Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Numerical analysis of a PZL-106 KRUK wing slat tolerance for a bird strike damage

Adam Wojciech Deskiewicz

Abstract

Collisions of aircraft and airborne objects are inevitable in aviation. Birds are unalterably among the major threats to aircraft in low level flight. Possible consequences of a bird strike have been analysed as a part of this thesis. A fixed slat segment of a Polish designed PZL-106 Kruk aircraft wing has been chosen for analysis. It is an example of a part especially susceptible to bird strikes due to its placement on the wing's leading edge as well as the agricultural utility of the aircraft of interest. The finite element mesh of the analysed part has been created. Bird models of various weight have been tested according to the framework found in aeronautical certification standards. Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) formulation has been used for generation of the bird finite element model. The simulations were performed by the LS Dyna explicit finite element analysis software. Used methods have been validated by performing a simulation of a 1.81kg bird impact on a rectangular Aluminium plate. Obtained results were subsequently compared with experimental data available in literature. A number of test cases have been analysed which differed in parameters such as impact velocity, initial velocity vector direction, place of impact and bird mass. The results have been presented and potential influence of the deformed slat on the remaining parts of the wing was discussed. Subsequently, slat fixings have been analysed in terms of the loads acting on them during the bird strike and the possibility that the slat segment detaches from the wing has been examined. The simulation outcome enables the manufacturer to gain knowledge about the behaviour of this particular aircraft part after a bird strike without carrying out expensive tests using real aircraft components.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Wojciech Deskiewicz (FPAE) Adam Wojciech Deskiewicz,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza numeryczna uszkodzeń slotu skrzydła samolotu PZL-106 Kruk w wyniku zderzenia z ptakiem
Supervisor
Rafał Perz (FPAE/IAAM) Rafał Perz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
10-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
44 + rys.
Internal identifier
MEL; PD-3539
Reviewers
Marek Matyjewski (FPAE/IAAM) Marek Matyjewski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Rafał Perz (FPAE/IAAM) Rafał Perz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH, ZDERZENIE Z PTAKIEM, NUMERYCZNA ANALIZA ZDERZEŃ
Keywords in English
BIRD STIKE, EXPLICIT FINITE ELEMENT METHOD, IMPACT ANALYSIS
Abstract in Polish
Zderzenia statków powietrznych z innymi obiektami latającymi są w lotnictwie nieuniknione. Potencjalnym zagrożeniem dla statku powietrznego oraz dla ludzi znajdujących się na pokładzie mogą być zarówno bezzałogowe statki powietrzne, których popularność wciąż rośnie, jak i ptaki, które niezmiennie od lat powodują szkody w lotnictwie. Celem tej pracy jest analiza drugiego z wymienionych zagrożeń. Do analizy wybrano segment stałych skrzeli polskiego samolotu PZL-106 Kruk, jako przykład części szczególnie podatnej na uderzenia ptaków z powodu jego umiejscowienia na krawędzi natarcia skrzydła samolotu oraz faktu rolniczego przeznaczenia tego samolotu. Wygenerowano siatkę Elementów Skończonych analizowanej części. Przetestowano modele ptaków o różnej masie zgodnie z zaleceniami zawartymi w standardach certyfikacji samolotów. Do stworzenia modelu MES ptaka użyto metody Smooth Particle Hydrodynamics (SPH). Symulacje wykonano przy użyciu LS Dyna, programu do analizy MES o podejściu "explicit". W celu walidacji użytych metod przeprowadzono symulację zderzenia ptaka o masie 1.81 kg z prostokątną płytą aluminiową. Otrzymane rezultaty następnie porównano z danymi z przeprowadzonych eksperymentów w literaturze. Przeanalizowano szereg konfiguracji zderzenia, różniącymi się takimi parametrami, jak prędkość uderzenia, kierunek wektora prędkości początkowej, miejsce uderzenia oraz masa ptaka. Przedstawiono wyniki analiz oraz omówiono potencjalny wpływ zdeformowanych skrzeli na pozostałe części skrzydła. Następnie przeanalizowano mocowania segmentu skrzeli pod kątem sił występujących podczas uderzenia ptaka, oraz zbadano możliwość oderwania analizowanej części od skrzydła. Wynik tej symulacji pozwala producentowi poznać zachowanie analizowanej części po zderzeniu z ptakiem bez konieczności przeprowadzania kosztownych testów na prawdziwych komponentach.
File
  • File: 1
    Thesis_AD_final.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9334

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT7562a4b148ef4362bf80a75d364278fd/
URN
urn:pw-repo:WUT7562a4b148ef4362bf80a75d364278fd

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page