突然返航!世界性难题,怎么解?| 一周新知
🌌 南都新知 Vol.30-1 🌠
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
此前报道↓
揭秘世界性航空难题“鸟撞” :
一只海鸥或致机毁人亡🐦⬛
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深读
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(Bird Strike),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1912年就已经出现。1912年,被称为美国“航空先驱”的卡尔·罗杰斯(Cal Rodgers),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2009年1月发生于纽约哈德逊湾的全美航空1549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1549号班机。网络资料图
而航空史上最严重的鸟撞事件,是1960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,2012年至2016年间,英国领空发生了8000余起得到证实的鸟类撞机事件,而美国每年就有超过13000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100多亿美元。
据统计,我国在2006-2015年十年间共发生鸟击事件17135起、鸟击事故征候1125起。2015年,中国民航运输类飞机因鸟击导致的事故征候有185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。
2006-2015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。
鸟类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120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500克的鸟与时速为370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960公里的飞机上,冲击力更是会达到144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。
计算鸟撞冲击力的数学方程式。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1997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。
南方都市报(nddaily)、N视频报道
统筹:胡群芳
编辑/深读整合:许乐
美编:何欣
微信编辑:杨晨欢
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