“飞机撞鸟”世界性难题有新突破。

2016-07-20 17:55:47

2015年12月17日，我国海军东海舰队一架飞机在训练中发生飞行事故，飞机坠毁，机组人员及时跳伞，事故未造成人员伤亡。消息发布后受到社会各方关注。

经调查，事故真相披露：战机坠落是因为在空中意外遭受鸟撞。在此次事件中，失事发动机进气道内壁存在一条长约80厘米，宽约10厘米的喷射状血迹，并在内部叶片上发现多处软组织残留痕迹。

经鉴定，判定为发动机叶片损坏为鸟撞所致，所撞击的是一只体重在1~1.3千克左右的成年绿头鸭。

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。

“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，我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。

一次又一次机毁人亡的空难用“惨烈”“血淋淋”的事实警示我们，飞机防鸟撞必须要列入人类科学研究的重大课题了。

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。

除了驱鸟，第二种方法就是对飞机本身进行“抗鸟撞”设计。

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。但这种做法对材料的要求很高，既要重量轻又要强度高，会受到材料技术及成本的限制。

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。

针对这一世界性难题，西北工业大学李玉龙教授团队创新性地提出了一种新的设计理念。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。”李玉龙教授形象地说。

事实上，正是从大禹“疏胜于堵”的理念获得启发，团队想到通过改善机身结构的办法来应对鸟撞，而不是单纯改变强度和材料。

李教授是这么解释的：“鸟作为一个软体，在高速撞击的过程中，表现出的是一个液态的状态，就像水打在一块板子上一样，既然是这样的流体，那么我们就可以把它疏导得更合理。”

以尾翼为例，这里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，将冲击物飞开，从而分散冲击产生的动能，保证机身完好。

2015年夏天，李教授团队研发的“加强结构”已经通过了美国专利认证，今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，其中就包括我国的大飞机C919。

据介绍，事实上，“鸟撞”的研究领域并不限于飞机上，日常交通工具如高铁、汽车在高速运行的环境下，如何防范飞鸟、高处的落石等都是该领域的研究内容。