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[1-19通用] 鸟击的一些知识

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东航中国民航大学在线王实名认证人气写手荣誉顾问解疑达人

发表于 2019-8-16 15:35:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
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2019年8月15日,俄罗斯U6178次航班,A321飞机刚起飞就双发失效,机组成功迫降玉米地,机上234人全部生还,仅有10人需送往医院治疗。

据报道,飞机刚起飞后,与一群海鸥相撞,先是有鸟撞到了左侧发动机,导致其完全失效,紧接着又有鸟撞到了右侧发动机,导致右发推力不足,无法保持在空中。机组人员在750英尺处停止爬升,并成功将飞机降落在距机场1公里多的一块玉米田地里。

“鸟类撞击 birdstrike”简称“鸟击”,是指飞机等航空器与空中飞行的鸟类相撞事件的简称。

1905年9月7日,莱特兄弟飞行日记上记载了第一起鸟击事件,从那时起,鸟击就成了航空业的一大风险。

世界上第一起鸟击事故发生在1912年,当时飞行员Carl Rogers驾驶一架小型螺旋桨飞机撞上一只海鸥,飞机失去控制而坠毁,飞行员不幸遇难。

大家最熟知的事件是电影《萨利机长》的原型:2009年1月15日,美国航空公司1549航班,一架A320-200客机,起飞后1分钟左右,爬升期间与一群加拿大黑雁相撞,造成双发失效,机长成功驾驶飞机,以滑翔方式安全让客机迫降到纽约哈德逊河河面。

今后,可能又得再增加一个兹库科夫斯基“玉米地”奇迹了……

下面简单介绍一下鸟击方面的知识。


01.
鸟击发生的规律

近些年来经济的高速发展,空中交通和鸟类数量的急剧增加,由此带来的飞机鸟击的风险、频率和潜在严重性也会增加,包括双发同时遭遇鸟击的概率。

虽然各大航空公司都采取了必要措施,但每年的鸟击事件还是呈上升趋势,近几年调查显示由于鸟击原因造成的事故征候已占事故征候总数的三分之一左右。

作为民航从业人员,只有当我们充分了解鸟类的生活习性,才能采取有效措施以规避鸟击或减小航空器被撞击造成的损失,以确保飞机运行安全。

鸟击发生的部位

根据ICAO世界范围内进行调查的结果表明,鸟击对航空器发生撞击最高的部位是发动机,而后依次是机翼、风挡、雷达罩、机身、起落架。

2.png 图1:鸟击损伤的位置分布

从统计数据上分析来看,发动机是鸟击发生和造成损害的主要部位。

涡扇发动机有较大的风扇尺寸,增加了遭遇鸟击的可能性,特别由于其运转时产生的强大吸力,就像一台功率超强的吸尘器,飞行轨迹上的鸟类容易被吸入。由于这个原因,发动机鸟击,在航空界也称为“吸鸟”。

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发动机设计时都经过了抗鸟击实验,但也仅限在一定程度范围内,其是否会受损取主要决于发动机的种类、鸟的尺寸和数量以及发动机功率和飞行速度。

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另外,由于椭圆型的整流锥设计,发动机可以将大部分的FOD损伤限制在外涵道,来保证核心机工作正常。所以我们平常看到鸟击后发动机风扇叶片损伤居多。

图2:发动机FOD损伤示例

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其次是机翼,它和发动机加起来占了75%。

鸟击随高度的分布

随着飞行高度的增加,鸟类的活动越少,所以相应鸟击发生的概率也大大减少。

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飞机起飞和降落过程是最容易发生鸟击的阶段,超过90%的鸟击发生在机场和机场附近空域(2500英尺以下),50%在低于30米的空域发生,仅有5%发生在超过760米(2500英尺)的高空。

但值得一提的是,通常飞的越高的鸟体积也越大。1973年11月29日,在科特迪瓦首都上空11000米的高度上,一只兀鹫同一架正在飞行的商业飞机相撞,致使发动机损坏,所幸没有造成人员伤亡。

鸟击随地域的分布

随着城市化水平的不断提高,鸟类栖息场所受到破坏,机场周边的绿地成了鸟类的栖息之选。农田,湿地,海岸线,河流和山坡附近会有大量密集鸟群。为此,国际鸟击委员会提出了“航空器相关鸟区”(Aircraft-relevant Bird Areas,简写为ABAs)的概念。

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↑显示鸟击风险最大区域的图

在我国境内,鸟击高发区域为华东、中南和西南地区。华东地区机场分布相对较密,生态环境多样,水域环境丰富,鸟的种类和数量繁多,导致鸟击防范形势比较严峻。

鸟击随时间的分布

对于迁徙的候鸟来说,每年的三、四和九、十月份是迁徙的季节,它们会成群的出现在空中。

七、八月份是雏鸟开始学习飞行和老鸟换羽毛的季节,这段时间它们的飞行能力会有所下降,而且鸟类多在机场周围觅食,活动频繁,因此夏季发生低高度的鸟击事件的概率高。

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之前还有网传的某机场飞机专门停飞,为北回的大雁让路的假消息。



02.
鸟击的危害

鸟击事件比较常见,虽然绝大部分都不会对航空器造成影响,但也可能发生事故和严重事故。

为了提高航空器的安全性,FAA制定了一系列具体条例。

FAR25(运输类飞机)要求:
  • 机身能够在设计巡航速度(Vc)受到4磅的鸟类撞击后安全飞行,平尾要求是8磅
  • 空速指示系统要避免同时两个受到损坏,因此要求几套系统的空速管之间必须足够远


另一方面,飞机制造商也在保护关键部件方面做出调整,包括系统分离、系统冗余和结构改进,减少多重系统故障而导致严重损坏的可能性,从而改进航空器的整体生存能力。比如,机身内重新布置燃油管道、飞行操纵装置、液压传动装置等。

但这些都无法避免鸟击事故的发生,因为鸟击损伤还受鸟的质量、数量、飞行速度和部位影响。

虽然鸟击通常对发动机造成最大的损坏,但飞机的所有区域都可能受到损坏。飞机鸟击损伤后对飞行的影响与动能密切相关,动能来源于质量(由鸟种决定)和碰撞速度的平方。(速度增加20%,动能增加44%)。

根据动能定理,E =0.5MV²,其中M是鸟的质量,单位是公斤;V是鸟和飞机的速度矢量和,单位是米/秒,由于鸟的飞行速度很低,可以忽略不计,因此可以认为鸟相对于飞机的速度就是飞机的速度。

在起飞时一架时速150英里的飞机,与一只12磅重的加拿大黑雁撞击,产生的动能相当于一个1000磅重的重物,从10英尺的高度落下。

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其他部位的影响:
  • 风挡受到撞击后的损害包括动物血迹遮挡飞行员视线,穿透性撞击风挡碎片会引起机组人员损伤和释压
  • 雷达整流罩凹陷会对飞机气动性能造成影响,若是撞穿设备会受到损坏
  • 当机翼受到撞击后,可能会影响升力
  • 鸟类残骸打坏或堵塞了空速管,会造成仪表指示错误,可能导致飞行员操作失误





03.
关于鸟击的常见误解

有些飞行员会对鸟击的认识存在一定的误解,这些误解有可能导致错误的决断。

这些误解包括:
❌鸟类不会在夜间飞行;
❌鸟类不会出现在能见度很低的区域,如在云、雾、雪中;
❌鸟类可以觉察到飞机着陆灯和气象雷达,从而避开飞机;
❌飞机颜色和发动机“鹰眼”(旋转)标记有助于驱鸟;
❌发动机的噪声会使鸟类避开;
❌鸟类在觉察到危险时会快速俯冲以避开飞机。

事实上,以上说法都没有被科学证实。




04.
对于鸟击的判断

航空器遭遇鸟击后,可从多个信息渠道综合判断。

视觉:目视有鸟类接近飞机或者已与飞机相撞;风挡玻璃残留有血迹或羽毛,或者有撞击裂痕。

感觉:机身或发动机出现振动,推力降低,推力不对称,非正常阻力增加,飞机操控性异常。

听觉:明确的听到撞击声;发动机喘振;压气机失速;雷达罩损坏后偏离空气动力学设计外形而发出异响;空调引气管道破裂发出的气流声。

嗅觉:烟雾,异味,或是蛋白质烧焦的味道。

发动机指示:发动机参数波动(N1,N2转速,EGT,振动指示),不正常的燃油流量指示,发动机失效指示,发动机超限指示。

飞行仪表:由于空速管、迎角传感器等大气数据采集设备损坏,大气数据计算机接收的数据错误。高度,空速,抖杆器,速度带红区指示不准确。




05.
鸟击的预防策略

机场负责鸟类控制,并应提供适当的野生动物控制措施。如果在跑道附近有报告或观察到大型鸟类或鸟群,飞行机组应考虑:
  • 在燃油允许的情况下,申请推迟起飞或着陆,报告塔台并等待机场采取驱鸟行动
  • 如果可以的话,申请转到另一条没有鸟类活动的跑道上起飞或降落


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为防止或减少鸟击事故的后果,飞行机组应:
  • 在已知或可疑鸟类活动的机场进行作业时,商讨起飞和进近期间的鸟击简令
  • 如果在最后一次接近时报告有鸟类,要非常警惕。如果在最后进近时预计有鸟,则要计划额外的着陆距离,以考虑到如果发生鸟击,反推装置可能无法使用(反推用发动机外涵-风扇排气)


▌预防策略
  • 飞行员不应该依赖于着陆灯、飞机标志、天气条件来判断是否有可能遭遇鸟击
  • 在已知或预报存在鸟类活动时,飞机操作计划可能需要进行修改。在有鸟类活动的情况下推迟起飞或着陆
  • 在10000英尺以下,如果操作允许,保持低于250节的速度
  • 在2000英尺以下爬升过程中,以最大速度爬升,以减少暴露在鸟击危险中的飞行时间
  • 下降时在低高度保持慢车油门,较低的叶片转速可降低鸟击损伤,尤其是在水道、自然保护区或其他已知或预期鸟类活动区域
  • 当确定要着陆时,考虑穿过鸟类着陆,而不是通过错开的方法来避开鸟类。这会降低触地能量,增加发动机在高功率下的潜在损伤,以及在低飞机能量状态和低海拔时多台发动机同时吸鸟的可能性
  • 不要试图做机动飞行以规避鸟群,突然改变高速飞行中的航空器状态是十分危险的





06.
鸟击处理策略
起飞滑跑时鸟击
如果在起飞过程中发生鸟击,按照公司《飞行机组操作手册》中断起飞中的标准,来决定中断或继续起飞。

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如果在80海里到V1之间发生鸟击,并且没有发动机故障的明确指示,如停车、喘振、EGT或振动指数高等,最佳选择还是继续起飞,然后立即视情决定是否返航。

以往发生过疑似鸟击继续执行航班,发动机空中停车的案例。

▌已知或疑似鸟击的应对

立即措施
  • 驾驶飞机并保持飞行轨迹控制
  • 监控飞行和发动机仪表


多台发动机故障或推力损失
  • 尝试重新启动发动机


发动机严重损坏
  • 按照程序关闭发动机


发动机振动大
  • 减少推力,这通常会减少振动
  • 根据机组操作手册指导关闭发动机


多台发动机吸入异物并且发动机指示异常
  • 返航或备降至最近的合适机场


已知或疑似多发动机吸入异物,发动机指示正常
  • 考虑空中返航或备降到最近的合适机场
  • 由于发动机损坏或性能下降可能在飞行后期表现出来,因此要重新评估继续执行双发ETOPS操作性能标准、扩展航程操作或跨水飞行的决定


已知或疑似遇到大型鸟类撞击,如加拿大黑雁
  • 考虑空中返航或备降到最近的合适机场,因为损伤可能影响空气动力升力和阻力、随后的油箱着火以及安全完成飞行的能力


已知或疑似机身损坏或发动机损坏
  • 保持或降低速度,除非为了飞行安全或保持飞行轨迹控制,否则不要加速


风挡玻璃损坏或释压
  • 在10000英尺以下,停止爬升并保持高度
  • 在10000英尺以上,下降到10000英尺或最低安全高度


已知或可疑的撞击,发生在起落架放出,或在起飞或着陆构型时襟翼高升力展开时
  • 使用可用的系统信息评估飞行控制装置和高升力装置的可能损坏,并根据飞行阶段对飞机构型进行最小和谨慎的更改
  • 使用可用的系统信息评估起落架和相关系统(包括暴露的电气、气源和液压系统)可能受到的损坏,以及对跑道上转弯和刹车能力的潜在影响


已知或可疑的空中撞击发生在大气数据和迎角传感器上
  • 请注意,这可能会影响其他飞机系统并产生连锁效应
  • 注意大气数据丢失或错误以及飞行控制模式降级的可能性,包括失去飞行包线保护或限制、空速不可靠、推力控制备用模式


进近或着陆时鸟击
  • 如果确定着陆,继续进近着陆是首选方案。如果遇到更多的鸟,穿越鸟群并着陆
  • 保持尽可能低的推力设置
  • 如果怀疑发动机吸入异物,将着陆时的反推力限制在跑道上停止所需的量。反推可能会增加发动机损坏,特别是当发动机振动或排气温度过高时


已知或疑似鸟击后飞行后
  • 通过既定程序报告机场或机场附近所有已知或可疑的鸟击或鸟类活动。理想情况下,这些信息将传达给所有利益相关者,包括空中交通管制、机场当局、航空公司、飞机和发动机制造商(尤其是当地代表)、国家监管机构以及相关的国家鸟击委员会或航空危险野生动物组




总结.

鸟击一直是航空业的一部分。虽然它们通常造成的损害不超过轻微程度,但它们可能对航空安全构成威胁。通过了解鸟击事件的持续可能性,并遵循建议的程序,飞行机组人员可以减少鸟击事件的可能性和影响。

参考资料
AERO QTR_03.11
Strategies for Prevention of Bird-Strike Events

附录:《737NG机组训练手册》-鸟击
13.jpg
14.jpg
↑机型的机组训练手册有针对鸟击的预防策略
15.jpg
《烈火英雄》
“做自己生命的导演,安全永远第一!”



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发表于 2019-8-16 19:44:35 | 显示全部楼层
学习了。。。
回首依然望见故乡月亮
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发表于 2019-8-17 12:56:55 来自手机 | 显示全部楼层
赫鲁晓夫地...
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发表于 2019-8-17 22:17:53 | 显示全部楼层
现在的鸟越来越调皮了,以前只撞一台,现在动不动就干两台。
★A 系 找回记忆★
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发表于 2019-8-23 10:36:53 来自手机 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享。
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感谢 学无止境~~
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发表于 2019-8-25 10:21:13 来自手机 | 显示全部楼层
这个只能是学习了  见过  但没试过
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