飞机的鸟撞实验
飞机尾翼前缘结构鸟撞模型与试验验证
飞机尾翼前缘结构鸟撞模型与试验验证发表时间：2019-12-30T13:08:15.447Z 来源：《科学与技术》2019年 15期作者：倪磊[导读] 鸟撞是飞机在飞行中遇到的重要危险之一摘要：鸟撞是飞机在飞行中遇到的重要危险之一，同时也是一种突发性和多发性的飞行事故，因此，结构抗鸟撞设计成为飞机设计必须考虑的要素。
本文针对某飞机尾翼前缘结构基于光滑粒子流模拟了结构遭受鸟撞时结构损伤的全过程；以前缘结构鸟撞试验为基础，研究了前缘结构受鸟撞击的破坏模式；分析表明：模型的数值结果与试验结果在前缘结构的变形、破坏模式和应变曲线趋势吻合较好。
关键词：鸟撞；SPH方法；前缘结构中图分类号：V215.9, V216.5 文献标志码：A0 引言飞机飞行期间，飞机的迎风面对于鸟撞是敏感部位，这些结构中常设有各种管路系统等重要设施，一旦遭到破坏，飞机的安全性能就得不到保障，因此结构的抗鸟撞能力是设计必须考虑的。
过去通过昂贵的全尺寸鸟撞试验来验证，如果鸟撞验证试验未通过，这就会大大增加飞机的研制风险。
因此，为了降低设计阶段成本和风险，数值模拟方法被用来支持取证过程[1]。
一个精确的数值模拟模型能够让设计者对鸟撞撞击事件中所表现出的力学行为有更加明确的了解，本文采用大型非线性有限元方法，基于光滑粒子流建立了尾翼前缘结构鸟撞的数值分析模型，详细模拟了结构遭受鸟撞时结构损伤的全过程；同时，开展了飞机尾翼前缘结构鸟撞试验，研究前缘结构受鸟撞击的破坏模式。
最后，对比分析了模型和试验的前缘结构变形、破坏模式和应变曲线趋势，吻合比较好。
1 尾翼前缘结构根据某飞机平尾前缘危险部位筛选情况来看，前缘蒙皮、隔板和前梁腹板的对接位置为最危险部位，因该处的对接均在展向同一位置。
因此，从对接位置向左向右各延伸4个肋站位截取飞机平尾前缘结构中一段来作为分析和试验的目标，试件总长度1523mm，8个肋站位保证了试件遭受鸟撞时，能量能够充分的扩散。
航空合金板鸟撞实验结果分析及模型建立
·53·文章编号：2095-6835（2023）22-0053-04航空合金板鸟撞实验结果分析及模型建立王裕琳，苏长青，赵天（沈阳航空航天大学安全工程学院，辽宁沈阳110135）摘要：选取航空合金板为实验材料，通过使用红外线测速仪及超动态应变仪进行数据采集，对航空合金板鸟撞实验结果进行分析，研究实验中撞击的全过程，收集到撞击时应力及应变等主要数据，探究撞击事故对于该种材料及其内部所造成的影响；并应用Ansys/Ls-dyna 分析程序建立相对应的分析模型，将实验过程进行量化数值模拟，得出冲击瞬间合金材料板所受应力、所产生应变及其分布规律，并结合实验数据计算结果验证模型的真实性及拟合性。
实验结果表明，该合金材料板受到高速条件下的模拟鸟弹撞击时，合金材料受击中心区域产生较为明显的形变，同时其内部受到约800MPa 的较高应力，但冲击事故时间较短，并未对合金材料板造成更大破坏，同时远离受击中心点区域受到冲击影响随与中心区域距离变大有明显降低，应力沿合金板材较短边方向衰减速度较快。
关键词：合金材料；鸟撞；模拟分析；冲击中图分类号：V215文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.22.015鸟撞是一种因飞鸟与空中高速运动物体（如客机等）相撞而引发的事故。
在航空业中，因鸟撞事故所引发的事故其直接和间接经济损失非常之高。
目前各个国家都采用一定的措施来避免航空工作中的鸟撞事故，但没有任何一种方式能完全防止此类事故的发生[1-3]。
因此在关于飞机结构的可靠性研究中就要将飞机本身的结构承受能力考虑其中，一方面要保证飞机有着一定的承受能力，即使在发生事故的情况下也能够保持最低的承载能力不致坠毁[4-5]；另一方面要考虑到飞机等空中运载工具在实际情况下的运行成本，这就要求飞机在结构上尽可能地删减其冗余结构，同时增加其容纳能力[6-7]。
考虑到鸟撞事故的特殊性，飞机在结构上的设计要求应满足其强度能保证飞机结构在任意可能遭受到鸟撞的位置，受到飞鸟冲击后仍能保证飞机本体结构完成飞行功能的可靠性。
中低速民用飞机尾翼抗鸟撞选型与验证
中低速民用飞机尾翼抗鸟撞选型与验证发布时间：2021-07-16T07:28:17.043Z 来源：《防护工程》2021年8期作者：钟涛谭一鸣[导读] 中低速民用飞机飞行速度和飞行高度均不高，尾翼翼型相对较厚，与飞鸟撞击后飞鸟不易滑开和破裂，易对尾翼结构造成破坏，影响飞行安全。
目前中低速民用飞机尾翼多采用复合材料，尾翼抗鸟撞设计与传统金属尾翼存在一定差异性。
本文对比了几种复合材料尾翼结构所使用的抗鸟撞设计构型，对其优缺点和结构效率进行了分析，并选择了四类进行了实际鸟撞实验验证，得出了兼顾结构效率和功能实现的设计构型。
钟涛谭一鸣中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司陕西汉中 341000摘要：中低速民用飞机飞行速度和飞行高度均不高，尾翼翼型相对较厚，与飞鸟撞击后飞鸟不易滑开和破裂，易对尾翼结构造成破坏，影响飞行安全。
目前中低速民用飞机尾翼多采用复合材料，尾翼抗鸟撞设计与传统金属尾翼存在一定差异性。
本文对比了几种复合材料尾翼结构所使用的抗鸟撞设计构型，对其优缺点和结构效率进行了分析，并选择了四类进行了实际鸟撞实验验证，得出了兼顾结构效率和功能实现的设计构型。
关键词：尾翼；抗鸟撞；设计与验证Selection and verification of bird impact resistance for tail of medium and low speed civil aircraftZhong Tao, Tan Yiming（Hanzhong aircraft branch of A VIC aircraft Co., Ltd.HanzhongShaanxi 341000,China）Abstract：The flight speed and altitude of medium and low speed civil aircraft are not high, and the tail airfoil is relatively thick. After impact with the bird, the bird is not easy to slide and break, which is easy to damage the tail structure and affect flight safety. At present, the tail of medium and low speed civil aircraft is mostly made of composite materials, and the anti bird impact design of the tail is different from that of traditional metal tail. In this paper, the bird impact resistance design configurations of several composite tail structures are compared, and their advantages and disadvantages and structural efficiency are analyzed. Four kinds of bird impact experiments are selected to verify the results, and the design configurations with consideration of structural efficiency and functional realization are obtained.Key word：Tail, bird impact resistance, design and verification飞行器在飞行过程中与飞行中的鸟类之间物理撞击而使飞机结构或系统发生损坏的现象被称为“鸟撞”。
中国民航飞机鸟击事件统计分析与研究
§１．２国内外研究现状
Hale Waihona Puke 为减少鸟撞击事故带来的巨大损失，避免此类事故的发生，许多国家都先后 开展了这方面的研究工作。国际民航组织（ＩＣＡＯ）专门成立了鸟撞信息收集系统， 专门收集飞鸟撞击飞机事件进行收集、整理和分类并进行数据分析和研究，对全 球各国航空运输企业进行指导和帮助。美国空军为此成立了飞行器鸟撞击危险工 作组（Ｂｉｒｄ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｓｔｒｉｋｅ Ｈａｚａｒｄ Ｔｅａｍ），对飞机鸟撞击事故进行统计和分析，提 出防撞措施。欧洲各国还共同成立了欧洲鸟撞委员会（Ｂｉｒｄ Ｓｔｒｉｋｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅ）该协会定期举行会议，收集、分析与交流欧洲范围内鸟撞击事故的有关 数据和信息。中国民航非常重视鸟击防止工作，２０００年１２月民航总局批准发布 的《中国民用航空安全规划纲要（２００１－－２０１０）》中特别强调“深入开展预防鸟 击的研究，采取措施使鸟击事件对飞行安全的影响降至最低”“１。２００３年，中 国民航机场鸟击信息系统正式使用。该系统包括鸟类识别系统、鸟情信息系统、 鸟击报告与分析系统。该系统重点对机场周围的鸟类识别、鸟类活动、以及鸟击 报告进行收集和整理，同时发送相关的鸟击资料、简报和规章等。１。
中国民航飞机鸟击事件统计分析与研究
ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｒ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｓｉｇｎ ｆｒｏｍ １９９３ ｔｏ ２００１．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅ， ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ＣＡＡＣ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ ｅｖｅｎｔｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｍａｉｎ ａｉｒｌｉｎｅｓ ｂｉｒｄｓｌ】．ｉｋｅ ｐｒｉｎｇｃｉｐｌｅ，ｍａｉｎ ａｉｒｃｒａｆｔ ｂｉｒｄｓｇｉｋｅ ｐｒｉｎｇｃｉｐｌｅ，ｔｉｍｅｌｙ ｐｒｉｎｇｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ，ｓｐａｃｅ ｐｒｉｎｇｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ，ａｌｓｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐａｒｔｓ ｏｒ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｇｉｖｅｓ ａ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ ｒｉｓｋ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｓｓｅｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｍａｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｂｉｒｄｓｔｒｉｋｅ ｈａｒｍｓ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ａｎｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ／ｍｅｔｈｏｄｓ．
鸟撞飞机物理原理
鸟撞飞机物理原理鸟类与飞机的相互作用已经成为了航空学中不可避免的一个问题。
当鸟类迎面撞击飞机时，这种作用往往会对飞机的稳定性产生严重影响，甚至会导致飞行事故的发生。
在科学研究中，探究鸟撞飞机的物理原理显得尤为重要。
需要了解鸟类与飞机的相对速度。
当飞机在滑翔或起降时，为了保证安全，在降低飞行高度和速度时通常会采用襟翼机翼等减速设备。
这种减速措施和鸟类相对速度并不会很大的减少。
相对速度的增加意味着鸟类会对飞机产生更大的碰撞力。
鸟类的体积、密度以及质量等参数也对鸟撞飞机产生影响。
在飞机飞行中，一般很难知道飞机的碰撞对象是何种鸟类，常见的鸟类在体积、密度和质量等方面的参数都有所不同。
不同参数的鸟类和飞机碰撞会产生不同的影响。
有可能只是飞机表面的伤痕，也有可能导致严重的损伤。
碰撞点和角度也是影响鸟撞飞机的重要因素。
在飞机飞行中，鸟类可能从任何方向和任何速度飞向飞机，但在碰撞时碰撞点和角度的位置会对飞机的损伤造成不同的影响。
碰撞点集中在机翼、发动机进气道、机身、尾翼等部位。
在不同部位的碰撞会产生不同的力量。
如果鸟类在飞机的发动机进气道里面被击中，那么由于飞机所处的飞行高度，飞机所承受的动能十分巨大，鸟类可能会被压缩成较小的碎片，同时也会对飞机发动机产生极大的破坏。
如果在机翼处产生碰撞，机翼可能因飞行速度过快而折断，从而导致飞机失去平衡。
飞机的相应措施也影响飞机被鸟类撞击后的反应。
飞行员在飞行中可以通过采取一些措施尽可能减少碰撞的影响，飞行员可以及时采取驾驶技术措施，如加速减速，提高优越高度，采取空中干扰措施等，以减少受到鸟撞的冲击影响。
鸟类撞击飞机问题在航空领域中已经开始被广泛关注，未来许多研究也将不断地进行。
众多科学家和技术人员正在寻找最有效的方法，以减少或完全避免鸟撞飞机事故的发生。
通过大量的实验、模拟和计算，我们能够更好地了解到鸟撞飞机的物理原理，进而寻找解决问题的途径。
在实践中，科学家和技术人员采用了多种方法来应对鸟撞飞机的问题。
机场鸟撞文献概述
机场鸟撞情况文献概述一、鸟撞概述鸟击又称鸟撞，它是指飞机在起飞、飞行和着陆的过程中与空中的飞鸟相撞所产生的飞行安全事故或事故征候。
随着民用和军用航空事业的迅速发展，航班次数的不断增加，鸟类与飞机相撞事故不断发生，已公认是世界范围的新问题。
据权威统计，全球每年大约发生万次鸟击飞机事件，每年因机鸟相撞损失100多亿美元，国际航空联合会已把鸟害升级为“A类航空灾难”。
在高速碰撞时，一只小鸟相当于一发炮弹，对民航飞机和军用飞机的飞行安全都构成威胁。
相撞后的力量超过飞机某一部件的承受力，就有可能损坏飞机的机体或零部件，轻者让飞机不能正常飞行，被迫紧急降落；严重的就直接威胁飞行安全。
据计算，一只0.45公斤的小鸟撞在时速960公里的飞机上会产生22，000公斤的力量，一只500g 的小鸟与时速370公里的飞机相撞，将产生高达3t的冲击力。
据研究数据显示，飞机的发动机遭遇鸟撞的次数最多。
鸟撞事故的发生与鸟的活动、鸟的数量、鸟的群体有密切关系。
我国目前有1300多种鸟类活动，它们大多在1000米以下低空活动，所以我国的飞机鸟撞事故发生高度在1000m以下的占事故总数的85.5％，500m以下的占79.1％，300m 以下的占62.6％。
按飞行阶段统计，我国有67.5％的鸟撞事故发生在飞机起飞、降落阶段。
而FAA( The Federal Aviation Administration)调查发现大约98％的鸟撞发生在飞机起飞和爬升的阶段，2％的可能性发生在飞行中。
因此，现阶段鸟击防范的重点在低空和地面机场责任区范围内。
从鸟撞发生的时间看，多集中在春季和秋季。
春天是繁殖(孵化)期，幼鸟出生，植物萌芽，昆虫生长，鸟类到处觅食，同时候鸟北迁，鸟类活动增多。
秋天也是候鸟迁徙期，鸟类数量会剧增。
因此每年4月、5月和10月是鸟撞事故的高峰期。
把一天的时间分早、中、晚，鸟在上午忙觅食，傍晚回巢过夜，活动量大。
早晚鸟撞事故为76.6％，其中晚上的鸟撞事故占鸟撞事故总数的55.3％，高峰又集中在上半夜(月份多在鸟的迁徙期)，这可能与鸟的夜行性和迁徙性有关。
大型民用飞机风挡鸟撞的适航分析与数值仿真
图1㊀美国1990-2014年造成损害的鸟撞民用飞机数大型民用飞机风挡鸟撞的适航分析与数值仿真陈佳慧,胡宇群,陈㊀川(南京航空航天大学民航学院,江苏南京211100)摘㊀要:鸟撞一直都是航空安全的隐患,对此需要有相应的适航条款来表明民用飞机相关部件的抗鸟撞性能符合要求㊂针对风挡鸟撞问题现状,分析了目前民用飞机鸟撞适航验证的方法和手段,对比研究了不同鸟撞数值模型,通过计算机辅助设计软件建立了某型民用飞机风挡三维几何模型,采用显式非线性数值分析软件ANSYS /LS -DYNA 进行风挡鸟撞过程的数值仿真分析,以期为大型民机风挡鸟撞适航验证提供更有效的方法和手段,提高适航验证工作效率,降低工作成本㊂关键词:符合性验证;适航;鸟撞;飞机风挡中图分类号:V214.1;V244.1㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1671-654X (2016)04-0091-04Airworthiness Analysis and Numerical Simulation of Bird Impacton Large Civil Aircraft WindshieldCHEN Jia-hui ,HU Yu-qun ,CHEN Chuan(College of Civil Aviation,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 211100,China)Abstract :Bird strike is a major threat to aircraft windshields and need a certification requirement for a proven level of impact resistance.Apart from costly bird strike experiments ,explicit numerical modeling techniques have been employed.This paper summarized the current airworthiness verification methods of bird strike ,compared the different bird strike analysis models.With the help of Computer Aided Design software ,established a three -dimensional geometric model of a certain type of civil aircraft windshield ,and the simulation of the dynamic process of bird impacting windshield is run using the nonlinear explicit finite element code ANSYS /LS -DYNA.The solution of analysis presents the theoretical basis for the airworthi-ness certification methods of bird strike windshield ,in hope of improving the efficiency of airworthiness ver-ification work and reducing the cost.Key words :compliance verification ;airworthiness ;bird strike ;windshield引言随着航空运输业的快速发展,飞机数量和飞行架次快速增长,加剧了有限空域中飞机与鸟类对生存空间的竞争㊂此外,鸟类体积较小而现代民用飞机的飞行速度较大,飞行人员以及飞鸟互相难以在安全距离内及时发现并规避对方,使得飞机鸟撞事件目前还难以从根本上杜绝㊂图1所统计的数据[1]也表明了飞机鸟撞事件的数量长久以来并未得到有效降低㊂鸟撞问题一直困扰着航空安全,给航空产业带来了巨大的经济损失,据统计,鸟撞带来的飞机损失㊁维修以及航班延误等所造成的经济损失保守估计每年要达19.3亿美元[1-2]㊂由于鸟撞对航空安全的威胁以及可能导致的巨大经济损失,各国民用航空管理部门制定了一系列民用航空器的抗鸟撞适航审定条款,要求民用飞机在受到一定重量的飞鸟撞击后仍能够安全地完成一次飞行㊂对于民用飞机抗鸟撞的适航要求,需要从其设计开始就予以考虑㊂在设计阶段,目前对飞机抗鸟撞能力一般采用经㊀收稿日期:2016-05-23㊀㊀㊀修订日期:2016-06-26㊀作者简介:陈佳慧(1991-),女,江苏常熟人,硕士研究生,主要研究方向为适航技术与管理㊂第46卷㊀第4期航空计算技术Vol.46No.42016年7月Aeronautical Computing TechniqueJul.2016验法进行初步分析,而在审定过程中常采用全尺寸鸟撞试验来验证对相关条款的符合性,但是全尺寸的鸟撞试验需要较高的成本和较长的周期[3]㊂随着计算机技术的飞速发展,有限元等数值分析方法及其软件逐步发展成熟,并在航空领域得到广泛应用,这为民用航空器鸟撞的适航符合性验证提供了数值仿真分析手段㊂通过分析现有的计算机数值仿真手段,研究对比不同鸟撞分析模型,构建能够适用于分析民用飞机风挡鸟撞的适航符合性验证手段,将有助于提高大型民用飞机风挡对相关鸟撞适航条款符合性验证工作的效率㊂本文通过计算机辅助设计软件建立某大型民用飞机风挡三维几何模型,采用显式非线性数值求解工具ANSYS/ LS-DYNA进行风挡鸟撞过程的数值仿真分析,以期能为大型民机风挡鸟撞适航所需的试验和计算分析提供更有效㊁更系统的方法和手段,提高适航验证工作效率,降低工作成本㊂1㊀民用飞机鸟撞适航验证方法民用飞机适航具有过程完整性的特点,它指包括从飞机设计㊁制造㊁使用㊁维修到退役整个飞机寿命里飞机都满足适航的要求㊂设计阶段分析飞机抗鸟撞能力采用的计算分析方法普遍假设鸟体在撞击路径上是连续的,并且省略了飞机结构上不与鸟体发生撞击的部件,这样虽然简化了计算,但由于实际受鸟撞部位的结构边界约束条件等与计算分析模型存在差异,往往使得最后的结果偏保守㊂而对于民用飞机的合格审定,FAA和EASA都要求做全尺寸的试验来确定飞机风挡㊁机翼等有抗鸟撞要求的结构满足标准㊂这类工程试验通常都需要耗费大量的人力物力,在一次风挡研制过程中,可能需要进行上百次的全尺寸鸟撞试验[4]㊂有限元等数值方法为鸟撞问题的分析提供了一种新的途径,这种方法先通过数值分析法来准确地模拟鸟撞事件,包括模拟飞机结构破坏的过程以及相邻结构间的载荷作用,通过应力㊁应变㊁位移等诸多数值结果对鸟撞进行分析,再由试验作进一步验证㊂这种方法有很多的优势:1)由于这种数值仿真分析是经过试验验证的,具有很高的精准性和权威性,可以大大降低设计的保守性;2)可以对鸟撞进行大范围的撞击位置㊁撞击情况的仿真,从而提高结构的安全性;3)可以精确地计算结构间的载荷作用,从而设计出更优良的连接装置和传动装置;最后,通过数值仿真可以有效减少试验的次数,降低审定成本和时间㊂近年,随着大型民用飞机投入到研发生产中,民机的适航审定工作成为关注的重点㊂在有限元数值分析法及其软件逐步发展的基础上,民用飞机鸟撞适航验证工作要求对飞机进行结构安全分析㊁系统安全分析以及鸟撞动力学分析,并与鸟撞验证试验相结合,通过数值分析有针对性地明确民机验证过程中应考虑的部位以及各部位的验证方法㊂通过反复多次数值分析与试验验证得到最优的模型参数,并对初始飞机设计下不符合鸟撞要求的部位进行再设计,从而使得最终的结构满足适航要求㊂鸟撞风挡问题不是一个简单的数值分析问题,它需要将验证试验和数值分析紧密结合起来,是一个复杂的工程实际问题,需要考虑诸多的因素㊂在数值分析中,模型的简化方式㊁参数的设置㊁材料失效模式的定义㊁接触碰撞的形式㊁网格的划分等等都可能影响最终分析结果的准确性㊂而解决这些问题的方法,需要通过试验与数值分析相结合,不断尝试,不断修正的形式㊂在这方面,国外已经积累了较多的经验,并有了较为成熟和细节化的鸟撞验证方法体系,而国内还处在摸索阶段,有许多问题尚待解决㊂鸟撞适航要求同适航审定方法一样经历了一个发展㊁完善的过程,对于大型民用飞机风挡抗鸟撞的适航要求目前主要包括:CCAR/FAR25.571(e)(1)[5-6]对结构损伤容限(离散源)的评定,CCAR/FAR25.775[5-6]对风挡和窗户的适航要求㊂此外,在国军标[7-8]中也有对抗鸟撞设计和鸟撞试验的要求及指导㊂2㊀民机风挡鸟撞数值模型及分析2.1㊀鸟体模型鸟体本构关系及其参数的确定是数值分析中的关键㊂在撞击过程中鸟体的力学性质从低速到高速是变化的,一般情况下,鸟体组织的力学性能在低速下是不均匀的,而随着速度的增加,这种不均匀性慢慢可以被忽略,鸟体可以被看作是介于流体和固体之间的一种状态[9]㊂常用的鸟体模型有塑性动力学材料模型㊁状态方程材料模型㊁流体材料模型㊂张永康㊁李玉龙[10]对以上3种鸟体材料模型进行了力学仿真研究,得出鸟撞击速度低于100m/s时,采用带失效的塑性动力学材料模型描述鸟体较合理;而鸟撞击速度高于100 m/s时,鸟体的仿真宜采用状态方程来描述㊂考虑到鸟撞主要发生在起飞降落和较低的飞行高度上,而民用飞机的速度根据CCAR91.117[11]规定在距机场中心7.5km范围内,离地高度2500ft(750m)以下,飞机最大速度不能超过200kt(103m/s),所以可以采用塑性动力学材料模型㊂常用的鸟体躯干简化形状有圆柱体㊁两端带半球的圆柱体和椭球体㊂朱书华[12]㊁Meguid[9]㊁Bheemred-dy[3]等人分别都对鸟体形状进行了研究,发现两端带半球的圆柱体鸟体仿真得到的结果与试验所得的结果㊃29㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航空计算技术㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第46卷第4期表1㊀鸟体材料参数密度/kg/m3弹性模量/MPa屈服应力/MPa泊松比失效应变切线模量/MPa长度/mm直径/mm质量/kg 9251000010.3 1.255228114 1.8最为接近,故本文采用两端带半球的圆柱体作为鸟体㊂常用的鸟体密度一般在900~950kg/m3之间[12-16],取其中间值作为本文的鸟体密度,鸟体的其他参数在众多文献中基本一致,具体如表1所示㊂国军标规定,鸟撞试验中的鸟弹长径比为2:1,结合鸟体质量㊁密度和形状,可以得出鸟体总长度L为228mm,直径D为114mm,与试验及标准所需的鸟体要求一致㊂2.2㊀风挡模型典型的风挡结构一般由风挡玻璃㊁支撑结构以及玻璃与支撑结构间的橡胶垫片组成[12]㊂由于鸟撞风挡的数值分析主要关心的是风挡玻璃受撞击后的动响应和失效模式,所以在建模时,一般都对风挡进行简化,省去支撑结构㊁橡胶垫片等模型,而对风挡玻璃建立相应的边界条件㊂白金泽㊁孙秦[17]研究了风挡边界条件对鸟撞风挡动响应分析结果的影响,得出风挡四周完全固支与完全铰支条件下计算所获的位移㊁应变曲线基本相同,并与试验结果较为相符,所以为了简化计算一般对风挡采用四周完全固支的边界条件㊂根据文献[18]风挡玻璃采用YB-3航空有机玻璃,厚度为15mm㊂考虑到YB-3航空有机玻璃材料特点,选用LS-DYNA中的塑性动力学材料模型来模拟,具体材料参数[18]见表2㊂简化后的风挡材料应力-应变由两段直线描述,鸟撞过程中,在材料发生塑性屈服前,应力-应变由第一段直线描述,此时应力的增加与弹性应变成正比;在材料发生塑性屈服后,应力-应变由第二段直线描述,此时应力的增加与总应变成线性关系;当材料应变值达到失效应变时,材料则发生失效,失效单元被删除㊂因此,风挡玻璃是否破坏的判据是其应变值是否达到失效应变,即εȡεb㊂表2㊀3#航空玻璃材料参数密度/kg/m3弹性模量/MPa 屈服应力/MPa失效应力/MPa泊松比失效应变切线模量/MPa1190315068780.350.067237 2.3㊀鸟撞工况我国民用飞机鸟撞事件80%是发生在飞机起飞㊁爬升和进近㊁着陆阶段,民机在起飞㊁降落时的飞行速度约为0~100m/s[13]㊂由于鸟撞容易发生在起飞和降落阶段,一般要求在10000ft(3048m)海拔高度以下飞机的最大速度不能超过250kt(128.6m/s),在2500ft(750m)海拔高度以下不能超过200kt (103m/s)[11,19]㊂基于适航条款㊁实际飞机飞行速度㊁以及数值分析中风挡破坏和尚未破坏时动响应的差别,为了便于比较分析,可以采用250kt以下且风挡尚未破坏时的速度作为鸟撞速度㊂风挡的几何构造并不是对称的,所以鸟撞对风挡不同区域的撞击危害影响程度可能会有差异,为了减少全尺寸试验时不必要的试验次数,可以通过数值分析法对风挡的不同撞击区域进行仿真测试,确定最危险的撞击点,为此本文将风挡的撞击部位分为5处,分别是风挡中心㊁风挡左上方中心㊁风挡右上方中心㊁风挡左下方中心和风挡右下方中心㊂飞机风挡在安装时有一定的安装角度,一般在25ʎ~37.5ʎ之间[20],为了分析不同撞击角度对风挡危害的影响程度,同时考虑到飞机的安装角度和鸟撞可能出现的角度,对风挡中心进行了30ʎ㊁45ʎ㊁60ʎ㊁75ʎ和90ʎ五种角度的数值分析㊂图2为某民机风挡受鸟撞的视图,在数值分析时简化了模型,只分析其中一块主风挡受鸟撞的情况㊂图2㊀鸟撞风挡视图3㊀计算结果与分析3.1㊀撞击角度分析图3是通过数值仿真得到的不同角度撞击风挡中心撞击点的位移图,从图中可以看出,随着撞击角度的增大,撞击点处的位移也增大,且位移增大的幅度逐渐减小,表明随角度的增加,角度变化对风挡撞击的危害影响区别减小,故在正撞击鸟撞试验中,可以允许鸟撞角度在可接受范围内有微小偏差,这与鸟撞试验的要求也相符㊂3.2㊀撞击位置分析图4为风挡不同撞击位置撞击点处的位移,可以看出风挡正中心受撞后的位移远大于四个角落中心点的位移,并且四个角落中心点上的位移基本相同㊂图5为不同撞击位置撞击点在撞击方向上的应变,在前4ms中,风挡左上和右上中心点处的应变最大值大于风挡左下和右下中心点处的应变最大值,分别为㊃39㊃2016年7月陈佳慧等:大型民用飞机风挡鸟撞的适航分析与数值仿真㊀㊀㊀㊀㊀0.00748和0.00701,而风挡正中心的应变最大值最小;在4ms 以后,风挡四个角落中心点的应变值变小,而风挡正中心的应变值显著变大,最大值达到了0.0086㊂综合位移和应变来看,风挡正中心为受到鸟撞后最危险的部位㊂图3㊀不同角度撞击风挡中心撞击点的位移图4㊀不同撞击位置撞击点的位移图5㊀不同撞击位置撞击点的撞击方向应变4㊀结论鸟撞适航验证试验是飞机取得适航证不可缺少的一个环节,但是全尺寸的鸟撞试验会耗费大量的人力物力,所以采取有限元数值分析和鸟撞验证试验相结合鸟撞适航验证方法,由仿真结果为试验提供支持,一定程度上减少不必要的破坏性试验,提高审定效率㊂本文通过有限元数值分析,得到了以下几点结论,为鸟撞试验提供参考:1)随着撞击角度的增大,撞击点处的位移增大,对风挡造成的危害也就变大,所以可以选取正撞击作为鸟撞试验角度㊂2)在正撞击附近角度微小的变化造成风挡撞击点位移的区别很小,表明在正撞击鸟撞试验中,可接受范围内角度微小的偏差对鸟撞试验结果的影响并不是很大㊂3)综合考虑位移和应变,风挡正中心为受到鸟撞后最危险的部位,在鸟撞验证试验中应当着重考虑㊂参考文献:[1]㊀Edward C Cleary ,Richard A Dolbeer ,Sandra E Wright.Wildlife Strikes to Civil Aircraft in the United States1990-2014[R ].Washington D C :Federal Aviation Administra-tion ,National Wildlife Strike Database ,2015.[2]㊀John R Allan ,Alex P Orosz.The Costs of Birdstikes to Com-mercial Aviation [C ]//Calgary :Environmental Health and Protection Commons ,2001.[3]㊀Bheemreddy V P ,Chandrashekhara K ,Thomas P Schuman.Finite Element Modeling of Bird Strikes and Parametric Eval-uation using Design of Experiments (DOE )[D ].Rolla :Mis-souri University 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661[C ]//Yantai :2014IEEE Chinese.Guidance ,Navigation and Control Conference ,2014:1357-1361.[3]㊀袁磊.基于ARINC661的CDS 设计文件开发平台研究[D ].南京:南京航空航天大学,2013.[4]㊀姚旭寅.基于ARINC661的通用驾驶舱显示成员系统接口规范设计[J ].数字技术与应用,2015(7):148.[5]㊀曹猛,孙永荣,王岩,等.开放式座舱显示系统关键技术研究与实现[J ].航空计算技术,2011,41(4):78-81.[6]㊀ARINC.ARINC Specification 661-4,Cockpit Display Sys-tem Interfaces to User Systems [S ].America :Aeronautical Radio ,INC ,2010.[7]㊀Cattell R.Scalable SQL and NoSQL Data Stores [J ].ACMSIGMOD Record ,2011,39(4):12-27.(上接第94页)[10]㊀张永康,李玉龙.鸟体力学模型仿真研究[J ].计算机仿真,2011,28(9):67-70.[11]㊀中国民用航空局.CCAR -91,一般运行和飞行规则[S ].北京:中国民用航空局,2004.[12]㊀朱书华.鸟撞飞机风挡动响应分析与仿真试验平台研究[D ].南京:南京航空航天大学,2009.[13]㊀贾建东.飞机典型结构抗鸟撞设计与分析[D ].南京:南京航空航天大学,2010.[14]㊀王文智,万小朋,郭葳.民机风挡结构抗鸟撞仿真分析与设计[J ].西北工业大学学报,2009,27(4):481-5.[15]㊀陈园方,李玉龙,刘军.典型前缘结构抗鸟撞性能改进研究[J ].航空学报,2010,31(9):1781-1787.[16]㊀王新军,岳珠峰,王富生.飞机风挡结构抗鸟撞动响应数值模拟[J ].强度与环境,2007,34(1):28-32.[17]㊀白金泽,孙秦.飞机风挡结构抗鸟撞一体化设计技术研究[J ].力学与实践,2005,27(1):14-18.[18]㊀简成文,李书.民机机头复合材料风挡结构鸟撞分析[J ].民用飞机设计与研究,2015(1):39-46.[19]㊀Eschenfelder P F.High Speed Flight at Low Altitude :Haz-ard to Commercial Aviation [R ].Texas :International BirdStrike Committee ,2005.[20]㊀方宝瑞.飞机气动布局设计[M ].北京:航空工业出版社,1997.。
国航鸟撞飞机
国航鸟撞飞机当鸟与飞机相向飞行时，虽然鸟飞行的速度不会很快，但是飞机的飞行速度很快，鸟对飞机造成的撞击会非常大。
据权威统计，全世界每年大约发生1万次鸟撞飞机事件。
自1960年以来，世界范围内由于飞鸟的撞击至少造成了78架民用飞机损失、201人丧生，250架军用飞机损失、120名飞行员丧生。
目前，国际航空联合会已把鸟害升级为“A”类航空灾难。
鸟重0.45公斤，飞机速度80公里/小时，相撞将产生1500牛顿的力。
鸟重0.45公斤，飞机速度960公里/小时，相撞将产生21.6万牛顿的力。
鸟重1.8公斤，飞机速度700公里/小时，相撞将产生比炮弹还大的冲击力。
中国国际航空公司一架客机2005年5月15日下午从杭州飞往广州途中，在5000米高空与一只飞鸟相撞，机头雷达防护罩撞出一个如脸盆大的凹坑。
伤情机头大坑粘满鸟羽血污按照规定，这架航班号为CA1721航班应该在下午1时45分从杭州起飞，3时35分到达广州白云国际机场。
但由于周转原因，这架空客A319型客机昨天下午2时29分才从杭州机场起飞。
据国航票务部门统计，班机核定运载128名乘客，当时机上共载有乘客127人。
昨天下午4时02分，飞机降落在白云国际机场。
检修人员检修时发现，机头正中位置的雷达罩上有一个直径达30厘米的凹坑，上面粘满黑白相间的鸟羽及血污。
经过5000米高空突然一声响询问飞行员得知，飞机在5000米高空飞行时，机头上曾传来“砰”的一声剧烈的撞击声，当时机组人员就已经意识撞上了飞鸟。
“真是太危险了！”有关人士说，撞击位置距离飞行员驾驶舱仅有1米多。
如果飞鸟撞上驾驶舱，将极有可能危及飞行员生命安全。
经检测，机头雷达防护罩被撞凹陷将近4厘米，防护罩表面的油漆已经脱落。
这位人士说，如果撞击力度再大一些，穿透防护罩后伤及雷达，那对航空飞行安全“威胁也大了”。
“如果飞机雷达被撞坏了，那就好比人的眼睛被刺瞎了！”据介绍，飞机上的雷达担负着探测前方云层厚度、防止撞机等重要任务。
某型飞机风挡鸟撞特性分析与措施
３ １ 风 挡静态 特性 分析 ．
造 而成 ， 以组 成 骨 架 的 前 、 端 ， 其 具 有 足 够 的 用 后 使 强 度及 刚 度 ， 以保 持 风 挡 的外 形 。后 弧 框 还 提 供 与 左 座舱 盖对 合 的气 密平 面 。密 封材 料 分 缝 外 密封 和 缝 内密 封 ， 内密 封 采 用 密 封 材 料 和 腻 子 布 。前 玻 缝 璃 、 玻 璃 与 蒙 皮 之 间 以及 蒙 皮 与 弧框 之 间均 采 用 侧 密 封材料 ， 允许 加 腻子 布 ， 风挡 与 机 身 连接 处 只 但 而
其 周边 内 、 外均 有 ２ｍｍ 厚 的 加 强件 ， 接 剂 为丙 烯 粘
酸 胶 。前玻 璃 是 一 块 带 金 属 框 架 的层 合 平 板 玻 璃 ， 由 四层 硅 酸 盐 玻璃 和三 层 胶 片组 成 ， 璃 间 的胶 合 玻
层 由胶 片组 成 ， 片厚 ２ｍｍ， 架 由镁 铝 合 金 板 材 胶 框 经 机加 工 制成 。前 玻璃 通过 其 框架 上 的螺 栓 孔用 螺
框 的工 作 平 面 ， 以选 择 工作 平 面或 零 件 的 适 当位 可 置 ， 制并 约 束 线 框 ； 始 时 大 致 绘 出草 图 ， 后 再 绘 开 然 ： Ｊ几 何 约 束 条 件 和 尺寸 等 约 束 条 件 ， 其 符 合设 Ｎ／１ ｒ 使 计 意 图 ； 用 三维 实 体 造 型操 作 创 建 新 零 件 或 新 特 使
刘 国庆 等 ： 型飞 机风 挡鸟 撞特 性分 析 与措施 某
・ ５・ ７
算模 型 ， 飞机 在 高 速 飞行 下 ， 同载 荷 情 况 下 ， 对 不 风 挡 变形情 况 进行 模拟 ， 即载荷 位 置 变 化 、 小变 化 或 大 其 它外部 载 荷对 风挡 结构 的振动 特征 的影 响分 析 。
鸟击冲力计算
鸟击对航空器的影响民航总局航空安全技术中心 李敬 路遥 栗牧怀一、鸟的撞击力计算鸟击的损失与航空器受损部位、受损程度直接相关，而航空器受损程度又是由航空器与鸟相撞所产生的撞击力决定的。
有许多因素影响鸟的撞击力，包括碰撞速度、鸟的重量、鸟的密度、鸟的硬度、碰撞的角度、碰撞表面的形状、碰撞表面的硬度。
航空器上撞击力的精确计算包括鸟的重量、撞击速度、鸟的尺寸和形状、鸟的密度和撞击角。
如果以公式表示，撞击力应与鸟的质量和撞击速度平方成比例。
为了计算的简单化，作如下假设：l 碰撞速度等于飞机的速度；l 碰撞角度是90度；l 鸟的形状是球形；l 鸟在碰撞后一半变形；l 飞机碰撞表面不变；l 飞机碰撞表面是平面。
鸟撞击力的数学方程式推导如下：1. 鸟撞击航空器外壳产生的能量—或者压力—传递可以通过有关的简单计算来估算。
采用最简单的近似—鸟在碰撞后停靠并“粘在”航空器上—鸟的动能变化是221mv Fd W KE ===∆ 其中W 是功，F 是力，d 是力作用距离，m 是鸟的质量，v 是飞机的速度。
2. 鸟所受的力－与飞机所受的力相同－由下式给出dmv d KE F 22=∆= 鸟的质量m 和飞机的速度v 容易估计。
关键参数是力作用的距离d 。
3. 作为第一次近似，假设鸟碰撞过程中行进了一半的距离。
如果进一步假设鸟是一个球，结果是rmv F 22= 4. 如果假设鸟是球形的，那么鸟的大小取决于它的质量，ρπρ334r V m ==• 其中ρ是鸟的密度。
5. 结合上面两个式子给出3222V r F ρπ=下表列出了不同鸟的重量和撞击速度下的撞击力数据。
从中可看出，4磅的鸟撞击速度300节的航空器的风挡时，产生的撞击力高达55,000磅。
同时，15磅的雁撞击速度300节的航空器的风挡时，产生的撞击力高达82,000磅—这个撞击力超过了风挡审定标准的200%到300%。
航空器速度（节） 鸟的种类与重量(磅)100 150 200 250 280 300 350 400 450 八哥0.187(3盎司)995 2238 3978 6216 7798 8951 12184 15913 20140 剪嘴鸥1.52775 6244 11100 17343 21756 24974 33993 44399 56193 鸭4.06078 13676 24314 37990 47655 54706 74461 97255 123088 加拿大雁15.0 9118 20515 36471 56985 71482 82059111691 145883 184633二、鸟击对航空器的损伤所有航空器型号均易受到鸟击，只是易损性不同。
民用飞机平尾前缘鸟撞数值分析及试验验证
民用飞机平尾前缘鸟撞数值分析及试验验证谢灿军;童明波;刘富;郭亚洲;朱书华【摘要】Tensile tests of 2024-T3 and 7075-T6 aluminum alloy under different strain rates were conducted on an electronic hydraulic testing machine and split Hopkinson tensile bar (SHTB)system.A Johnson-Cook model which can reflect the strain rate hardening effect of the aluminum alloys were fitted.The limit tensile loads and shear loads of 7 kinds of rivets were obtained by SHTB dynamic tensile tests.By coupling the smooth particle hydrodynamics (SPH)method and finite element method,and using the constitutive equation of aluminum alloys and dynamic failure parameters,a numerical model of bird impact on civil aircraft's horizontal tail wing leading edge was established by utilizing the transient dynamic software PAM-CRASH.The bird impact test was performed to validate the numerical calculation results.The calculation results are consistent with the experimental results,which shows that the numerical calculation model is reasonable and reliable.The building-block experimental and analysis process provide reference to the anti-bird impact design of civil aircraft structure.%用电子液压拉伸试验机与分离式霍普金森拉杆（SHTB）装置进行2024－T3、7075－T6铝合金材料不同应变率的拉伸试验，拟合出反映两种材料应变率强化效应的 Johnson-Cook 本构方程。
高中物理飞机撞鸟实验教案
高中物理飞机撞鸟实验教案
实验名称：飞机撞鸟实验
实验目的：通过模拟飞机与鸟相撞的情况，探讨碰撞时的能量转化和动量守恒现象。
实验材料：小型模型飞机、鸟类模型、测量器具（尺子、称量器）、能量转化和动量守恒
实验装置。
实验步骤：
1. 将模型飞机悬挂于地面约1米高处，测量其下落高度并记录下来。
2. 使用实验装置模拟飞机与鸟相撞的情况，测量飞机和鸟的质量，并记录下来。
3. 计算飞机和鸟相撞时的总动能和总机械能，并进行数据分析。
4. 观察碰撞时飞机和鸟的反弹情况，分析能量转化和动量守恒的现象。
实验结论：通过实验可以得出碰撞时能量会发生转化，部分动能会转化为其他形式的能量，但总能量和总动量仍然守恒不变。
拓展实验：可以对不同质量、速度的飞机和鸟进行碰撞实验，探讨碰撞时各种因素对能量
转化和动量守恒的影响。
注意事项：在进行实验时要注意安全，避免碰撞导致意外伤害。
实验结束后要做好清理工作，保证实验环境整洁。
飞机场雷达鸟情探测研究
飞机场雷达鸟情探测研究目录1.引言 (4)2. 雷达鸟情的概况 (4)2.1雷达研究鸟类的起源 (4)2.2雷达鸟情的综述 (5)2.3飞鸟的危险因素 (7)2.3.1飞鸟的飞行特点 (7)2.3.2飞鸟的雷达截面积 (7)3. 雷达鸟情警告系统的应用进展 (8)3.1鸟类危险咨询系统（AHAS) (8)3.2移动式航海雷达夜间避鸟系统 (9)3.3终端区域鸟类危险咨询系统（TAHAS） (10)4. 其他鸟击防范的各种策略 (14)4.1生态学防治 (14)4.2飞机上加载驱鸟设备 (14)5.展望 (15)参考文献 (16)内容摘要：鸟撞飞机一直是世界航空业的共同难题。
飞鸟的活动对飞机的飞行和起降构成了相当大的威胁，甚至可以造成机毁人亡。
中国所处的地理位置是位于东半球的大陆，海岸线长，也是飞鸟徒迁的通道之一。
因此，驱鸟工作是机场安保工作的一项重要内容。
本文先介绍了雷达鸟情的概况，再分别详述了几种雷达系统的应用，最后介绍了其他鸟击防范的策略,并展望了鸟情探测系统的发展趋势。
关键词：雷达系统鸟撞防范驱鸟Abstract：Bird strike aircraft has been a common challenge for the global aviation industry.The activities of the birds constitute a considerable threat to the aircraft and taking off and landing, and can even cause the plane crash. China's geographical location is located in the Eastern Hemisphere continents, long coastline, the birds only moved to one of the channel. Therefore, the bird is an important element of the airport security work. This article first introduces the radar bird an overview of the situation, and then details the application of several radar systems and other bird strike prevention strategies and outlook of the birds situation detection system trends.Key words：Radar system； Bird strike prevention； Repel birds1.引言这几十年来，由于飞机撞鸟事件多次发生，鸟击已经成为航空业的一个巨大难题，而鸟击防范成为了航空业重视的一个课题。
见识飞机撞鸟后的惨状（图）
见识飞机撞鸟后的惨状（图）见识飞机撞鸟后的惨状在⼀般⼈看来，“⾎⾁之躯”的⼩⼩飞鸟与钢铁飞机在偌⼤的天空相撞，犹如以卵击⽯———卵破碎⽽⽯头⽆恙。
然⽽事实却并⾮如此。
飞机与飞鸟在空中相撞，轻者飞机不能正常飞⾏，往往被迫紧急降落；重者机毁⼈亡，酿成重⼤灾难。
连年来飞机与飞鸟相撞⽽造成了多起航空事故。
如何避免飞机与飞鸟相撞，确实是令众多航空界⼈⼠为之绞尽脑汁、⼒图设法破解的“世界级难题”。
1、⼩鸟撞机，祸害多多 1994年2⽉28⽇，中国民航⼀架波⾳767－200型飞机在巴基斯坦的卡拉奇机场上空下降到750⽶⾼度时，⼏只飞鸟撞⼊了左发动机。
飞机涡轮进⼝温度猛升。
机组⼈员果断关闭左发动机，严格地按单发动机程序操作，才未酿成⼤祸。
这算是空中机鸟相撞的幸运者了。
然⽽，因机鸟相撞酿成⼤祸者⽐⽐皆是。
1988年埃塞俄⽐亚的⼀架波⾳737飞机在起飞爬升到3800⽶时，遭遇鸟击，结果造成机上85⼈死亡，21⼈受伤。
1996年9⽉22⽇，美国空军的⼀架由波⾳707改装的E－3A预警机从阿拉斯加的埃尔门多夫空军基地起飞。
飞机以230海⾥／⼩时的速度滑跑，在抬起前轮的⼀刹那，撞上了30多只加拿⼤鹅。
瞬间两台发动机⽕光冲天。
飞机坠毁在机场附近的洼地⾥。
24名空勤⼈员全部遇难。
世界上第⼀起造成⼈员死亡的鸟撞飞机事件发⽣在1912年，地点是美国北部。
到1974年，世界范围内公开报道的因鸟击⽽坠毁的军⽤飞机65架、民⽤飞机9架，共死亡130⼈。
20世纪80年代以来，世界各国鸟击事件⼤幅度增加。
美国空军发⽣的鸟击事件最多，平均每年2800起；英国空军每年发⽣700起；德国空军和民航年平均1200起；印度空军100多起。
1993～1997年美空军的鸟击事件每年多达300 0起，经济损失约5000万美元；美国民⽤飞机的鸟击损失每年⾼达2．6亿美元，年停飞时间超过68．5万⼩时。
据估算，全球每年因机鸟相撞付出100多亿美元的代价。
直升机主桨变距拉杆鸟撞验证技术
直升机主桨变距拉杆鸟撞验证技术潘春蛟;顾文标;邹静;晏锋【摘要】鸟撞对航空器的破坏往往是灾难性的.作为低空域航空器的直升机发生鸟撞的概率很高,特别是其高速旋转的旋翼系统部件如主桨叶变距拉杆,发生撞击时与鸟的相对速度大,极可能产生导致功能失效的严重危害.按照民用航空器适航条款的规定,采用鸟撞仿真分析和试验验证相结合的方法,准确评估主桨变距拉杆的抗鸟撞性能.【期刊名称】《直升机技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】6页(P14-19)【关键词】直升机;主桨变距拉杆;鸟撞【作者】潘春蛟;顾文标;邹静;晏锋【作者单位】中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001【正文语种】中文【中图分类】V328.1;V214.2自从人类发明航空器以来，鸟撞就成为危害航空器飞行安全的一个重要因素，随着航空器数量和飞行频率的大幅增长，这个问题也日显突出。
据概略统计，目前全球每年大约会发生一万余次的飞鸟撞击航空器的事件，国际航空联合会已经将鸟撞危害定为“A”类航空空难。
鸟撞对航空器的破坏往往是灾难性的，一只0.45kg的飞鸟与时速500km的飞行器相撞时，产生的冲击力可达8000kg，足以造成航空器的被撞部位严重变形或断裂，因此，航空器抗鸟撞的性能是适航验证的关键项目之一。
直升机作为一种特殊的低空域航空器，主要的使用范围在0到1000m高度之间，如某型机0～600m高度范围的使用时间比率高达为40%，这一范围正是飞鸟主要的活动区间，所以全球范围内直升机发生鸟撞的事故量一直居高不下。
虽然直升机属于低速航空器，飞行时速度一般在300km/h以内，但相比固定翼飞机，它有着高速转动的旋翼系统，一般直升机旋翼的转速在200转/分到400转/分之间，尾桨的速度更高，因此如果鸟撞发生在旋翼系统，撞击时的相对速度同样很大。
论文范文-机场鸟撞风险评估与防范
论文范文-机场鸟撞风险评估与防范论文范文-机场鸟撞风险评估与防范预读: 摘要:1研究方法1.1机场分区飞机的飞行包括滑跑、起飞、离陆、爬升、巡航、下降、进近、着陆和滑行等基本阶段.以候机楼在飞机左侧为基准,按照飞机在ab方向主飞,将相似的5个机场跑道及两侧的草坪划分为滑跑区（Ⅰ、Ⅱ）和起飞区（Ⅲ、Ⅳ）、爬升区（Ⅴ、Ⅵ）和降落区（Ⅶ、Ⅷ）8个飞行阶段相关区,如图1所示.滑跑与滑行在跑道a区上重叠,b区为起飞区.选择滑跑区观察喜鹊飞翔与滑跑阶段鸟撞风险相关的活动.1.2喜鹊活动的观察记录方法喜鹊在a区两侧的Ⅰ、Ⅱ草坪区附近活动时,飞翔路线与飞机航线存在着平行、交叉和重叠的关系.喜鹊的活动区可以划分为远离跑道的场外“安全区”,靠近航线具有潜在风险的草坪区和存在潜在鸟撞风险的跑道（即航线）区.将滑跑区低空活动或左右穿越跑道（航线）的鸟类飞翔视为鸟撞风险；将鸟类在草坪区及不同草坪区间的活动视为潜在风险；将鸟类靠近航线的飞翔视为风险增加；将偏离航线的飞翔视为风险降低.超过机身一定高度的飞鸟不会影响滑跑安全,但在飞机反向飞行时会成为鸟撞风险.观察时,每隔3～5min按飞翔方向和起落点（如喜鹊从跑道左、右两侧的场外林地飞到草坪、跑道、对面草坪区和穿越机场,或按相反方向飞翔）记录1次.记录所得数据,按具有鸟撞风险、潜在风险、风险增加、风险降低的4种情况进行统计,分析喜鹊活动与航线的这4种关系.2结果与分析2.1喜鹊活动与跑道的关系喜鹊活动中鸟撞风险、潜在风险、风险增加与风险降低的几率分别为20.05%、37.79%、22.61%、19.56%.但各机场的情况不尽相同,即使同一机场跑道左、右两侧的情况也不同.其中4个机场Ⅰ区的活动多于Ⅱ区,B机场与其他机场相反,这与场外林地的分布情况有关.鸟撞风险、潜在风险、风险增加的大小影响甚至决定了鸟撞概率的高低,跑道左、右侧风险的高低决定飞行方向上机身左、右侧发生鸟撞的概率.航线两侧鸟类的活动数量、飞翔高度、飞机的飞行方向、飞行阶段与机身左右侧鸟撞的危害性密切相关.2.1.1Ⅰ、Ⅱ区喜鹊活动与航线方向、高度鸟撞的相关性表1和图1显示,在Ⅰ、Ⅱ区地面和低空活动的喜鹊构成了滑跑飞机左、右侧不同程度的潜在风险.当飞机沿航线ab方向飞行时,除非鹰隼类俯冲捕食,超过机身高度的飞鸟不会威胁滑跑飞行的安全,在Ⅰ区活动的喜鹊不会造成滑跑阶段飞机右侧的鸟撞.当飞行方向变为ba时,Ⅰ区活动的喜鹊能够造成ba方向起飞、爬升的飞机右侧鸟撞,这是因为a跑道区的滑跑区已经成为ba方向的起飞和爬升区.在Ⅰ、Ⅱ区,鸟类的活动高度、活动频率、飞机的飞行频率和方向、二者的时空相对位置关系是不同高度层和飞机左右侧鸟撞风险的影响因素.2.1.2喜鹊基于航线的活动与鸟撞概率的关系5个机场的鸟撞风险、潜在风险、风险增加、风险降低的喜鹊活动规律相似.喜鹊沿Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅰ或Ⅰ-Ⅳ、Ⅱ-Ⅲ等方向的飞翔行为都会侵入航线,活动频率越高鸟撞发生率也越高,喜鹊穿越航线的活动数量达到峰值时鸟撞概率最高.2.1.3机场各区喜鹊活动与场外生境的关系5个机场喜鹊进出机场的数量结合场外林地生境分布情况的分析表明,场外物种多样性丰富的生境是机场重要的鸟源地[3-4,7],影响并决定了机场各区的鸟种、数量及其飞翔行为的基本规律.喜鹊在栖息林地与觅食活动的草坪地间的往返飞翔,会靠近、远离或穿越航线构成不同程度的安全威胁.加强鸟类生境及其飞向机场活动规律的监控,有助于及时发现风险增加鸟类的活动规律,采取针对性措施防止其靠近飞行航线,降低潜在鸟撞风险.2.2喜鹊日活动与航线的关系喜鹊侵入机场的日活动有2个高峰期,分别是9：00和16:00前后；喜鹊飞离机场的2个峰值紧随侵入峰期出现,分别出现在10:00、18:00前后,这与喜鹊觅食、栖息的飞翔活动有关.喜鹊活动峰期是造成鸟撞风险、风险增加和潜在风险的重要时段,与喜鹊鸟撞发生在15：50显示风险峰期的鸟撞概率较大.鸟类侵入机场活动峰期是驱鸟防撞的重要时段,12：00—14：00时喜鹊活动数量减少,鸟撞风险处于低谷.3讨论鸟撞是由多种因素决定且瞬间发生的,鸟的飞翔路线与飞机航线存在交叉和重叠是鸟撞发生的必要条件.本文以喜鹊基于航线相关活动的鸟撞风险、潜在风险、风险增加和风险降低4种具有实际操作意义的风险评估,探讨鸟类飞翔轨迹与飞机飞行阶段机身左、右两侧鸟撞的相关性及防范措施.4种风险曲线表明,喜鹊活动的高峰将引起潜在风险与鸟撞风险峰期的到来,此时驱鸟应关注并防止同侧这些鸟类继续向航线靠近,对风险降低活动的鸟类则应加速其离开机场而不是妨碍其逃离.研究危险鸟种的飞翔轨迹与飞行航线、周边环境的关系,有助于根据机、鸟运行速度和三点（飞机起点、鸟栖点和鸟撞发生点）的动态时空关系,确定驱鸟实施区边界和不同飞行阶段应采取的针对性措施.通过驱鸟信号显示飞行期间飞行相关的动态信息,警告“驱鸟区”内的鸟类主动采取避让行为.根据飞行状态,特别是人（设备）、鸟、机三者间相对于飞行航线时空位置的动态关系,采取措施,防止飞鸟靠近并将其驱离,以保证鸟类在飞机到达时无返回航线的时间,保障飞行航线处于净空状态,避免将鸟驱向飞机,有效防范鸟撞的发生.近年来,5个机场曾发生的明确鉴定为鸟撞的事故中,喜鹊2次,豆雁、丘鹬、鸊鷉、伯劳各1次.豆雁和丘鹬发生在同一机场,喜鹊与丘鹬都在Ⅰ区活动,丘鹬引起ab方向滑跑飞机左侧鸟撞,喜鹊则造成ba方向起飞爬升飞机右侧鸟撞.不同机型的滑跑距离、起飞爬升、进近降落的角度不同,飞机滑跑方向有ab、ba方向的变化,航线不同飞行阶段投影到机场上的长度不同,对应飞行阶段的草坪分区也应随之变化.要根据飞行阶段鸟撞防范的需要调整机场分区,即根据机型、滑跑距离、起降的角度、高度及方向规范地划分跑道及草坪的相关区,以便于研究和掌握机场各区鸟类与飞行阶段的动态时空关系[12],探讨规律,制定和实施有效的针对性驱鸟措施,驱离或防止飞鸟靠近航线,保障飞行航线处于鸟类净空状态.。