1

Metodologia Badawcza Konsorcjum Rządu, Przemysłu i Uczelni USA

• Amerykański przemysł lotniczy połączył siły z Rządem USA i kilkoma ośrodkami akademickimi w celu rozwinięcia metodologii elementów skończonych dla wszystkich materiałów używanych w przemyśle lotniczym. 

• Wraz ze swoją grupą naukową od wielu lat pracuję w ramach tego kluczowego amerykańskiego programu nad rozwinięciem metodologii dla materiału dur-aluminium, z którego budowane są samoloty, oraz dla materiałów złożonych. 

• W przypadku uderzeń wysokiej energii w drzewo lub ziemię, materiał struktury samolotu obciążony jest wielokierunkowo. Nasza metodologia uwzględnia prędkość obciążenia, jego wielokierunkowość oraz siły aerodynamiczne.

• Najnowocześniejsza wersja użytej metodologii czyli najbardziej dokładny i szczegółowy opis zachowania dur-aluminium pod wpływem udaru wysokiej energii zbudowany został w oparciu o setki testów laboratoryjnych przeprowadzonych przez moją grupę naukową przy współpracy z naukowcami z Ohio State University i George Washington University. Wyniki tych badań zaprezentuję na drugiej konferencji smoleńskiej. 

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

2

Dane Wejściowe

Prędkość: 77-80 m/s poziomo, 0-19.2 m/s pionowo

Masa samolotu: 78600 kg

Odległość od gruntu do miejsca uderzenia w brzozie: 6m

Średnica brzozy w miejscu uderzenia: 44cm

Gęstość brzozy: 700 kg/m3

Długość odcinka skrzydła: 6m

Ciśnienia Aerodynamiczne na Skrzydle Obliczone za Pomocą CFX

Różne pozycje samolotu:

Lot poziomy Kąt natarcia: 5°–20° Kąt obrotu-5°, lot poziomy Kąt obrotu-5°, kat natarcia 5°–20°

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

100

200

300

400

500

600

700

MAT224_1/s

MAT224_8000/s

MAT224_10000/s

birch

Str

ess

(MP

a)

Strain

Brzoza a Dur-Aluminium Porównanie Wytrzymałościowe

Brzoza

Dur -Aluminium

Rezultaty eksperymentalne

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

4

Eksperyment Wirtualny Uderzenie Skrzydła Tu154M w Brzozę

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

5

Lot Wznoszący- ZbliżeniePr

of. W

iesł

aw B

inie

nda

6

Wnioski z Symulacji Uderzenia Skrzydła w Brzozę

Na podstawie informacji wziętych z rosyjskiego i polskiego raportu, modele MES użyte do obliczeń symulacyjnych za pomocą LsDyna pokazały że:

SKRZYDŁO SAMOLOTU TU-154M ZAWSZE PRZECINA BRZOZĘ

Dla wszystkich możliwych konfiguracji samolotu i jego lotu

Niezależnie czy użyte są podstawowe czy nieliniowe modele materiałowe

Niezależnie od gęstości siatki MES

Ponadto:

KRAWĘDŹ PRZEDNIA SKRZYDŁA MUSI BYĆ ZNISZCZONA NA DŁUGOŚCI 60-80CM

POWIERZCHNIA NOŚNA NIE JEST ZNISZCZONA

DALSZY LOT POWINIEN BYĆ MOŻLIWY

ODCIĘTA GÓRNA CZĘŚĆ BRZOZY ZAWSZE UPADA W KIERUNKU LOTU SAMOLOTU

7

Rekonstrukcja Rysynkowa Lewego Skrzydła

Fakty: Brak zniszczenia krawędzi przedniej w miejscu urwania skrzydła, Położenie złamanej końcówki brzozy w kierunku prostopadłym do

lotu samolotu Zniszczenia wewnętrzne skrzydła oraz wyrwane nity

Wnioski: Nie doszło do uderzenia skrzydłem w brzozę Eksplozja może być przyczyną urwania końcówki skrzydła

8

Eksperyment na Prędkość Krytyczna

Nawet przy prędkości 4x większej niż prędkość Tu154M przy brzozie, uderzenie nie powoduje rozdrobnienia dur-aluminium na odłamki, gdyż materiał ten się roluje plastycznie

Materiał z poszycia skrzydła

Pole Odłamków z Katastrofy Samolotu TU-154

Obecność wielu drobnych odłamków poszycia widocznych na tym zdjęciu, które leżały nawet przed brzoza aż do miejsca upadku samolotu na ziemie, świadczy o działaniu sil wysokiej energii czyli wybuchu.

Brak Krateru od Uderzenia Samolotu w Ziemie

Uderzenie samolotu kołami do ziemi

Uderzenie samolotu kołami do góry

Wektor prędkości uderzeniapoziomy(z): 69.28 m/s;pionowy (y): -40 m/s

Głębokość krateru 1-2 m

11

Wrak Samolotu Tu154M – Obie Ściany Kadłuba Wywinięte na Zewnątrz

Bottom of the Fuselage

Right Wall Left Wall

Top of the Fuselage

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

12

Realny i Wirtualny Eksperyment

Wideo realnego eksperymentu Boeing 727 można naleźć na Youtube:www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=6mtM8R7KWyYView Case Studies

13

Przykład Katastrofy Samolotu TU-154 z Grudnia 2010 roku

Nie było wybuchu, rozłamał się przy lądowaniu w lesie, 82 rannych, 2 osoby zmarły w szpitalu.

14

Wnioski Końcowe• Fragment lewego skrzydła nie mógł urwać się na

skutek uderzenia w brzozę.

• Wielka ilość drobnych odłamków i rozrzut wraku oraz brak krateru świadczą o rozpadzie samolotuw powietrzu.

• Otwarcie ścian kadłuba na zewnątrz świadczy o wybuchu.

• Gdyby nie było wybuchu

tylna część kadłuba oraz prawe skrzydło powinno być w całości.

większość pasażerów w środkowej i tylnej części samolotu powinna przeżyć.

• Uderzenie kołami do góry jest lepiej amortyzowane więc daje większą szanse przeżycia.

Prof

. Wie

sław

Bin

iend

a

15

Jestem wdzięczny Rodzinom Smoleńskim oraz wszystkim ludziom dobrej woli za wyrazy solidarności i wsparcia w czasie ataku medialnego na mnie i moich kolegów naukowców.

Dziękuje bardzo!