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IMPACTO DE AVIÓN: Simulación numérica

1 de Marzo de 2017 | Autor: Prontubeam (@Prontubeam) Leído: 965 veces

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En mi vida profesional me he tenido que dedicar al estudio de impactos de cuerpos sólidos contra elementos de hormigón, tema que me interesa realmente y que me ha llevado a leer sobre él. En este artículo os quiero acercar un estudio que he leído sobre el tema, en particular del impacto de aviones y del impacto de los motores del avión contra muros de hormigón.

Todo lo que cuento en este artículo ha sido extraído de “Bulletin of the JSME Mechanical Engineering Journal: Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall”. Se trata de un artículo en inglés de The Japan Society of Mechanical Engineers y que podéis leer pinchando en la siguiente imagen (todo lo que cuento está basado en pequeños extractos traducidos del mismo)

En este estudio (que recomiendo leer) se trata de reproducir los ensayos realizados del impacto de un F4 Phantom y de su motor en el Sandia National Laboratory en 1990 mediante la simulación numérica usando un programa de elementos finitos. En este caso se ha usado LS-DYNAya que se trata de uno de los mejores programas para simulaciones de impactos.

La primera simulación que se trata en el estudio es sobre el impacto del motor del avión, unos 1760kg impactando sobre un muro de hormigón a 215m/s. A continuación se muestra el input del estudio y los resultados gráficos.

Imágenes extraídas del estudio “Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall

Imágenes extraídas del estudio target="_blank" “Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall

Lo que más llama la atención, aparte de lo interesante que resulta el modelo de elementos finitos, son los resultados: la simulación reproduce casi perfectamente la realidad:

Resultados extraídos del estudio “Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall

A continuación, en el estudio, se analizan los resultados de las fórmulas empíricas existentes para el impacto de misiles sobre objetivos de hormigón, muchos de ellos llevados a cabo durante la segunda guerra mundial. Para curiosos e interesados, vuelvo a recomendar leer el artículo, aunque esta parte no tiene mayor interés más allá de comprobar la validez de las fórmulas. Dejo las conclusiones de esta parte para otro momento.

Termina el estudio con lo que para mí es impresionante, que es el modelado en elementos finitos del avión en sí mismo y del proceso de impacto contra el muro con el posterior análisis de resultados y verificación de la realidad. ¡El modelo de elementos finitos refleja de una forma aparentemente real los resultados reales (con alguna pequeña variación)!

Imágenes extraídas del estudio “Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall

Como podemos ver, las curvas obtenidas mediante el programa de cálculo se aproximan notablemente a los resultados registrados en el ensayo real del impacto del avión contra el muro de hormigón. Para ser exactos, el estudio refleja fielmente el estado de destrucción del muro después del impacto, la profundidad de penetración y los desplazamientos en la parte delantera y trasera del muro. La siguiente imagen tiene como función la de poner al lector en situación, saber que avión está impactando realmente (F4 Phantom).

Imagen extraídas de https://www.funker530.com/dogfight-video-f-4-phantom-kills-mig-17/

Espero que este estudio os haya parecido tan interesante como a mí, es por ello por lo que quería compartirlo.

Estudio realizado por The Japan Society of Mechanical Engineers, publicado en Bulletin of the JSME Mechanical Engineering Journal: Numerical simulation of impact of aircraft and engine into concrete Wall” y que puede ser descargado aquí.

 

 

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Sobre el autor
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Carlos Corral . Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la universidad Politécnica de Madrid. Especialidad: Cálculo de estructuras. Creador y programador de Prontubeam.
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