馮振宇，周書婷，李恒暉，解江，李翰

(中國民航大學 天津市民用航空器適航與維修重點實驗室，天津 300300)

0 引 言

近年來，隨著恐怖襲擊事件的不斷增多，民航客機經(jīng)常成為恐怖襲擊的對象。而炸彈作為其常用的襲擊破壞手段，一旦引爆將對飛機結(jié)構(gòu)造成致命性的破壞，例如1988年的洛克比空難。2008年10月28日，美國聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Administration，簡稱FAA)頒布FAR 25-127修正案[1]，要求制造商針對最大合格審定客座量大于60或起飛總重超過100 000 lb(45 359 kg)的飛機，必須設(shè)計一個“最小風險炸彈位置[2](Least Risk Bomb Location，簡稱LRBL)”，用于放置發(fā)現(xiàn)的可疑裝置，通過結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的綜合設(shè)計，使得關(guān)系飛機安全的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)在其一旦爆炸后能夠得到最大程度的保護，從而有效提高飛機的安保水平。

針對此適航要求，F(xiàn)AA頒布了咨詢通告AC 25.795-6[3]，給出了推薦的LRBL符合性方法。該咨詢通告指出，表明符合性時既要考慮LRBL周圍結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的設(shè)計與布局，即必須計算分析或/和試驗評估機體結(jié)構(gòu)的承載能力確保飛機結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的完整性，將損失降到最小，也要評估爆炸發(fā)生后的次生影響以及應(yīng)對措施，即在設(shè)計LRBL時，應(yīng)當考慮到包括碎片被吸入發(fā)動機及乘員損傷在內(nèi)的次生影響，并指出當飛行中發(fā)現(xiàn)可疑裝置時，可以使用爆炸包容系統(tǒng)來降低爆炸的影響。

然而，爆炸力學在民航領(lǐng)域的應(yīng)用較少，AC 25.795-6中未提及制定LRBL符合性方法的關(guān)鍵依據(jù)，且國外的相關(guān)技術(shù)信息敏感，不對外公開。另外，我國正在研制國產(chǎn)大型客機，飛機安保設(shè)計也在力求達到FAR 25-127修正案的水平。即在該修正案生效后申請取證的運輸類飛機，都必須考慮這一適航要求。但是我國最新的CCAR 25-R4對LRBL適航要求暫無修訂，更沒有專門的針對LRBL的符合性研究。因此，適航當局與制造商在面對這一新要求時，迫切地需要開展相關(guān)的研究來支持適航審定與型號設(shè)計。

本文基于LRBL適航要求及相關(guān)的咨詢通告，針對飛機結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊響應(yīng)、人體沖擊損傷、爆炸碎片及抗爆容器等方面的研究進展進行綜述，并介紹中國民航大學天津市民用航空器適航與維修重點實驗室的相關(guān)技術(shù)研究，指出進一步需要研究的問題，旨在為LRBL的適航審定與型號設(shè)計提供有效的指導。

1 飛機結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊響應(yīng)

AC 25.795-6指出LRBL必須避開飛機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，且需考慮該位置結(jié)構(gòu)的破壞對飛機結(jié)構(gòu)完整性的影響。由于爆炸物對飛機的破壞作用主要來自于炸藥爆炸后產(chǎn)生的高速高壓沖擊波，特別是對完全增壓的飛機，爆炸造成的損傷將越加顯著。

預測爆炸對飛機結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)的早期嘗試是由R.C.DeHart等[4]進行的，R.C.DeHart等基于彈性動力分析理論，對飛機結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的動態(tài)響應(yīng)進行了理論推算，為機身的設(shè)計以及機身極限承載的確定提供了理論依據(jù)。到20世紀70年代，F(xiàn)AA針對特定機型(B727-100、DC-9、B747-100和L-1011)開展了最小風險炸彈位置的評估研究[5-8]，說明了諸如廚房、應(yīng)急艙門、后承壓框、行李架等不同LRBL設(shè)計方案的設(shè)計原則、特征及優(yōu)缺點；提出了LRBL的估測流程為：在選定的位置放置爆炸源，計算作用于機身內(nèi)部的壓力沖量，將動載簡化等效為靜載并與蒙皮壁板的承載能力進行比較，當?shù)刃ъo載超過極限載荷時，失效發(fā)生。這一方法流程是采用等效近似的方法進行的理論計算，盡管其為LRBL的評估提供了有效的指導，但已無法滿足目前計算精度與安全性的需要。

洛克比空難后的機身損傷形貌圖如圖1所示[9]，在1988年洛克比空難之后，美國和歐洲加大了航空安保領(lǐng)域技術(shù)研究的投入。開展了140次內(nèi)爆載荷下的機身易損性試驗(其中窄體客機98次，寬體客機42次)、200多次支持性試驗(主要是研究乘員的手提行李以及貨艙的托運行李對爆炸效應(yīng)的抑制作用)以及104次減緩爆炸結(jié)構(gòu)設(shè)計的驗證試驗(包括客艙抗爆襯墊、貨艙襯墊、寬體客機強化的貨艙集裝箱和驗證最小風險炸彈位置的程序)；建立了簡單的圓筒結(jié)構(gòu)以及B-52、B707等全尺寸飛機模型，分析了沖擊波和機身的相互作用，提出了商用飛機“易損性分布圖”的概念，如圖2～圖3所示[10-12]?？梢钥闯觯捍_定位置下的造成飛機無法安全著陸的最小炸彈當量。

(a) 飛機蒙皮損傷

(b) 飛機機身損傷圖1 洛克比空難后的機身損傷形貌圖Fig.1 Aircraft fuselage damage morphology after theLockerbie bombing

圖2 B-52機身易損性分布圖Fig.2 Vulnerability map of B-52

圖3 B-707機身易損性分布圖Fig.3 Vulnerability map of B-707

20世紀末，英國民用航空管理局(Civil Aviation Authority，簡稱CAA)的Hardening項目[13]發(fā)展了數(shù)值仿真計算的能力，并在此研究基礎(chǔ)上，提出了多種飛機結(jié)構(gòu)強化技術(shù)，例如局部加強機身蒙皮或框段、強化貨艙行李包容系統(tǒng)及襯墊、加強系統(tǒng)保護以及增加貨艙行李包容系統(tǒng)與飛機蒙皮的距離等，以保障飛機的安全運營。

進入21世紀，歐洲的多個機構(gòu)，包括高校、公司、科研機構(gòu)，在歐盟第六框架項目的支持下發(fā)起了VULCAN項目，旨在發(fā)展新材料、新方法/策略，來防止因爆炸造成的災難性事故。VULCAN項目采用“積木式方法”(如圖4所示)進行了研究，從較小的結(jié)構(gòu)元件(試樣、加強板、裝配體、加壓蒙皮)到全機身結(jié)構(gòu)，研究了不同材料(金屬、復合材料以及GLARE)的結(jié)構(gòu)在爆炸載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。例如，C.Soutis等[14]對GLARE層板進行了爆炸仿真模擬，研究了GLARE在爆炸載荷作用下的非線性動態(tài)響應(yīng)，并與G.S.Langdon等[15]的試驗結(jié)果進行了對比，得到了較好的吻合度。T.Kotzakolios等[16]和A.Dacko等[17-18]建立了兩個典型商用運輸類飛機的機身結(jié)構(gòu)有限元模型，分別采用鋁和GLARE材料，針對不同的炸藥位置進行了數(shù)值模擬，得到了結(jié)構(gòu)不同損傷位置下的不同損傷程度。另外，VULCAN項目還在設(shè)計和材料應(yīng)用方面提出了強化策略，例如，對于鋁合金飛機結(jié)構(gòu)，提出在蒙皮、桁條和框架之間增加螺栓連接，如圖5(a)所示；對于復合材料飛機結(jié)構(gòu)，提出將長桁與蒙皮先進行粘合，然后再在框架與蒙皮之間增加螺栓連接，如圖5(b)所示。

圖4 積木式研究圖Fig.4 Building block research

(a) 鋁合金飛機結(jié)構(gòu)強化

(b) 復合材料飛機結(jié)構(gòu)強化圖5 強化策略Fig.5 Hardening strategy

2 人體沖擊損傷

AC 25.795-6指出在設(shè)計LRBL時，除了考慮結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計以外，還應(yīng)考慮包括乘員損傷在內(nèi)的次生影響。炸藥在爆炸時對人體的作用及傷害是多重效應(yīng)共同作用的結(jié)果，包括沖擊損傷、破片損傷、加速-碰撞損傷、熱損傷等。其中，沖擊損傷的研究較為關(guān)鍵。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，沖擊損傷的研究經(jīng)歷了動物試驗、損傷機制分析、數(shù)學建模以及計算機數(shù)值模擬研究幾個階段。

炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波將造成人體器官的創(chuàng)傷，尤其是肺。其損傷程度取決于炸藥的威力、受傷者離爆炸點的距離、爆炸發(fā)生的空間性質(zhì)以及炸彈碎片的性質(zhì)。針對沖擊損傷研究，最為著名的是I.G.Bowen，J.H.Stuhmiller等和H.Axelsson等基于動物(羊)試驗數(shù)據(jù)，提出的損傷模型。三種損傷模型的對比如表1所示。

表1 損傷模型的對比Table 1 Comparison of injury models

2.1 Bowen模型

Bowen模型[19]集中在肺損傷，其根據(jù)爆炸試驗建立了爆炸創(chuàng)傷病理學數(shù)據(jù)庫，針對70 kg人體不同方向的受載繪制了著名的Bowen創(chuàng)傷曲線，如圖6所示。Bowen創(chuàng)傷曲線的局限之處在于只針對理想的爆炸沖擊波。

(a) 人體與爆炸波陣面平行

(b) 人體與爆炸波陣面垂直

(c) 人體靠近反射面圖6 Bowen創(chuàng)傷曲線Fig.6 Bowen trauma curve

2.2 Stuhmiller模型

J.H.Stuhmiller等[20]于1984年在人體軀干模型周圍布放了壓力傳感器研究自由場沖擊波作用時人體表面的載荷變化過程。隨后在1996年又建立了人體胸部簡化的動力學模型[21]，考慮了由于爆炸負荷 產(chǎn)生的荷載，由于肺的體積壓縮產(chǎn)生的內(nèi)部壓力以及由于胸部運動產(chǎn)生的壓縮波，以沖擊波對肺組織所作的功為參考量，獲得了肺組織各個創(chuàng)傷等級所占的比率，推導公式[21]如下：

p(t)?p0+ρ0c0v

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：p為壓力；p0為正常肺的壓力；ρ0為正常肺的密度；c0為正常肺的聲速；v為活塞速度；γ為比熱比；x為位移；m為質(zhì)量；L為肺跟胸腔面積的比值；w*為正常功；w為總功。

2004年，J.H.Stuhmiller研制出了爆炸沖擊波對肺創(chuàng)傷的評估軟件Injury，此評估軟件的開發(fā)對于人體爆炸沖擊損傷的研究起到了巨大的推動作用，所需輸入?yún)?shù)是爆炸載荷、物種、沖擊次數(shù)、大氣壓力以及起始和結(jié)束時間，計算結(jié)果是肺損傷的概率，定義的5個傷害級別分別為嚴重、中度、輕微、留有痕跡和無痕跡。

2.3 Axelsson模型

Axelsson的損傷模型[22]包括對所有易受傷害的內(nèi)部器官/系統(tǒng)的損傷。H.Axelsson基于J.T.Yelverton的試驗研究結(jié)果，建立了由彈簧、質(zhì)量、阻尼器系統(tǒng)構(gòu)成的簡化的人體胸部動力學模型，如圖7所示。該模型將沖擊波測量數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)，通過計算胸壁運動速度及肺腔中的壓力變化，評估了胸腔內(nèi)各個器官的創(chuàng)傷程度。但是Axelsson方法只能了解沖擊波對生物胸部內(nèi)部的生物器官創(chuàng)傷程度的范圍，并沒有具體分析爆炸波對生物組織產(chǎn)生各個等級創(chuàng)傷所占比率。模型方程如下：

圖7 Axelsson模型Fig.7 Model Axelsson

式中：A為有效面積；M為有效質(zhì)量；V為肺的初始氣體體積；X為位移；C為阻尼系數(shù)；K為彈簧系數(shù)；P0為環(huán)境壓力；P(t)為即時超壓；γ為肺中氣體的多變指數(shù)。

2.4 其 他

除了上述三種著名的人體損傷模型研究，國內(nèi)外其他學者的工作也在積極開展。周杰等[23]通過去除模型中的撞擊系統(tǒng)及完善胸部左-右部分的數(shù)學模型，獲得了爆炸作用下的人體胸部動力學模型。將試驗數(shù)據(jù)加載到模型的前、后、左、右位置作為邊界條件，計算分析胸部各個方向的運動速度、位移、肺腔內(nèi)壓及肺組織中的壓力波變化規(guī)律，利用歸一化功與肺組織創(chuàng)傷的關(guān)系，評估了肺組織的創(chuàng)傷。W.E.Baker等[24]以人垂直站在或水平躺在平整地面上時，沖擊波傳播方向與身高方向垂直，周圍無障礙物(這是最典型的暴露情形)這一假定為基礎(chǔ)，根據(jù)Lovelace基金會的研究成果，推導了關(guān)于肺傷害人員的死亡率曲線。

相比于動物試驗的高成本和低精度，數(shù)值模擬研究逐漸體現(xiàn)了其優(yōu)越性。周杰等[25-26]進一步采用數(shù)值模擬方法，分析了人體胸部在自由空間爆炸場中受沖擊波作用的力學過程，參照Bowen損傷曲線評估出了肺的損傷狀態(tài)，并改進了T.E.Lobdel[27]的人體胸部創(chuàng)傷模型，推導了模型的動力學方程，選擇了合理的計算方法。康建毅等[28]通過CT掃描完成了人體胸部三維表面模型的建立，探討了沖擊波載荷下的人體胸部周圍壓力的分布及肺臟的應(yīng)力分部規(guī)律。A.I.D’yachenko等[29]建立了一維有限元肺模型，并選用粘彈性材料模型研究了沖擊波傳播造成肺的損傷。

3 爆炸碎片

AC 25.795-6指出在設(shè)定LRBL時，除了結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計以外，還需要考慮包括碎片造成的飛機損傷在內(nèi)的次生影響。因為拋射碎片具有非常大的速度和能量，如果擊中飛機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)(例如機翼)，或是被吸入發(fā)動機，將會造成非常嚴重的后果。

針對爆炸產(chǎn)生的碎片拋射危害的研究，目前多集中在碎片的產(chǎn)生、拋射、擊中及對目標的損壞等方面，旨在明確爆炸碎片的拋射速度及飛行軌跡。U.Hauptmanns等[30-31]通過Monte-Carlo方法對碎片拋射的隨機性進行了分析，求取了碎片對水平物體的破壞概率。R.Pula[32]和G.Gubinelli等[33]基于二維拋射的隨機軌跡方程建立了各自的破壞概率模型，考慮了簡化的目標物體形狀對破壞概率的影響。二維拋射碎片飛行軌跡如圖8所示[32]。Q.B.Nguyen等[34]基于碎片拋射軌跡和目標物體的三維方程建立了破壞概率模型，其認為當受撞擊的目標物體的殘余壁厚小于某個臨界值時，結(jié)構(gòu)就會發(fā)生破壞，三維拋射碎片軌跡拋射簡圖如圖9所示。盡管起步較晚，國內(nèi)學者也在積極開展研究，張新梅等[35]推導了爆炸碎片拋射速度的計算公式，構(gòu)建了爆炸碎片的飛行加速度方程，確定了求解爆炸碎片飛行軌跡及拋射速度的計算方法。韓晨曦等[36]綜述了過程設(shè)備中由于爆炸可能產(chǎn)生的碎片的拋射危害概率，對碎片的產(chǎn)生、拋射以及對目標碰撞過程中各不確定參數(shù)所符合的概率分布進行了整理分析。趙敏等[37]通過數(shù)值模擬的方法，得到了爆炸儲罐在爆炸后所產(chǎn)生的碎片軌跡。朱東[38]研究了儲罐在遭受撞擊和爆炸荷載下的動力響應(yīng)。

圖8 二維拋射碎片軌跡示意圖Fig.8 Schematic of trajectories of two-dimensionalprojectile fragments

圖9 三維拋射碎片軌跡示意圖Fig.9 Schematic of trajectories of two-dimensionalprojectile fragments

4 抗爆容器

AC 25.795-6中說明可以采用炸彈包容系統(tǒng)(Containment System)，即抗爆容器，來達到降低爆炸影響的目的?？贡萜髂芟拗葡到y(tǒng)內(nèi)部炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波、爆轟產(chǎn)物和破片的作用范圍，有效保護人員、設(shè)備和環(huán)境的安全。最初，抗爆容器以傳統(tǒng)的金屬抗爆容器為主。隨著新材料的開發(fā)及1946年纖維纏繞技術(shù)的出現(xiàn)，輕質(zhì)高強的新型復合材料抗爆容器開始發(fā)展。相比傳統(tǒng)的金屬抗爆容器，復合材料容器質(zhì)量輕、強度高、剛性好、抗爆性能佳并且設(shè)計靈活。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，到20世紀90年代，經(jīng)過各國學者的努力，抗爆容器在理論研究、試驗研究及應(yīng)用上都取得了較大的進展。我國對于抗爆容器的研究起步較晚，從20世紀80年代開始至今，包括中國工程物理研究院、北京理工大學、國防科技大學以及西北核技術(shù)所等都在開展相關(guān)方面的研究工作。

針對航空應(yīng)用的抗爆容器的研究，始于20世紀90年代。當時，F(xiàn)AA評估認為當時的貨艙行李集裝箱的抗爆能力有限，發(fā)起了貨艙集裝箱的加強技術(shù)研究。CAA[13]開發(fā)了加強的行李集裝箱來減弱飛行中爆炸產(chǎn)生的影響，如圖10所示。但其重量大，成本高且不適用于大多數(shù)窄體客機，最終沒有得到廣泛的使用。

圖10 強化的行李集裝箱Fig.10 Hardened luggage container

21世紀，D.Zangani等[39]提出了采用新型紡織材料和復合材料組合使用的方法實現(xiàn)了行李集裝箱的高柔，高強及靈活的可設(shè)計性，并且其質(zhì)輕，可以同時在寬體和窄體客機中使用。2015年，科加雷姆航空公司的9268號航班發(fā)生炸彈爆炸，航空界開始更加關(guān)注增強飛機生存性的問題。對此，歐洲于2015年9月完成的一項名為“飛行包裹”的研究項目開發(fā)出了行李集裝箱，如圖11所示[40]。

圖11 飛行包裹Fig.11 Flying bag

與20世紀90年代測試的重量大、成本高的爆炸硬化金屬容器不同，“飛行包裹”采用了具有高強度、高抗沖擊和防熱特性的組合纖維織物，可以用在窄體和寬體飛機上。

可見，抗爆容器的設(shè)計特征為質(zhì)輕、高強、能包容碎片，在內(nèi)爆載荷下不發(fā)生撕裂。盡管發(fā)展迅速，可是目前抗爆容器的發(fā)展還存在尺寸效應(yīng)(隨著特征尺寸的增大，結(jié)構(gòu)的強度和塑性變形能力下降，并有從韌性斷裂轉(zhuǎn)為脆性斷裂的趨勢，其存在會大大降低抗爆容器的極限承載能力)的問題，應(yīng)用還不成熟，尚在研究之中?？贡萜髯鳛槲磥淼脑O(shè)計發(fā)展趨勢將會有很大的發(fā)展空間。

5 技術(shù)研究

由于民航安全/反恐的迫切需要以及適航審定與符合性方法的技術(shù)基礎(chǔ)需要，中國民航大學天津市民用航空器適航與維修重點實驗室在民航局安全能力項目以及中央高?；痦椖康闹蜗?，梳理了與最小風險炸彈位置相關(guān)的適航要求與典型案例；通過對典型航空鋁合金進行動態(tài)力學性能試驗與爆炸試驗，獲得其力學性能數(shù)據(jù)及破壞失效模式；通過對爆炸沖擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)進行建模與數(shù)值計算，評估了材料的不同本構(gòu)模型和失效參數(shù)的局限性與適用性；發(fā)展并建立了適用于LRBL適航要求的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與失效分析方法。

5.1 2024-T3鋁合金材料力學性能研究

為了確定航空鋁合金材料的動態(tài)力學性能，采用霍普金森壓桿(SHPB)試驗測試鋁合金2024-T3材料在不同應(yīng)變率(10-3～103s-1)下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，基于獲得的力學性能數(shù)據(jù)對Johnson-Cook本構(gòu)方程中的參數(shù)進行擬合，從而建立材料的Johnson-Cook本構(gòu)方程，為爆炸沖擊載荷下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)與失效分析提供可靠的材料模型。

5.2 爆炸載荷下鋁合金平板試驗與仿真研究

為了明確航空鋁合金薄板結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊載荷下的動態(tài)響應(yīng)及失效模式，針對固支鋁合金圓板以藥量及爆距為變量進行了爆炸沖擊試驗，試驗布置如圖12所示[41]?；谠囼?，利用LS-DYNA建立相應(yīng)的數(shù)值仿真模型，分析了不同的ALE輸運步算法、流固耦合方式、耦合點數(shù)量、平板網(wǎng)格尺寸、平板單元類型對于數(shù)值模擬結(jié)果的影響，以建立有效的數(shù)值模擬方法。最終通過經(jīng)驗證的數(shù)值模擬方法，在試驗的基礎(chǔ)上擴大分析矩陣，分析了近爆場下固支鋁合金圓板在不同藥量、不同爆距以及不同比例距離下的動態(tài)力學響應(yīng)特性及變形失效行為，分析結(jié)果如圖13所示。

圖12 試驗布置Fig.12 Test layout

(a) 不同藥量對鋁合金圓板變形失效模式的影響

(b) 不同爆距對鋁合金圓板變形失效模式的影響

(c) 不同比例距離對鋁合金圓板變形失效模式的影響圖13 近爆場下固支鋁合金圓板的動態(tài)響應(yīng)Fig.13 Dynamic response of fully clamped circular aluminum alloy plate subjected to near field explosion

5.3 爆炸載荷下鋁合金機身筒段模型試驗與仿真研究

為了探索典型機身結(jié)構(gòu)在內(nèi)爆沖擊載荷下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及失效模式，通過鋁合金機身筒段模型(包含蒙皮、框、長桁、角片等典型航空結(jié)構(gòu)件)試驗分析了整體模型、連接件及連接方式對機身結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的影響。在試驗的基礎(chǔ)上，基于LS-DYNA，建立了機身筒段模型，研究了其在不同炸藥量、不同爆距、以及不同炸藥位置(機身中部或兩框之間)下的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)及失效模式。機身筒段模型及分析結(jié)果如圖14～圖15所示[42]。

圖14 機身筒段模型Fig.14 Aircraft fuselage substructure

圖15 機身筒段模型分析結(jié)果Fig.15 Analysis results of aircraft fuselage substructure

6 結(jié)束語

針對目前國際反恐形勢的日益嚴峻，美國以及歐洲發(fā)達國家在民用客機安保方面的研究已經(jīng)積累了數(shù)十年經(jīng)驗，F(xiàn)AA頒布的針對民用客機安保措施的適航條款中提出了“最小風險炸彈位置(LRBL)”，給出了相應(yīng)的咨詢通告及修正案。并在過去的幾十年中，開展了大量的相關(guān)技術(shù)研究。

考慮到目前我國正積極推進國產(chǎn)大型客機的研制，本文綜述了飛機結(jié)構(gòu)在內(nèi)爆沖擊載荷作用下的響應(yīng)及失效模式的研究進展；總結(jié)了爆炸沖擊波對人體的損傷問題，分析了人體器官在爆炸沖擊波作用下的損傷機理和評估損傷模型；明確了爆炸碎片的破壞概率模型；針對國內(nèi)外對抗爆容器的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了抗爆容器的設(shè)計特征及優(yōu)缺點；簡述了為獲得典型機身結(jié)構(gòu)在內(nèi)爆沖擊載荷作用下的動態(tài)特性開展的研究工作。

為了更全面、客觀地研究飛機內(nèi)爆問題、提高我國運輸類飛機的安全技術(shù)水平。未來建議加強以下三個方面的研究：

(1) 加強客艙增壓對爆炸沖擊載荷下機身結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的影響研究

飛機在完全增壓的情況下發(fā)生爆炸，損傷是最大的。在大多數(shù)情況下，當在飛機中發(fā)現(xiàn)可疑裝置時，優(yōu)先采取將客艙壓差降低到0，作為即時的有效措施。客艙和外界空氣之間的壓差作為一個關(guān)鍵參數(shù)對于LRBL程序的有效性是非常顯著的，因此建議針對客艙增壓對機身結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的影響開展研究工作。

(2) 加強典型連接件在爆炸沖擊載荷下的響應(yīng)與失效模式研究

根據(jù)所開展的機身圓筒模型爆炸試驗發(fā)現(xiàn)，連接件的失效是主要的形式之一，且與連接方式、工藝、連接件材料、規(guī)格等具有密切聯(lián)系，是影響結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)與失效的關(guān)鍵因素之一，在掌握平板爆炸響應(yīng)與失效行為的基礎(chǔ)上，有必要針對典型機身連接結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊載荷作用下的響應(yīng)與失效行為開展研究工作，進一步提高機身結(jié)構(gòu)的抗爆能力。

(3) 加強包容系統(tǒng)的適航審定技術(shù)研究

包容系統(tǒng)是應(yīng)急處置爆炸可疑裝置的另一個有效方法。已有研究機構(gòu)研發(fā)出具有抗爆功能的包容系統(tǒng)或類似設(shè)施設(shè)備。如何保證該類系統(tǒng)的有效性、應(yīng)如何制定相關(guān)標準或規(guī)范以及制造方如何向局方表明符合性，是民航業(yè)應(yīng)對炸彈襲擊可能遇到的另一個問題。因此建議開展相關(guān)的工作，特別是包容系統(tǒng)抗爆符合性的適航審定技術(shù)研究工作。