【簡介:】飛機(jī)在空中飛行時和一只小鳥相碰撞,會怎樣,這是一個物理學(xué)問題,可以這么說一只小鳥相當(dāng)一發(fā)炮彈! 1、小鳥撞機(jī),禍害多多 小小飛鳥為什么能夠?qū)︼w行中的飛機(jī)造成如此大的危害呢?我
飛機(jī)在空中飛行時和一只小鳥相碰撞,會怎樣,這是一個物理學(xué)問題,可以這么說一只小鳥相當(dāng)一發(fā)炮彈! 1、小鳥撞機(jī),禍害多多 小小飛鳥為什么能夠?qū)︼w行中的飛機(jī)造成如此大的危害呢?我們可以從物理學(xué)的動量定理得出結(jié)論。如一架飛機(jī)在空中以300米/秒的速度勻速飛行,而一只質(zhì)量為一千克的小鳥以10米/秒的速度相向飛來,那么此時鳥相對于飛機(jī)的動量就為310千克?米/秒。機(jī)鳥相撞后這些動量幾乎完全轉(zhuǎn)化成了小鳥對飛機(jī)的沖量,而相撞時間又極短,約為3毫秒,那么由于機(jī)鳥相撞而作用于飛機(jī)上的沖擊力約為103千牛,這無異于一顆炮彈的能量。質(zhì)量為一千克的小鳥在與飛機(jī)相撞時的接觸面積約為0.02平方米,所以飛機(jī)被撞擊位置受到的壓強(qiáng)就為5.15兆帕。目前的飛機(jī)材料大都經(jīng)受不住如此大的壓強(qiáng),這是造成各種鳥撞飛機(jī)事故的直接原因。 2、如果鳥被吸進(jìn)發(fā)動機(jī) 高科技的發(fā)展,高涵道比發(fā)動機(jī)以其動力大、噪聲小而越來越受到世界民航界的青睞。但此類發(fā)動機(jī)暴露面大,被鳥撞擊(吸入)的概率也就大。例如波音 737用的GE發(fā)動機(jī),僅風(fēng)扇直徑就有1.5米。該發(fā)動機(jī)迎風(fēng)面積為1950平方厘米,大大增加了鳥被吸進(jìn)去的可能性。再就是發(fā)動機(jī)的吸力強(qiáng)。波音747的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量為320千克/秒;波音767發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量為820千克/秒;波音777發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量為1.42噸/秒,進(jìn)氣速度為100~120米/秒。顯然,只要鳥類稍微接近這些發(fā)動機(jī),就必然被吸進(jìn)去。還有就是發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度快。高涵道比發(fā)動機(jī)的切線旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)450米/秒,鳥撞擊到高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片上,其撞擊的能量相當(dāng)于一輛小轎車高速撞向一道堅固圍墻的能量。如果風(fēng)扇葉片被鳥擊斷,碎片會隨氣流向后甩入“核心機(jī)”,打壞“壓氣機(jī)”葉片等零部件,造成更嚴(yán)重的后果。由此種原因造成的空中災(zāi)難的比例極高。世界鳥害專家的研究報告說,在500次鳥擊事件中,發(fā)動機(jī)損壞占近100次。
飛機(jī)為了防止被鳥撞擊,主要通過以下方式:1、基于飛機(jī)本身的防止鳥擊的方法:飛機(jī)制造時需經(jīng)過嚴(yán)格的鳥擊測試:比如飛機(jī)在設(shè)計初期就必須考慮有效防止鳥擊的方案:機(jī)頭、 發(fā)動機(jī)、 風(fēng)擋等在研制階段必須經(jīng)過專門的防擊實驗--在這方面,美國聯(lián)邦航空件FAA早已經(jīng)開始全面系統(tǒng)地開展飛行器鳥擊動力響應(yīng)分析方法的研究, 并形成了以鳥撞動力響應(yīng)分析與鳥擊試驗相結(jié)合的方法來進(jìn)行飛行器抗鳥擊設(shè)計。 采用這一方法的優(yōu)點是: 在飛行器設(shè)計階段, 就能根據(jù)鳥擊指標(biāo)要求, 對飛行器結(jié)構(gòu)抗鳥擊的能力進(jìn)行分析, 以保證其順利通過鳥擊試驗考核, 這樣即可節(jié)省試驗費用又可確保飛機(jī)研制工作按期完成;中國民航適航條例也對飛機(jī)抗鳥擊試驗提出了明確的要求。在飛機(jī)上安裝驅(qū)鳥設(shè)備:飛機(jī)在飛行過程中有效地驅(qū)散前方的鳥類, 也是鳥擊防范的一個方向。 在已有的嘗試中, 科研人員發(fā)現(xiàn)機(jī)載燈光、 激光和微波等設(shè)備 在實際運用 中的效果 十分有限。中國的空中驅(qū)鳥系統(tǒng)在驅(qū)鳥手段方面, 采用音頻與頻閃燈及運動的載體復(fù)合的驅(qū)鳥法。 錄下鳥類在悲哀、 痛苦和驚嚇時的叫聲, 并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息, 使用時利用空中運動載體將這種叫聲播放出去, 再配以燈光刺激, 產(chǎn)生一種真實的恐怖氣氛和環(huán)境。 這種叫聲包含著一種固有的生物信息, 正如人類永遠(yuǎn)不能習(xí)慣人類自身的哀鳴聲一樣, 鳥類聽到這種悲哀、 痛苦和驚嚇時的叫聲, 就會感到十分痛苦和驚慌, 進(jìn)而離開這個環(huán)境, 從而達(dá)到驅(qū)鳥的目的。 將監(jiān)視裝置安裝在航模上, 能有效地把握飛機(jī)起降空間鳥類存在的情況, 以增強(qiáng)驅(qū)鳥效果。2、基于鳥類本身,了解其生活習(xí)性,生物驅(qū)鳥生物驅(qū)鳥方式是目前世界范圍內(nèi)非常認(rèn)可的一種方式,這是目前較為先進(jìn)的綜合措施,既能不傷害鳥類,也不破壞環(huán)境。例如:美國空軍 “鳥擊防治小組” 應(yīng)用了一套鳥情預(yù)警系統(tǒng)(bird avoidance model, BAM), 這個模型通過對美國本土多年來鳥類調(diào)查資料的分析, 從而預(yù)報特定地點、 特定時間的鳥類情況, 特別是遷徙鳥類的情況, 據(jù)此可以指定相應(yīng)的飛行計劃, 選擇鳥類較少活動的空域進(jìn)行飛行訓(xùn)練, 以避讓鳥類。中國一些機(jī)場的工作人員也提出了成立國家-地區(qū)-機(jī)場三級的鳥害預(yù)警防制系統(tǒng), 專門致力于航空鳥擊的防范和預(yù)警。