بررسی عددی عملکرد بستر مهار تحت بار چرخ هواپیما

در گذشته بسیاری از فرودگاه ها شاهد حوادثی از قبیل عبور هواپیما از انتهای باند (بیش پیمایش) فرود به سبب سوانحی نظیر نشستن نامناسب و یا بلندشدن ناموفق بوده اند. اداره فدرال هوانوردی(faa) در ایالات متحده به منظور پیش گیری از چنین حوادثی مسافتی 1000 فوتی (305 متر) موسوم به ناحیه امن باند را به تصویب رساند. به علت بسیاری از مشکلات، بسیاری از فرودگاه ها قادر به ارضای چنین استانداردی نبوده، لذا بحث مهار هواپیما توسط emas مطرح گردید که نیازمند فضای کمتری بود. emas به معنای ایجاد سامانه های مهاری توسط موادی صنعتی است (سیمان با بافت سلولی) که به¬طور قابل پیش¬بینی و مطمئنی تحت وزن هواپیما لهیده و فشرده می¬گردند و بدین وسیله انرژی حرکتی هواپیما مستهلک گردیده و متوقف می¬شود. در این پژوهش، تلاش شده تا عملکرد بستر مهار (سامانه فعلی مورد تایید faa) تحت بار چرخ هواپیما به روش اجزاء محدود شبیه سازی و پیش بینی شود. برای برطرف سازی مشکلات تویهم رفتگی شبکه (مش) در تغییر شکل های بزرگ در بستر نیز از تکنیک لاگرانژی-اویلری اختیاری (ale) کمک گرفته شده است. سه هواپیما در نظر گرفته شده که با سرعت معادل 70 گره (130 کیلومتر بر ساعت) وارد یک بستر فرضی می شوند. برای بستر نیز سه نوع اسفنج (فوم) بتنی با دانسیته های مختلف انتخاب شده است. در نهایت خروجی های مربوط به مسافت توقف، کاهش سرعت، کاهش شتاب و نیروی عکس العمل بستر بر چرخ به صورت نمودار ارائه شده است.