Ударопрочность

Ударопрочность – это способность конструкции защитить находящихся в ней людей во время удара. Обычно это проверяется при расследовании безопасности самолетов и транспортных средств . Для определения того, насколько безопасна конструкция при столкновении, используются разные критерии, в зависимости от типа удара и задействованного транспортного средства. Ударостойкость может быть оценена либо перспективно, с использованием компьютерных моделей (например, RADIOSS , LS-DYNA , PAM-CRASH , MSC Dytran , MADYMO ) или экспериментов, либо ретроспективно, путем анализа результатов аварий. Для перспективной оценки ударостойкости используется несколько критериев, включая характер деформации конструкции транспортного средства, ускорение, испытываемое транспортным средством во время удара, и вероятность травм, прогнозируемую моделями человеческого тела. Вероятность травмы определяется с использованием критериев, которые представляют собой механические параметры (например, сила, ускорение или деформация), которые коррелируют с риском травмы. Распространенным критерием травмы является критерий удара головой (HIC). Ударопрочность оценивается постфактум путем рассмотрения риска получения травм в реальных авариях. Часто для учета многих других факторов, которые могут повлиять на исход аварии, используются регрессия или другие статистические методы.

История

Авиация

Историю человеческой толерантности к замедлению, вероятно, можно проследить до исследований Джона Стаппа по изучению пределов человеческой толерантности в 1940-х и 1950-х годах. В 1950-х и 1960-х годах пакистанская армия начала анализ серьезных аварий на аварийную безопасность в результате аварий с самолетами и вертолетами. Поскольку доктрина армии США изменилась, вертолеты стали основным видом транспорта во Вьетнаме. Из-за пожаров и сил торможения на позвоночнике пилоты при авариях получали травмы позвоночника, которые в противном случае они бы выжили. Начались работы по разработке энергопоглощающих сидений, позволяющих снизить вероятность травм позвоночника ^[1] во время тренировок и боевых действий во Вьетнаме. Было проведено множество исследований, чтобы выяснить, с чем могут справиться люди, как сократить потребление энергии и как построить конструкции, которые обеспечат безопасность людей в военных вертолетах. ^[2]^[3] Основная причина заключается в том, что катапультирование или выход из вертолета нецелесообразно, учитывая несущую систему и типичную высоту, на которой летают армейские вертолеты. В конце 1960-х годов армия опубликовала «Руководство по проектированию выживания при авиакатастрофах». ^[4] Руководство несколько раз менялось и превратилось в комплект книг разного объёма для разных систем самолёта. Цель этого руководства — показать инженерам, о чем им следует думать при создании военных самолетов, способных пережить аварию. Следовательно, армия установила военный стандарт (MIL-STD-1290A) для легких самолетов и вертолетов. ^[5] Стандарт устанавливает минимальные требования к безопасности людей, находящихся в автомобиле, в случае аварии. Эти требования основаны на необходимости сохранить пространство или объем, которые можно использовать для проживания, а также на необходимости снизить тормозную нагрузку на пассажира. ^[6]

Ударопрочность была значительно улучшена в 1970-х годах с появлением на вооружении вертолетов Sikorsky UH-60 Black Hawk и Boeing AH-64 Apache . Первичные травмы при столкновении сократились, но вторичные травмы в кабине продолжали возникать. Это привело к рассмотрению дополнительных защитных устройств, таких как подушки безопасности. Подушки безопасности считались жизнеспособным решением для уменьшения случаев ударов головой в кабине армейских вертолетов .

Регулирующие органы

Национальное управление безопасности дорожного движения , Федеральное управление гражданской авиации , Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства и Министерство обороны были ведущими сторонниками безопасности при авариях в Соединенных Штатах . Каждая из них разработала свои собственные официальные правила безопасности и провела множество исследований и разработок в этой области.

Смотрите также

дальнейшее чтение

RDECOM TR 12-D-12, Критерии ударостойкости полного спектра для вертолетов. Архивировано 2 марта 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 2011 г.
USAAVSCOM TR 89-D-22A, Руководство по проектированию выживания при авариях, том I - Критерии проектирования и контрольные списки. Архивировано 29 сентября 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 1989 г.
USAAVSCOM TR 89-D-22B, Руководство по проектированию выживания при авариях, том II - Условия воздействия при авариях при проектировании самолетов и человеческая толерантность. Архивировано 29 сентября 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 1989 г.
USAAVSCOM TR 89-D-22C, Руководство по проектированию выживания при авариях, том III - Устойчивость к ударам конструкций самолетов. Архивировано 29 сентября 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 1989 г.
USAAVSCOM TR 89-D-22D, Руководство по проектированию выживания при авиакатастрофах, Том IV - Сиденья самолета, удерживающие устройства, носилки и удаление летальной кабины / кабины. Архивировано 29 сентября 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 1989 г.
USAAVSCOM TR 89-D-22E, Руководство по проектированию средств выживания при авариях, том V - Выживание самолетов после аварий. Архивировано 29 сентября 2022 г. в Wayback Machine , декабрь 1989 г.
Тахер, СТ; Махди, Э; Мохтар, А.С.; Магид, ДЛ; Ахмадун, Франция; Арора, Притхви Радж (2006), «Новая композитная энергопоглощающая система для самолетов и вертолетов», Composite Structures , 75 (1–4): 14–23, doi :10.1016/j.compstruct.2006.04.083

Внешние ссылки

Ударопрочность армейских вертолетов в DTIC
Основной принцип аварийной безопасности вертолетов в Аэромедицинской лаборатории армии США
Национальный центр анализа аварий
Нормотворческая деятельность NHTSA по обеспечению безопасности при ударах
История систем поглощения энергии для аварийных сидений вертолетов в FAA
Лаборатория воздействия и ударопрочности MIT
Исследование ударопрочности школьного автобуса
Ударопрочность железнодорожной техники