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发动机科普知识（26）：发动机吞鸟试验

发布时间：2015-10-26
发动机科普知识（26）：发动机吞鸟试验

    随着飞机飞行速度的提高，鸟撞飞机事件不断增多。据美国空军统计，自1956-1973年发动机鸟撞112次。严重的鸟撞事故会引起飞机失事，例如1975年一架DC-10民航机在纽约起飞失事，就是与一群重约1.82公斤的鸟相撞，使CF6发动机全部风扇叶片损坏，并与环氧树脂屏板摩擦导致失火爆炸。加拿大空军因鸟撞事件损失了10架CF-104飞机。撞入发动机的鸟类范围很广，按重量分类，一般分为大鸟（2公斤以上）、中鸟（1公斤左右）、小鸟（50？100克）三类。为避免鸟撞发动机造成影响飞机飞行安全的事件，航空发动机在设计中均采用了一系列抵抗鸟撞造成机件严重损伤的措施。为验证所采取的措施是否可行，在发动机研制中，一定要进行鸟撞试验。试验中，中、小鸟群撞入不应破坏发动机的结构完整性，也不应停车，但会引起短暂的（1-2秒）推力下降或压气机不稳定，大鸟撞入发动机应能安全停车且不发生危及飞机安全的发动机故障。
    在吞鸟试验中，被发动机吸入的鸟必须是真实的禽类。试验的鸟由压缩空气炮按一定速度、一定的位置射向工作中的发动机。由于现代喷气客机的巡航高度一般在8000米以上，很少有鸟类能飞到如此高的空中，因此发动机吞鸟事故一般发生在中低空，尤其在机场附近，即飞机的起飞和降落过程中。由于在起飞过程中飞机的迎角很大，速度不快，高度不高，需要发动机处于最大推力状态才能保持稳定飞行姿态，此时一旦因为鸟撞造成发动机的推力下降，哪怕只有十几秒，都会造成严重的后果。因此，鸟撞试验时发动机一般应处于最大推力状态，以模拟起飞的情况，并需要用不同大小的鸟类，在不同的径向位置射入，从接近发动机轴线的中心位置一直到接近发动机机匣的外部位置，以模拟实际鸟撞情况。试验时，除用高速摄影机记录下撞击过程外，还需记录整个试验过程中的发动机参数变化情况，并在试验后分解发动机，分析鸟撞的后果和各部件（尤其是风扇叶片）的结构变形情况，为评估发动机的结构完整性和改进设计提供依据。