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[图帖] 战机撞鸟着火迫降:一只小鸟威力有多恐怖?不亚于一枚炮弹 [9P]

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战机撞鸟着火迫降:一只小鸟威力有多恐怖?不亚于一枚炮弹 [9P]

一只小小飞鸟给现代战机造成伤害,不亚于一枚炮弹。直接上图,这是一架舰载机,刚起飞不到一分钟,就遭到鸟群的撞击,导致一台发动机停车,机身后部起火燃烧,好在飞行员心理素质非常好,技术过硬,沉着处理,最终成功迫降,看样子损失不大,换发小修以后可重新服役。保住了这架舰载机。


从相关资料来看,自上世纪八十年代末以来,世界主要空军强国由于鸟击引起的坠机事故造成超过190名飞行员死亡。仅仅在美国,每年因为鸟击造成的损失达到6亿美金以上。1996年,美国空军的一架E3A预警机在起飞过程中遭到了30多只加拿大鹅的撞击,两台发动机失火,结果飞机瞬间失控,坠入机场附近的空地,造成24名人员全部死亡。


造价20亿美元的美军B-2A隐身轰炸机,也不能避免被鸟撞击。

按理说,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。虽说小小的鸟从外观上看并没有什么,但力的作用是相互的。根据动量和动能定理的反冲公式:m1v1=m2v2,假设A物体的质量为m1,速度为v1;B物体的质量为m2,速度为v2,质量较小但速度很高的物体,依然具有很高的动能,飞鸟虽小,但是相对速度极快,所以对飞机的破坏性极大。


根据这一原理,飞鸟与高速飞行的飞机撞击后会产生相当大的作用力。根据动量定理来看,一只不到500克重的鸟与时速80 公里的飞机相撞,至少会产生1500牛顿的力。而如果与时速960公里的飞机相撞,则会产生21.6万牛顿的力,可谓惊人。例如一只7公斤的大雁,如果撞在时速960公里的飞机上,其冲击力将达到144吨,会立刻造成机毁人亡。高速运动使得鸟类撞击飞机的破坏力达到惊人的程度,一只麻雀就足以撞毁飞机。


多数战斗机的最大速度都能超过音速,飞行高度超过1万米,在这个状态下,几乎不可能受到鸟撞。飞机鸟撞主要在低空和起降极端,即使起飞时没有用最高速度飞行,但速度也有300多公里/小时,与鸟群撞击后依旧会很受伤。一只半公斤的鸟,与时速350公里的飞机相撞,也会产生153公斤的冲击力。一般鸟类撞击事件都发生在飞机起飞或者降落的过程中,这个时候飞机的升力不大,一旦发生撞击很难调整,极容易坠毁。

鸟撞事故,对飞行器的破坏程度与撞击的位置有着密切的关系,导致严重破坏的撞击多集中在驾驶导航系统和动力系统两方面。大型飞机机头撞鸟,虽然看起来恐怖,但是问题并不严重,真正危险的是发动机吸入和撞进驾驶室,一个是失去部分动力,另一个是瞬间失压,或撞击碎片可能造成的飞行员昏厥甚至伤亡。


鸟撞飞机主要在飞机起降时,并都集中在风挡、发动机、机头机翼前缘等部位。其中发动机、风挡的撞击概率最大,据统计,45%的鸟撞发生在发动机上,42%的鸟撞发生在机头风挡和座舱上,其余是机身尾翼机翼和起落架,而这些部位又是飞机比较薄弱和要害之处,因而被鸟撞后造成的后果十分严重。
对于飞机来说,鸟群撞击影响最大的部位大概就是飞机引擎了。据统计,在每500次的鸟撞击事故中,发动机损坏的事故就接近100次。如果是螺旋桨飞机的话,往往会因为鸟群撞击而导致螺旋桨变形,最终失去动力。而对喷气式飞机来说,飞鸟常常会被吸入引擎,将涡轮引擎扇叶打的变形,或者卡住引擎,使引擎停机甚至起火。
通常在发动机设计上就有防止鸟撞的针对性措施,包括在发动机的试验阶段,就已经进行了系统性的发动机吞鸟试验,以此考核发动机撞鸟后的结构完整性。


飞机撞鸟对于座舱盖的威胁极大。所以飞机都需要在地面进行鸟撞试验。例如中国民用航空局《运输类飞机适航标准》(CCAR 25部)中,就明确要求对飞机的鸟撞安全性进行验证,飞机上天前必须证明其具有抵抗一定规格飞鸟撞击的能力。通过试验证明战机的机头、机翼具有承受1.8kg鸟撞击的能力,尾翼具有承受3.6kg鸟撞击的能力。


鸟撞试验通常使用压缩空气炮来模拟,就是一门用空气做动力的大炮,利用压缩空气驱动做成炮弹状的鸟(简称“鸟弹”),沿着炮管加速至要求的速度后撞击飞机结构。空气炮的口径为130毫米,可发射重量1.8公斤的鸟弹。过去的空气炮鸟撞试验发射真正的家禽,不过这会造成现场血污一片,后期处理困难。现在科研人员已经创新开发出了“人工鸟”,采用明胶混合物制成,可以很好地模拟鸟体。试验中一般会按重量分类,比如我国的,分为2公斤以上的“大鸟”、1公斤左右的“中鸟”、50-100克的“小鸟”三类。只有通过了鸟撞试验,战斗机才能接着进行试飞任务。


例如美国F-22隐形战斗机的座舱盖,可以承受1.8公斤异物(飞鸟)以650公里/小时速度的撞击。中国空军也高度重视战斗机的鸟撞问题,甚至规定第四代战机在以海平面最大巡航速度速度(通常为900公里/小时)飞行时,如果被一个1.8公斤质量的飞鸟撞击,机身复合材料的表面应不出现大于2.5毫米的凹坑,金属材料要求1400公里时速鸟撞不被击穿,这对于全机金属/复合材料和舱盖材料强度的要求相当高。

[ 本帖最后由 我是老狼 于 2019-7-15 22:50 编辑 ]
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只要速度快,豆腐都能砸死人。何况飞机都是上千公里的时速

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只要发射速度足够,一根稻草也能射穿火鸡。
这大概是多年前军事杂志上的一篇论文。

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