飞机与小鸟的较量,谁会胜出呢?

今年4月8日高雄飞往香港KA451次航班搭载了317名乘客,所幸航班于8时31分安全落地,无人员伤亡。这才发现:飞机头部凹进去一大块,上面还残留有鸟类的羽毛和血迹。原来飞机在空中遭遇了鸟撞,所幸的是并未造成飞机事故。


为什么小鸟会把飞机撞坏并可能引发空难呢?其实自从飞机诞生之日起就伴随着鸟撞问题。航空事业初期,飞机飞行速度较低,飞鸟对飞机的影响并不严重,因此鸟撞问题未能引起人类的关注。然而从上世纪40年代以来,随着人类航空技术的发展,飞机数量快速增加以及低空高速飞行技术不断进步,鸟撞事故开始频繁出现,影响加剧。

根据动量定理,一只0.45公斤的鸟与时速80公里的飞机相撞,会产生1500牛顿的力;与时速960公里的飞机相撞,会产生21.6万牛顿的力,破坏力达到惊人的程度。


另一方面,由于人类环保意识越来越强,有效提高了野生动物的数量,但同时也间接增大了鸟撞事件发生的风险。例如,从1990年到2007年,美国民用飞机遭受鸟撞次数从每年1759次到每年7666次。在我国华东地区,2004年4~12月民用飞机共发生24起鸟撞事件,2005年1~8月共发生47起引起鸟撞,增加一倍多。鸟撞事件近些年在世界范围内呈上升趋势,已成为航空业界不可忽视的重要问题。

各国适航当局对鸟撞问题历来非常重视,不断更新适航性标准来提高飞机对鸟撞的防范水平。例如,美国联邦航空安全局(FAA)颁布的FAR 25部《运输类飞机适航标准》中25.631“鸟撞损伤”是关于鸟撞防护的直接要求,规定了尾翼结构受到3.6kg(8磅)鸟撞击情况的设计要求,包括结构损伤和系统保护两种情况,并要求通过分析计算方法和实验室试验方法验证适航性要求的符合性。此外,25.571“结构的损伤容限和疲劳评定”和25.775“风挡和窗户”也从结构设计方面对鸟撞防护进行了要求。


欧洲航空安全局(EASA)也通过CS25《大型飞机适航合格审定规章》对鸟撞适航性要求进行了规定。值得注意的是,欧、美适航规章因其环境、鸟类分布等因素有所差别,条款要求也不同:(1)试验鸟重量、冲击位置。FAR 25.631条要求是尾翼8磅鸟冲击,而CS 25.631条要求是飞机承受4磅鸟冲击。(2)试验冲击速度不同。FAR25.631要求相撞时飞机的速度(沿飞机飞行航迹相对于鸟)等于按第25.335(a)条选定的海平面Vc,而CS 25.631要求相撞时飞机的速度(沿飞机飞行航迹相对于鸟)等于海平面Vc或8000英尺时的0.85Vc(两者较严重的值)。


为了加强鸟撞防范,提高飞机安全性水平,欧美先进航空制造企业积极开展了飞机鸟撞防护适航性设计与验证工作。理论上飞机正前方能看见的部位都有可能被鸟撞,迎风面积越大,遭鸟撞的可能性也越大。据1999-2008年世界范围内飞机发生鸟撞事故各部位统计数据显示,发生鸟撞事故部位中发动机约占44%、机翼约占31%、风挡约占13%、机头约占8%头、机身约占4%。因此工程上一般针对经常发生鸟撞危险的部位进行重点分析与评估工作。


同时参考事故统计数据及易发生鸟撞部位进行数值仿真分析,开展鸟撞试验,在结构强度上要满足剩余强度要求,在系统安全性分析方面要满足规定的要求,从而保证飞机即使遭受鸟撞也能安全返回并定制我一些标准,如:飞机玻璃鸟撞试验方法、民用飞机结构抗鸟撞设计与试验要求、民用飞机结构抗鸟撞设计与试验通用要求等,在融融网就可以查阅喲。融融网:航空工业集团唯一的军民融合服务平台,由中国航空综合技术研究所主办。现已上线六大子频道:融融标准、融融搜课、融融软件、融融元器件、融融标准件、融融设备共享等。围绕企业/产业需求不断增加服务内容。现拥有核心企业会员2400家和注册企业会员30000余家。


为制定出适合我国地理特点、生态环境特点的鸟撞防范理论、方法和设备,提高我国航空安全保障的水平,2000年初,中国民航总局开始进行鸟撞防范方面的调查和先期研究工作,这是中国民航系统性开展鸟撞防范研究工作的开始。中国民航的鸟撞防范研究经过这几年的努力,其整体框架已架构起来。鸟撞防范研究涉及到机场管理、航空器制造业、鸟类学、生态学等相关学科,根据世界上鸟撞防范工作较好的国家经验,鸟撞防范工作是一个综合性工作,需要机场管理机构、航空器营运人、空中交通管理部门、航空安全管理机构、航空技术研究机构及各级政府共同努力,长期进行,才能收到良好的效果,最大限度的保证人类生命和财产安全。

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