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飞机发动机经常被鸟撞, 为啥不在进气口加个网?
新闻来源:东莞三原机械生产厂家 发布时间:2019-08-02


一架中国歼15战斗机在空中意外撞鸟!左侧发动机起火,一只小鸟为什么会撞这么严重呢?



咱们先看一下飞鸟试验:

大家都知道,飞鸟撞机一直在飞行事故中占有一席之地。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。


2009年,一架美国航班有鸟撞迫降在哈德逊河上,为了确保航空发动机的安全。以后航空发动机生产商,安排了“小鸡炮”射击运转中的航空发动机,验证发动机的耐鸟撞性能。


生无可恋


测试中,把正规渠道收集的鸟类的尸体通过小鸡炮(压缩空气炮),一只只的射进引擎。


每年,鸟撞飞机给美国航空公司造成12亿美元的损失,可见,这是一件很重要的空中交通事故。接下来我们通过一个科普短视频简单的了解一下:


随着飞机飞行速度的提高,鸟撞飞机事件不断增多。

被鸟撞击后的惨状


据联邦航空局的统计显示,在1990年2015年之间,共有16636起鸟类撞击飞机引擎的报告,其中,4417起或者说27%的事件中引擎遭受了实际损伤。


美国飞机遭遇鸟击报告(1990-2014)
挡风玻璃被击中两万多次,发动机1.6万次

一般大部分飞机都怕与鸟儿近距离接触,为什么一只鸟对巨大的飞机会形成威胁,甚至被誉为世界性难题,后果有多严重?视频告诉你:

为避免鸟撞发动机造成影响飞机飞行安全的事件,航空发动机在设计中均采用了一系列抵抗鸟撞造成机件严重损伤的措施。比如咱们上面提到的飞鸟测试。


▲客机各个部位遭受飞鸟撞击的概率

此外机场配备多功能的驱鸟车,车上“背负”着两个炮筒,一长一短。长管炮叫“煤气炮”,它可以发出巨大声响来“警告”周边鸟类;短管炮叫“子弹炮”,它里面需要填充弹药,专门用来对付攻击性强的大型鸟类。另外,驱鸟车上还有一种特殊的“声音炮”,车上安装着驱鸟信号发生器,操作人员根据不同的鸟可选择其惧怕的声音。无论什么“炮”,其实都是“空响炮”,对鸟类只有震慑力而没有杀伤力,符合生态的要求。



除了驱鸟车,还有其它的驱鸟装置,比如驱鸟兵等。


机场一般都会安装有驱鸟装置


有读者提出来,何必这么复杂,那为啥不在进气口加个网防止鸟撞上呢?


其实,前苏联还真干过这事。苏联在研制苏-27和米格-29发动机的时候,选择了特别不经鸟撞的窄弦风扇叶片,因为窄弦风扇叶片特别细,所以造成了叶片结构强度的严重下降,发动机防鸟撞能力极差。在2006年,俄罗斯空军一架米格-29战斗机在起飞时,飞鸟不幸被发动机吸入,导致发动机起火燃烧,后来飞机不幸坠毁。
俄罗斯的米格-29战斗机


为了应对飞鸟的“攻击”,他们选择在飞机发动机的进气口用铁丝安装了一个防护罩。但是我们现在看到的苏-27和米格-29好像并没有类似的防护罩,那到底是为什么不用呢?


米格-29为防鸟撞,在进气口使用了格栅式防护罩


防护罩毕竟影响进气量,虽然米格-29背部还有两个辅助进气门,但仍然不够用。这就相当于人在跑步的时候,本来需要大口大口呼吸新鲜空气,却不得不罩上一个“防霾口罩”一样,非常影响呼吸,非常不方便。长期使用,甚至会严重损害发动机性能。

在鸟撞击中严重受损的发动机叶片


也就是说如果加个网,会严重影响进气效率,进而降低发动机推力。涡扇发动机对空气流量需求很大,比如AL-31FN涡扇发动机,空气流量是118kg/s。也就是说每秒要吸入90-100立方米的空气!


在如此高速巨量的气流中,护栅(网是承受不住鸟撞的,格栅才行)导致的阻力和进气损失就相当可观了。对于追求推重比的战机而言,损失推力意味着失败死亡。


上面提到的米格-29系列进气道加装了格栅,为了弥补进气损失,又在机身上设置辅助进气门,才能有足够推力起飞,但辅助进气门在格斗机动中是无效的。


从根本上来讲,只有改变不适应防鸟撞需求的叶片结构,通过各种办法加强发动机的进气风扇叶片强度,同时提高防鸟撞能力,这才是治本之策。对于最新民用大涵道比涡扇发动机而言,采用新材料和宽弦叶片,本身的抗鸟撞能力已经颇为出色,更不需要格栅保护了。同时目前所有的发动机要定型装备,都要过在文章开始之前咱们说的鸟撞试验这一关,如果不能承受住相应标准的鸟撞冲击,发动机甚至无法定型服役。


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