飞机发动机既然容易吸入小鸟,那么在发动机前面加个罩子的难度有多大?

陈良昱


有人曾估计,全世界每年因为鸟类撞飞机的损失超过

100亿美元,而每500次此类事件中,小鸟被吸入飞机发动机,导致事故的约有100次。很多人就想问了,为什么不直接在发动机前面加个罩子呢?是因为难度太大吗?

一般来说,飞机发动机全速运转时, 吸力巨大 ,比如波音747客机 ,它的发动机进气量就有320千克/秒。还有的客机进气量甚至高达1.42吨/秒, 进气速度有100~120米/秒。鸟类稍微接近飞机发动机 ,就会被吸进去 。

再加上发动机叶片正处于高速旋转中,鸟类撞击发动机 ,就相当于一辆高速行驶的小车撞向围墙的能量 。不仅鸟会粉身碎骨 ,飞机也将因此损坏, 轻则整机迫降 ,重则机毁人亡 。那什么不直接在发动机前加个罩子呢?

实际上 ,设计师也不是没想过这个问题 。但是考虑到 ,飞机发动机的气流实在太大,如果罩子上的孔太稀疏, 鸟依然会被吸入 。如果孔太密集, 又会阻碍气流, 影响发动机的推力及性能,实施起来并不容易 。

而且 ,发动机运转时, 能几米外的人都吸进去,普通材料做成的罩子无法抵挡 ,要是被卷入 ,将造成更大的损坏。

所以 ,在发动机前面加罩子 ,依然设计师面临的难题。其实 ,不止是发动机, 鸟类撞上飞机哪里都同样危险。虽然飞机是个庞然大物, 但也怕鸟啊! 听说鸟怕噪声!有人就提出了, 把飞机发出的噪音转化为声波 。将鸟吓跑的方法 ,大家觉得怎么样?


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航空发动机如果吸入外物,就很容被打伤叶片、造成发动机的故障,所以有人就想了,是不是在发动机前面加上一个罩子,就可以防止外物被打伤了?这个想法既对也不对。

对于大部分固定翼飞机而言,都有发动机防外物打伤的设计,比如说民用飞机发动机前面的那个椎体,实际上这个椎体的形状是经过设计的,尽量把装上来的东西给弹到撞不到叶片的位置;再比如说现在的叶片设计,都是采用宽弦叶片设计,也就是说叶片很厚,而且还会在叶片前侧包裹上钛合金的材料,这样就可以最大可能防止外来物体打伤叶片。

而且在上述措施的保障之下,一般来说,小的物体、速度慢的物体撞到航空发动机叶片式不会引发故障的,这一点,每一种航空发动机都需要进行所谓的“外物打伤实验”来保证航空发动机的安全。下面这个动图就是进行外物打伤实验的慢镜头。

所以说,一般的外物打击对于发动机的运行是没有致命的影响的。这个时候如果安装一个罩子,那么对于发动机效率是有很大影响的,尤其是对于速度较高的飞机,发动机装上罩子之后非常费油,得不偿失。

那么那些质量大、速度快的物体怎么办呢?这些物体发动机就招架不了了呀。这样说固然对,但是反过来想一想,这些质量大、速度快的物体,就是装上了罩子,那一层薄薄的罩子也挡不住——所以装了也白装,还不如不装。

简单说,东西小了,发动机自己扛得住;东西大到发动机扛不住的,罩子也扛不住,再加上罩子本身还会大大降低发动机的效率,那就不如不装。

不过,对于那些飞行速度很慢的飞机,比如说直升机,他们基本上就不存在罩子影响发动机效率的问题了。而且刚刚虽然说了,有些外物打伤发动机扛得住,但是这也只是说那些发动机被击中之后不会当场爆炸而已,损伤该有还是有,该修还是要修,也是要花不少钱的,所以如果不影响效率,那装了罩子比不装好。下面这幅图就是我找到的一张直升机发动机前面的罩子,可以防止发动机吸进异物、打伤叶片。

不知道解释清楚了没有呢?


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实际上许多人都认为发动机前面加个罩子就可以解决发动机被鸟撞的问题了,其实飞机撞鸟不是这么简单。飞机是按照一定速度在大气层内飞行的航空器,为了获得升力,飞机必须保持一定的速度,这样整个飞机就有了动量。

在空中飞行的小鸟实际上非常无辜,原本属于鸟类的天空却被人类的飞行器所占领,而且速度远在鸟类之上。当鸟类撞上飞机时,撞击产生的能量是巨大的,不是因为鸟类飞的快,而是飞机以近乎炮弹的速度去撞了小鸟。从这看鸟类与飞机相撞就等于被一枚炮弹击中,只是炮弹的速度和质量稍微小了一点而已。



如果在发动机前面装个网,在相对速度非常大的情况下可以被轻松击穿,这样这个网就失去意义了,而实际上许多战斗机本身在起降阶段会有一个网在进气道内启用,不过也仅仅是为了仿制其他一些跑道上的杂物而已。


从动能的角度看在发动机前加个网是还是无法避免鸟类撞击损坏发动机的事情。实际上不仅仅发动机会被鸟击,而且机身被鸟撞的更多。


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的确可以在进气口前加个网罩,事实上也有喷气式战斗机这么做了。如苏-27战斗机的进气口内就有一张钛合金制造的可动滤网,在起降时打开遮住进气口,防止发动机吞入异物,在爬升到较高高度后滤网会向下放平,减小进气阻力。



再比如雅克-25截击机的发动机吊舱进气口内安装了一个固定式锥形过滤网罩,开起到相同的作用。



但是这些网罩能防的异物并不包括飞鸟,因为鸟击时的动能过大,并不是薄薄的网罩所能抵御的。根据动能定理,如果一架飞机在起降中与一只0.5千克的飞鸟相撞,假设此时飞机的速度是277公里/小时,那么撞击在极短时间作用在机身上的动能是1500焦耳,如果飞机的速度是461公里/小时,那么撞击动能就增加到4000焦耳。如此强大的动能作用在过滤网罩上只会是直接被穿透,然后飞鸟直击发动机风扇,造成灾难性后果。如果要想网罩不被穿透,恐怕只能动用装甲车上用于防护RPG的格栅装甲了,这对于飞机来说要增加多少重量和阻力啊。



对于抗鸟击来说,这种被动防护手段并不能取得很好的效果,只有科学驱鸟才是正途。


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第一,一旦装上罩子,对空气的阻力太大,严重影响发动机的推力及性能。

现在民航机的发动机推力主要就是靠推动大量空气,产生反向作用力,来推动飞机向前。一旦装上罩子,太稀疏不能很好的防鸟,太密集肯定影响推力。

第二:发动机全功率运转时吸力很大,可以把前方几米外的人都可以吸进去。再简单点说,能产生多大推力,那么吸力也比它小不了太多。一台发动机几吨到几十吨的推力,那么要多结实的罩子才能顶住这么大吸?万一失效,会不会对发动机更危险?

第三:发动机其实是比较结实的,叶片也是,很少有鸟类能把发动机叶片打坏到不能运转。毕竟一个叶片也是几万到几十万,锋利的前缘不但切空气厉害,切肉一样行。普通鸟类打上去就是粉身碎骨。概率很低的事件,装一个罩子值不值得?

第四:其实不止是发动机,鸟类打在其他地方一样危险。糊在驾驶舱玻璃上就会让机长没有视线。如果要装保护罩,那么其实要保护的地方很多。发动机高速运转,几千转每分钟,又是合金材质,其实反而没有保护的必要。

第五:与其保护飞机减少撞击损失,不如想办法减少鸟类撞击。现在机场采取的防鸟措施很多,飞机也有类似的设计。

所以,综上所述,其实发动机装保护罩防鸟是不可行,也没有必要的。


只有相思


不是难度有多大的问题,而是根本不可以。

发动机的原理简单来讲就是气体从进气道进入,经过压气机,然后在经过燃料点燃,获得高温高压气体,排出后,战机获得反方向推力。

所以我们可以用动量定理来对发动机的推力和耗油率进行简单的推导,判断其与飞行高度,速度和发动机转速的关系。

所以说,在发动机面前加个罩罩,如果是漏网的那么强度就是个问题。

如果要全挡住,那么,发动机如何进气呢?
这真是一个稀奇古怪的问题,事实上,飞机撞鸟是小概率事件,要不然,每年因为航展或演习就要掉多少架飞机呢 ?


英雄光


飞机怕鸟不仅是怕进入发动机,而是怕高速碰撞,对于高速碰撞,加罩也不管用,稍微起点作用的是把飞机造型做“滑",使飞鸟难以正碰。所以迎风面积小的机翼被撞概率就低些,


AUTUYT


在发动机前加个罩子,防飞鸟,看似好主意,但做起来难。现代发动机少则产生几吨的推力,大则数十吨的推力。喷气发动机靠吸进大量空气,经燃烧室高温气化产生高强度的喷射流,利用反冲力让飞机飞行。在发动机前安装罩子,强度不够,容易被发动机产生的巨大吸力破坏,危及发动机的安全。其栅栏过疏稀,没有防鸟作用,过紧密,严重影响进气,还容易产生涡流,影响发动机正常工作。其实航空工程技术人员也做过大量的相关试验,均以失败告终,所以放弃了这种作法。


江山64466859


那么多搞航空的人居然想不到加个保护罩子,可见你是多么的聪明,同时也反衬航空业界没有人才,you can you up


快乐民工


首先,发动机撞鸟几率非常小。鸟飞行的高度都比较低。但飞机飞得比较高。飞机只有在起飞或降落时会撞鸟。但飞机场附近都有专门的声纳驱鸟装置。况且一个引擎停机还可以飞行。就算加一个防护罩,也会撞坏。

一旦遇到有候鸟迁徙。肯定要注意航线


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