能量疏导理念:让“鸟撞”难题湮灭
2016-04-26 10:22:00   来源:中国新闻网
内容摘要
针对“飞机撞鸟”的世界性难题,西北工业大学研究团队经过数年钻研,日前提出一种新的以柔克刚的设计理念,获得该研究领域的创新性重大突破。

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“鸟撞”目前是世界性难题。根据国际航空协会统计,1912年以来,鸟撞至少导致63架民用航空器失事;军用飞行器速度快,鸟撞危害更为严重,1950年以来文献记载的严重事故超过353起,至少165人遇难。1992~2008年,中国军用飞机因鸟撞造成20起严重的飞行事故、58起飞行事故征候和210起飞行问题,导致18架飞机坠毁、12名飞行员牺牲。

面对频发的鸟撞飞机事故,目前普遍采用的解决办法是驱鸟,常用的有空气炮、录音驱鸟、猎杀、豢养猛禽、仿生航模驱鸟等。虽然主动驱鸟在很大程度上减少了鸟撞飞机事故的发生,但百密一疏,仍不能从根本上解决问题。

针对“飞机撞鸟”的世界性难题,西北工业大学李玉龙教授团队经过数年钻研,新近提出一种新的设计理念,其理念的核心就是“以疏导能量代替对抗能量”,就像大禹治水,堵是下下策,疏导才是良方。获得抗鸟撞研究领域的创新性重大突破。

飞机尾翼最需要保护的是主梁,因其背后附有重要的器件设备。李教授和团队在尾翼内置了一块三角形的蒙皮,用与活鸟同等质量的硅胶模块,以644km/h的速度进行冲击试验。当尾翼受到撞击,蒙皮变形成像刀片一样的利器,将冲击物分开,从而分散冲击产生的动能,保证机身完好。

除了机翼,飞机上另一个最易受鸟撞击的“重灾区”就是飞机发动机,30%~40%的鸟撞事故发生在发动机上。针对发动机结构,十几年来,李教授团队投入大量的精力在试验和实践中,研发出了一套针对“鸟撞”发动机的实验设备,目前已经得到了良好的应用。

另外,在与国内航空相关单位的合作中,团队研发出的抗鸟撞地面实验设备——抗鸟撞空气炮,适航精度能达到1.5%~2%(一般水平在3%),保证了炮弹发射精度准确。

李教授团队研发的“加强结构”已经通过了美国专利认证,2016年就要拿到法国专利。而且,这项技术已经应用到了很多军用、民用的飞机上,也取得非常好的效果,其中就包括中国的大飞机C919。

为什么一只重量至多几公斤、飞行速度相对缓慢的小鸟,会对比它庞大得多的飞机造成如此大的伤害?

我们所说的“鸟撞飞机”,实际上是“飞机撞鸟”,问题的根源就在于飞行器运行中的高速,而不是鸟类本身的质量。根据动量定理,一只0.45公斤的鸟与时速800公里的飞机相撞,会产生153公斤的冲击力;一只7公斤的大鸟撞在时速960公里的飞机上,冲击力将达到144吨。

高速运动使鸟的破坏力达到惊人的程度,一只麻雀就足以撞毁降落时的飞机发动机。而鸟类的生物特性,决定了它以距离而非速度作为“是否飞走”的判断基准,但飞机的高速度让它还来不及反应,就变成了“凶手”和牺牲者。(如需转载,请注明来源自万万博体育登录网)