1.2.4不同武器打击战伤模式作战期间飞机可能直接被敌方武器攻击而造成的损伤。这里的“武器”包括常规武器：新概念武器和核武器损伤等。1.3.1.1弹射损伤弹射损伤主要是指来自空中或地面的火箭弹和炮弹等各种发射武器直接击中飞机所造成的损伤。射弹具有较大的冲击和穿透力，击中飞机蒙皮后，一把仍能继续向前运动，并破坏途中所碰到的梁框、桁条等飞机附件及管路、电缆等。1.3.1.2弹片损伤战斗部爆炸后，其弹片的冲击和穿透力较大，击中飞机蒙皮后，有的仍能继续向前运动，并破坏途中所碰到的飞机构件、附件、管路及电缆等。对于金属蜂窝夹层材料等抗损伤能力弱的结构，弹片击中一侧后，在其冲击载荷作用下，可能产生二次损伤，从构件的另一侧穿出。弹片穿透的蒙皮破孔，呈不规则的撕裂状尖角。1.3.1.3飞机菠萝弹损伤菠萝弹又名筒形钢珠弹，例如，有的菠萝弹体长80mm，由6个金属片做成尾翼，重800g，内装30%TNT和70%的黑索金混合炸药150克。弹壳上嵌有250颗小钢珠，钢珠直径6.3mm，杀伤半径为5—10m。菠萝弹是由发射管发射的。一架飞机可携带四个投弹箱，每个投弹箱装有19个发射管，其中17个装有弹，每个发射管内装18—25个菠萝弹。爆炸后，总共可撒36万个钢珠，杀伤地域为200m宽，120—2000m长。飞机菠萝弹损伤，是指菠萝弹爆炸时散发出的许多钢球，对缺少防护设施的地面飞机造成的损伤，它既有破片损伤的某些性质，又具有以下特点1）菠萝弹命中点炸坑直径不大，对飞机的主要承李结构一般不致造成严重破坏。2）弹着点比较密集，损伤面积大，部位比较分散。3）菠萝弹钢球也有较大的穿透力，有的可以射穿飞机蒙皮，缘条，长桁等。4）菠萝弹爆炸时产生的气浪，能使距爆炸中心一定距离的垂直面上的蒙皮发生变形。1.3.2新概念武器损伤新概念武器一般是指工作原理，结构功能和杀伤破坏机理上都是以硬杀伤方式摧毁敌方的目标。化学武器，生物武器的出现初步改变了以硬杀伤为主的单一杀伤破坏方式。而新概念武器的不断涌现，使杀伤破坏机理向多样化方向发展。沈阳航院设计用纸—————————————————————————————____________________________________________________________________________________________1.3.2.1激光武器损伤新概念高能激光武器的研究始于20世纪60年代初。1978年用氟化氘激光器曾击落一些“陶”式反坦克导弹；1979年用激光武器的激光照射模式模拟的洲际弹道导弹助推器，使其产生了变形，破裂。激光具有许多一般光线所没有的特性，如指向性好，能量高度集中等。指向性好是指定向发射能力很强，发射出的光束平行度很高，不易扩散，发散角很小。能量高度集中是指激光通过透镜后，可以把光束集中到非常小的面积上，由此可使光能量集中到非常小的面积上，由此可使光能量在时间和空间上都高度集中。大体上说，激光的亮度也相应地较普通光源强1亿~100亿倍，利用这一特性，可以对高熔点和高硬度的军事目标进行切割和击穿，使较远距离人员的眼睛致盲。高能激光武器主要由高能激光器精密瞄准跟踪仪和光束抗控制和发射系统组成。高等激光器是高能激光武器的核心，用于产生高能激光束，为满足作战要求高能激光器的平均功率至少为20000W或脉冲能量达30000J以上。各国研究的高能激光器主要有二氧化碳、化学、准分子、自由电子、核激励、X射线和γ射线激光器等。精密瞄准跟踪系统用来捕获跟踪目标引导光束瞄准射击，判定毁伤效果。高能激光武器是靠激光束直接击中目标并停留一定时间而造成目标破坏的，所以对瞄准跟踪的速度和精度要求很高。为此，国外已在研制红外，电视和激光雷达等高精度的光学瞄准跟踪设备。光束控制与发射系统的作用是将激光器产生的激光束定向发射出去，并通过自适应补偿矫正或消除大气效应对激光束的影响，以保证高质量的激光束聚焦到目标上，达到最佳破坏效果。其主要部件是反射很高，耐高能激光辐射的大型反射镜。国外已在研制直径4m甚至更大的反射镜，并积极发展用于克服大气影响的自适应光学系统。用激光制成的武器分为高能激光武器和致盲武器两类。（1）高能激光武器损伤高能激光武器也称激光炮，防空激光武器。它所需的激光辐射平均功率为几万瓦至几兆瓦；它利用强激光束照射目标。通过破坏制导系统，引爆弹头等方式，拦截导弹、炸弹或飞机，从而在战略防御中起主要作用。高能激光武器一般造成硬杀伤，这是因为激光的能量高度集中，其亮度比太阳高100亿倍以上。因此，激光照射到金属上时，会使被照射部位的温度迅速升高，将金属熔化、蒸发甚至会变成等离子体。高温等离子体脱离金属表面，产生冲击载荷，使金属产生变形，进一步加速了金属的破坏。它的破坏效应有三，一是烧