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        飛機為什么要做鳥撞試驗

        顧名思義,鳥撞就是飛鳥與高速運動的物體之間的撞擊,“鳥撞"更準確的說法是“撞鳥",一般是高速運動的交通工具撞擊到飛行的鳥類。鳥撞飛機是一種突發性和多發性的飛行事故,一旦發生,存在著造成災難性事故的風險,直接威脅到人們的生命安全。

        一般情況下,鳥撞飛機的作用過程具有瞬時性、破壞性等特點,破壞威力極大,粗略估算,一只1公斤的飛鳥以500千米/小時的速度撞擊到飛機上,最大撞擊力可達到20噸以上,該量級的撞擊力相當于約10輛家用小汽車的重量,與飛鳥直接撞擊的結構往往會發生局部大變形甚至破壞,嚴重時會導致飛機失去完成任務的能力。

        更可怕的是,當發動機吸入群鳥或與大質量飛鳥發生碰撞后,可能會導致發動機葉片甩出,甩出后的高能碎片可能會擊穿發動機機匣,損毀發動機。因此,國際航空聯合會將鳥撞飛機定為A類航空事故,是危及飛機運營安全的一大重要因素。

        目前,飛機結構抗鳥撞設計,通常采用仿真分析和試驗相結合的方法。在結構設計初始,用仿真分析對虛擬樣機的抗鳥撞損傷能力進行評估,根據評估結果進行初步抗鳥撞結構設計,然后生產試驗件進行試驗驗證,再根據試驗結果完善結構設計,最終達到結構抗鳥撞設計的目的。這樣可以最大限度地降低飛機在抗鳥撞方面的結構設計成本,同時可減少試飛過程中由鳥撞帶來的安全問題。

        為了減少鳥撞危害,一般有兩種手段:一種是避免飛鳥出現在飛機起飛著陸的區域附近,如機場內一般都布置了各類驅鳥設施,但百密難免一疏,高空飛行的飛鳥仍無法驅趕。另一種手段就是提高飛機的抗鳥撞能力,通過對飛機關鍵結構和系統(如機頭、機翼、發動機等)進行抗鳥撞設計,確保飛機在遭遇可能的嚴重鳥撞后仍能在限定條件下安全完成飛行。

        決定鳥撞飛機嚴重性的主要因素有鳥的重量、撞擊速度和撞擊飛機的部位等。對于飛機的不同部位,其對鳥撞的承受能力在飛機研制規章中有明確的規定。如在大型客機研制中,需要證明其機頭、機翼具有承受1.8公斤的鳥撞擊的能力,尾翼具有承受3.6公斤的鳥撞擊的能力。

        那么,怎么通過試驗驗證飛機的抗鳥撞能力呢?開一架完好的飛機撞擊飛行中的鳥明顯是不現實的,機智的工程師們想出了一個很好的解決方法——通過空氣pao進行地面模擬試驗。

        顧名思義,空氣pao就是一門以空氣作為動力的“大炮",它利用壓縮空氣驅動做成炮彈狀的鳥(簡稱鳥彈),沿著炮管加速至要求的速度后撞擊飛機的考核結構,工程師事先在相關部位布置應變片、加速度計等傳感器,通過試驗數據采集儀器記錄傳感器的數據,一般還會布置高速攝影機,記錄試驗件受飛鳥撞擊的結構破壞過程,最后結合試驗結果,評定飛機結構設計是否滿足抗鳥撞的要求。

        航空工業強度所就擁有能進行鳥撞試驗的空氣pao,我國目前在研的多款新型飛機都在這里進行了鳥撞試驗。只有通過鳥撞試驗驗證的飛機,翱翔藍天時才不懼怕鳥的撞擊。


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