海绵

揭秘世界性航空难题鸟撞一只海鸥或致机

发布时间:2023/12/9 12:35:57   

10月25日晚,川航一航班被曝因在飞行过程中突遭鸟撞而返航。“鸟撞”为何会被列入A级航空灾难?航空“鸟撞”现象如何避免?

“鸟撞”是啥?有何危害?

鸟撞(BirdStrike),又称鸟击,是指在航空器低空飞行和接近着陆时,迎面受到飞鸟撞击造成局部损伤的事件,后扩展到鸟类与高速列车、汽车、人工建筑及其他设施相撞造成物件损坏和鸟类受伤事件。

受鸟类迁徙及其生活习性的影响,鸟撞具有突发性、季节性等特点,春秋季也是鸟撞的高发期之一。于鸟类自身而言,与飞机相撞轻则受伤,重则失去生命,于航空领域而言,鸟撞可能导致航班延误、返航、中断起飞等,严重时还会造成飞机损坏,酿成事故。

遭到鸟类撞击的飞机。网络资料图

鸟撞飞机致机毁人亡的事件,早在年就已经出现。年,被称为美国“航空先驱”的卡尔·罗杰斯(CalRodgers),在驾驶飞机飞行时意外与一只海鸥相撞,机毁人亡。

最为著名的鸟撞事故之一,是年1月发生于纽约哈德逊湾的全美航空号班机事故。当时该航班从纽约起飞后不久就遭受大雁撞击,飞机两具发动机均失去动力,幸运的是驾驶员最后成功将失去动力的客机迫降于哈德逊河河面,乘客全部获救。这一事件被称为“哈德逊河奇迹”,之后被改编成了电影《萨利机长》。

迫降河面的全美航空号班机。网络资料图

而航空史上最严重的鸟撞事件,是年美国波士顿上空发生的彗星客机鸟撞事故。一群多达2万只的欧椋鸟飞到飞机的航线上,大量欧椋鸟被吸入引擎,4个引擎中的3个失去动力,导致飞机快速坠毁,机上72人中的62人遇难。

据媒体报道,年至年间,英国领空发生了余起得到证实的鸟类撞机事件,而美国每年就有超过起鸟撞事件,因鸟撞事故形成的经济损失约为每年6.5亿元。全球每年因相关事故造成飞机破损或航班延误付出的代价则高达多亿美元。

据统计,我国在-年十年间共发生鸟击事件起、鸟击事故征候起。年,中国民航运输类飞机因鸟击导致的事故征候有起,占全年各类型事故征候总数的49.47%,是第一大事故征候类型。

-年中国民航鸟击信息统计。来源:中国民航网

时至今日,“鸟撞”事件仍然是飞机飞行安全的重大隐患,也是航空界的世界性难题,国际航空联合会将鸟撞列入A级航空灾难。

“鸟撞”为何威力如此大?

国际民航组织曾作出统计,飞机最容易与鸟类发生撞击概率最高的部位是发动机,然后依次是机翼、风挡、雷达罩、机身、起落架。

鸟击与飞机发生撞击概率图。网络资料图

当航空器飞行速度达到公里/小时以上时,几乎所有飞行的鸟类都无法避开。鸟撞对飞机的威胁主要有两个方面,一是被发动机吸入造成发动机工作异常甚至失去动力。当鸟类与发动机撞击被吸入进气口时,会导致涡轮发动机的扇叶变形,或者卡住发动机,致使发动机停机乃至起火;二是由于高速撞击直接损害飞机结构,如果大型鸟类撞击到了风挡,可能会导致风挡破裂或者是缺失,此时飞行员会在强风的影响下去驾驶飞机,变得相当困难。如果击破导航设备的防护罩,则会导致飞机失去导航系统指引。

凭直觉来看,鸟类体重才几百克至几千克,而飞机重达几十吨甚至上百吨,以小小“血肉之躯”与飞机相撞就是以卵击石,冲击力也不值一提,但是事实并非如此。有数据显示,根据动量定理测算,一只体重为克的鸟与时速为公里的飞机相撞,将产生3吨的冲击力,而一只7公斤的大鸟撞在时速为公里的飞机上,冲击力更是会达到吨,飞机相当于遭到了一枚炮弹的袭击。

根据中国民航局航空安全技术中心文章的这一条计算公式来看,鸟和飞机相撞的冲击力,取决于鸟的密度、二者撞击时的速度。但有许多因素影响鸟的撞击力,撞击力的精确计算还需包括鸟的重量、撞击速度、鸟的尺寸和形状、鸟的密度和撞击角等。

计算鸟撞击力的数学方程式。来源:中国民航局航空安全技术中心

飞机与飞鸟,如何安全地共享蓝天?

根据国际民航组织的统计,鸟撞飞机事件中有至少80%是发生在起飞和降落阶段,为了确保飞行安全,目前一般采用两种方法,其一是驱赶飞鸟,第二则是加强和提升飞机自身的结构和性能。

驱赶飞鸟不是一件易事。据了解,全球共有9条候鸟迁徙路线,经过中国境内的共3条,全国大部分地区均地处重要的国际候鸟迁徙路线之上。飞鸟种类繁多,出没难以预测,如何在保障飞机飞行安全的同时保护鸟类,考验着人们的经验和智慧。

我国民航局机场司出台了《运输机场鸟击及动物侵入防范管理办法》,要求鸟撞风险高的机场配备包括生物学、农学到环境科学等背景的专业人员,并指定完善机场鸟击及动物侵入的防范方法,开展巡视驱赶、记录活动。

如今,全国各地的机场大多配有专门进行驱鸟工作的驱鸟员,在飞机起降点等重点部位严加看守,发现鸟情时通知驱鸟车及时驱赶,发现围界外有影响飞行安全的鸟群时及时通报塔台,以免对飞机起飞降落造成安全隐患。同时,机场地面也应用了定向声波驱鸟器、风动恐怖眼、拦鸟网等多种物理设备驱鸟。

天津滨海国际机场的驱鸟风车。新华社发

西宁曹家堡国际机场的太阳能声波驱鸟器。新华社发

研究鸟类的生活习性,从生态链层面来减少靠近机场的鸟类也是一种办法,主要包括清除杂草、清除积水区域内的底栖生物,改变鸟类栖息地、觅食地分布等。为了从根源防鸟,杭州萧山机场种植了“狗牙根”,这种草长势低矮,接结籽较细,不太能让昆虫栖息;而苏南硕放机场和伊宁机场则分别选择了种植芍药、薰衣草等非引鸟草种;内蒙古鄂尔多斯机场则通过布置鼠笼、鼠夹捕捉鼠类;宁波机场则引入了鸟类的仿真天敌——模型鹰,对鸟类进行威慑。鸟儿没东西吃,没地方睡,还有“天敌”虎视眈眈,自然就自觉远离机场。

周边种满薰衣草的伊宁机场。来源:中国民航网

早在年,上海浦东国际机场就开展了“种青一促淤一引鸟”的鸟类栖息地置换生态工程,通过拓展九段沙地区的生态容量,使其取代了机场周边潮滩湿地作为鸟类栖息地的生态系统服务功能,引导高危鸟种“迁离”机场地区,促进鸟类保护。

除了驱鸟,对飞机本身进行“抗鸟撞”设计也颇为重要。在抗鸟撞飞机设计上,国际上通常采用两种理念。一种是“以硬碰硬”,通过改善飞机材料,以提升强度来应对鸟撞产生的巨大冲击力。二是采用吸能材料,如同海绵吸水,机体材料会吸附冲击力,保证飞机结构不受损失。这种做法目前在汽车上的应用非常普遍,但对于飞机上应用的研发和普及程度而言,也是件难事。

虽然投入了巨大的人力物力,但是直到目前鸟撞飞机依旧是航空界的国际性难题,飞机和飞鸟如何才能安全共享一片蓝天,实现和谐共处,还需要我们不断地探索和研究。

整合:许乐

美编:何欣

资料来源:新华网、央视新闻、光明日报、中国科学报、中国民航网等



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