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大“铁鸟”也怕小飞鸟 威力堪比炮弹冲击力

发布日期:2015-09-18 来源:未知 下载此文章

大“铁鸟”也怕小飞鸟 威力堪比炮弹冲击力

  图:2013年10月14日,意大利罗马,一架意大利航空公司的飞机在降落时遭遇一群欧椋鸟,这架意大利航空的客机随后幸运地安全降落。摄影:麦克斯·罗西(Max Rossi)

  被喻为“铁鸟”的飞机虽然看起来非常坚固,但在飞行中如果遇上鸟类撞击并不是什么好事。就在上月底,泰国飞鸟航空一架波音738飞机在飞往曼谷时遭遇鸟撞。报道称,飞机紧急降落后检查时,在发动机内发现有鸟尸,所幸旅客和机组人员无人伤亡,造成当次航班延误超过3小时。

 

  乍看之下,体型小、重量轻的鸟类,与钢筋铁骨的飞机相撞应该是以卵击石的效果,然而高速飞行下,遭遇鸟撞后的飞机往往也容易“受伤”。

 

威力堪比炮弹

 

  1912年4月3日,美国飞行员卡尔·罗杰斯驾驶一架莱特EX型飞机做飞行表演,在加州长滩上空遭海鸥撞击后坠入大海,飞行员身亡,这是世界上首例鸟撞飞机事故。

 

  1988年9月15日,一架波音737飞机在埃塞俄比亚巴赫达尔机场起飞离地后,两台发动机吸入飞鸟,导致双发故障。随后,飞机试图在距离机场10公里的农场中迫降,但撞到了河堤并起火。最终,在机上的104名乘客中,有35人死亡,21人受伤。

 

  一只飞鸟为什么会产生这么大的威力?有研究表明:一只体重0.45千克的鸟与时速960千米的飞机相撞,会产生21.6万牛顿的力。如果是1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上,产生的冲击力比炮弹的冲击力还大。可见,小小一只飞鸟,轻则让飞机不能正常飞行,被迫紧急降落;重则会酿成灾难。

 

  一般来说,鸟撞飞机主要集中在风挡、发动机、机头、起落架、天线罩、机翼前缘等部位。其中,撞击发动机和风挡的概率最大。发动机的叶片很薄,而且是在高速旋转的,很容易被打碎。并且,工作中的发动机以巨大的力量将周围空气吸入,因此附近的飞鸟只要处于发动机附近就会被吸进去。然而,发动机是飞机飞行动力的来源,一旦被打碎,飞机就会立即失去大部分动力,这样就只能依靠剩下的发动机挣扎返航。历史上曾发生过多起发动机遭鸟撞后失去或部分失去动力造成的事故。

 

  此外,飞机的风挡玻璃也是“易受灾区”。遭遇鸟撞后的飞机前风挡玻璃若破裂,可能进而引发飞机增压不正常。即使有些鸟撞没有将风挡玻璃击裂,残留在风挡玻璃上的血液和皮毛也会成为飞行员前视的障碍,对飞机的着陆影响较大,给飞行安全带来潜在威胁。

 

应对鸟撞材料并非越厚越好

 

  美国空军统计的数据显示,1974年至1998年间,在美国共发生22423起鸟撞事故,由于鸟撞造成的经济损失每年约6亿美元。在我国,由于鸟撞原因造成的事故也已占事故总数的三分之一。

 

  著名的哈德逊河水上迫降事件的起因就是鸟撞。2009年1月15日,全美航空1549号班机在起飞后90秒攀升到3200英尺时,机组人员从无线电报告说他们的飞机因鸟撞而让两个引擎都失去动力,机长临危不乱,以高超技术将这架A320飞机紧急降落在贯穿纽约市的哈德逊河上。幸运的是,成功的水上紧急撤离后,机上人员全数生还,且无人受伤。

 

  正是因为鸟撞的严重性,让其早已成为飞机设计中必须考虑的内容之一。中国商飞公司上海飞机设计研究院动强度室副主任设计师宋春艳告诉记者,在中国民航运输类飞机适航标准CCAR-25部中,有3个条款对鸟撞提出了要求。这就意味着飞机在设计取证过程中,必须通过鸟撞试验的验证。

 

  那么,设计师是如何减轻鸟撞对飞机造成的影响呢?

 

  “传统的强度理念是越厚承载力越强,但应对鸟撞的强度设计未必是这样。”宋春艳说。对于易遭鸟撞的区域,加厚并不一定是最有效的解决方案,而是要在强度裕度控制上寻求平衡。

 

  打个比方,一个高速飞行的物体撞到一张弹簧网上,弹簧网会变形,但同时又有一股反弹的力量将物体弹回去,此时弹簧网本身也会逐渐恢复到与最初的形态相接近的样子。对于鸟撞的强度控制是同样的道理。“遭受鸟撞的部位不一定要多么强硬,而是要保证撞击区域的变形协调性,有时候可能只是变动了几个钉子,效果就大不一样。”宋春艳解释道。

 

  事实上,无论是中国民航局还是美国联邦航空管理局(FAA)的规章规定,都是允许鸟撞后对机体结构的产生一定的损坏,但这个损坏必须能够保证飞机在飞行员采取相应措施后,顺利完成当次飞行。在实际飞行中若遇到鸟撞,工作人员也会在降落后对飞机进行检查。

 

让飞机与飞鸟共享蓝天

 

  中国民航鸟击航空器信息网上的数据显示,2013年,共统计到鸟撞3124起,构成事故征候1160起,占事故征候总数的57.97%,已成为第一大事故征候类型。

 

  一般鸟群出现的地方在3000米高空以下,而根据以往经验,飞机起飞和降落过程是最容易发生鸟撞的阶段,超过90%的鸟撞发生在机场和机场附近空域。正因为如此,对鸟类的防范也成为了机场一项重要的工作。

 

  传统的驱鸟方式主要是恐吓、破坏栖息环境和迁移栖息地,比较流行的有煤气炮、恐怖眼、录音驱鸟、猎杀、圈养猛禽、驱鸟弹等方法。鸟撞的防治需要综合各种方式,任何一种方式单独使用都将面临在使用一段时间后因鸟类耐受而失效的情况。更加需要注意的是,进行鸟撞防治必须深入研究本地鸟类的生物学和行为特征,有针对性地进行防治。

 

  以上海浦东机场为例,在将传统的以“强制驱鸟”为主的鸟撞防范模式变为“生态防鸟”为主的鸟撞防范模式后,其飞行区内高危肇事鸟的活动数量显著下降。

 

  记者了解到,由于浦东机场地处东海之滨,又在东亚及国内沿海多条候鸟迁徙路线之上,周围还有湿地、农田、林地、鱼塘、果园和草坪等,非常适宜鸟类的栖息和觅食,区域内鸟类活动较为频繁。为了减少鸟类在机场飞行区的活动,浦东机场首先梳理总结了所处地区鸟的种类,找准“肇事鸟”。同时与华东师范大学深入开展了浦东机场飞行区草坪昆虫、土壤动物的监测和分析,草高控制及草地类型与鸟类活动关系的课题研究,持续开展昆虫及土壤动物数量、生长周期、灭虫效果的监测,进行“草、虫、水、土壤”的多维度治理。

 

  此外,浦东机场还采取分区防控的做法进行“防鸟”,设立了以飞行区为核心,周边20公里范围为管控区域的三道防线:鸟防核心区、鸟防警戒区、鸟情监控区,不仅符合浦东机场地域环境和运行特点,还形成了一个差别化防控,疏堵结合的防控体系。

 

  据介绍,2012年浦东机场及周边地区鸟撞航空器事件共发生44起,机场责任范围内鸟撞事故征候6次。经过“生态防鸟”的努力,浦东机场责任范围内发生的鸟撞事件数量同比下降73%。

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