大型商用飞机撞击核安全壳的动力响应分析

黄 涛， 张 涛， 董占发， 吴 昊， 方 秦

(1. 深圳中广核工程设计有限公司，广州 深圳 518172; 2. 陆军工程大学国防工程学院 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007;3. 同济大学 土木工程学院 结构工程与防灾研究所，上海 200092)

2001年“9·11”恐怖袭击事件的发生引起了核安全研究领域对飞机撞击安全壳问题的热点关注[1]，之后相关的导则和条款也相继发布[2-4]，要求新建核电站必须要考虑大型商用飞机的撞击荷载。中国新版HAF102—2016中也明确要求核电站考虑商用飞机的恶意撞击[5]。安全壳是核电站的最后一道屏障，其重要性不言而喻。

对于飞机撞击核电站的动力响应分析，主要有两种方法，一是力时程分析方法，该方法的基础是飞机撞击力时程曲线。基于一定的简化和假设可以通过理论方法推导计算飞机撞击刚性平面的撞击力，其中最为经典的为Riera函数[6]，而作为输入条件的飞机纵向质量和压屈力分布难以获得。在目前公开发表的文献资料中，原型飞机撞击混凝土结构的试验仅有一次[7]，是1993年美国和日本联合进行的F4战斗机以215 m/s的速度撞击厚度为3.66 m的钢筋混凝土靶体，其试验主要目的是为了验证Riera函数的合理性和适用性，并基于撞击冲量对此函数的惯性力部分引入了折减系数0.9。二是飞射物-靶体相互作用分析方法，该方法可以获得更为精细的结果，需要建立详细的全尺寸飞机模型，对飞机结构及材料的准确程度要求更高，而相关资料获取困难。

由于存在较多的限制和约束，目前的理论和试验研究难以对大型商用飞机撞击作用下核安全壳结构的整体动力响应进行详细的分析。……