무인기 격자 구조의 조류 충돌 저항성

경량 복합재 항공기 구조물, 특히 심각한 충격 하중을 받는 전방부(L.E)는 조류 충돌에 취약합니다. 본 연구는 세 가지 격자 토폴로지(BC, BC-cubic, FC-cubic)와 균일(1.5, 2.0 mm) 및 기능적 경사(1-2 mm) 스트럿 구성을 결합한 적층 제조 격자 구조로 강화된 복합재 무인기 전방부의 조류 충돌 성능을 조사했습니다. 검증된 Abaqus/Explicit 유한 요소 모델과 SPH 조류 모델을 활용하여 구조적 반응을 평가했습니다. 격자 토폴로지와 기능적 경사가 응력 전달, 에너지 흡수, 소성 변형, 구조 변위 및 질량 효율성에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 격자 토폴로지는 충격 하중 전달 메커니즘을 결정하며, 기능적 경사는 최적화된 재료 분포를 통해 구조 효율성을 향상시킵니다. BC 토폴로지는 광범위한 격자 변형과 높은 비에너지 흡수를 보였으나, 구조 변형이 크고 복합재 외피에 더 많은 하중을 가했습니다. FC-cubic 토폴로지는 높은 강성을 가졌지만, 충격 하중의 상당 부분을 복합재에 전달하여 국부적인 손상을 유발했습니다. BC-cubic 토폴로지는 격자 내에 소성 변형을 집중시키면서 복합재 외피를 보호하여 가장 균형 잡힌 반응을 보였습니다. 모든 구성 중 기능적 경사 BC-cubic 격자가 경량 설계, 응력 재분배, 제어된 소성 변형 및 조류 충돌 저항성 사이의 최적의 절충점을 제공하며 가장 우수한 전반적인 구조 효율성을 입증했습니다.