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劉建平 鄭真 張阿嬌 中國青年報•中青在線記者 孫海華《中國青年報》（2016年04月26日11版）

“鳥撞”目前是世界性難題。西北工業大學供圖

針對“飛機撞鳥”的世界性難題，西北工業大學李玉龍教授團隊經過數年鑽研，新近提出一種新的設計理念
，獲得抗鳥撞研究領域的創新性重大突破。

2015年12月17日ri

，我wo國guo海hai軍jun東dong海hai艦jian隊dui一yi架jia飛fei機ji在zai訓xun練lian中zhong發fa生sheng飛fei行xing事shi故gu
，飛fei機ji墜zhui毀hui，機ji組zu人ren員yuan及ji時shi跳tiao傘san，事shi故gu未wei造zao成cheng人ren員yuan傷shang亡wang。消xiao息xi發fa布bu後hou受shou到dao社she會hui各ge方fang關guan注zhu。

經調查
，事故真相披露：戰機墜落是因為在空中意外遭受鳥撞。在此次事件中，失事發動機進氣道內壁存在一條長約80厘米
，寬約10厘米的噴射狀血跡
，並在內部葉片上發現多處軟組織殘留痕跡。

經鑒定，判定為發動機葉片損壞為鳥撞所致，所撞擊的是一隻體重在1～1.3千克左右的成年綠頭鴨。

“鳥撞”是世界性難題

為什麼一隻重量至多幾公斤、飛行速度相對緩慢的小鳥，會對比它龐大得多的飛機造成如此大的傷害？

我們所說的“鳥撞飛機”，實際上是“飛機撞鳥”，問題的根源就在於飛行器運行中的高速，而不是鳥類本身的質量。

根據動量定理，一隻0.45公斤的鳥與時速800公裏的飛機相撞，會產生153公斤的衝擊力；一隻7公斤的大鳥撞在時速960公裏的飛機上，衝擊力將達到144噸。

高速運動使鳥的破壞力達到驚人的程度，一隻麻雀就足以撞毀降落時的飛機發動機。而鳥類的生物特性，決定了它以距離而非速度作為“是否飛走”的判斷基準，但飛機的高速度讓它還來不及反應
，就變成了“凶手”和犧牲者。

“鳥撞”目前是世界性難題。根據國際航空協會統計，1912年以來，鳥撞至少導致63架民用航空器失事
；軍用飛行器速度快
，鳥撞危害更為嚴重，1950年以來文獻記載的嚴重事故超過353起，至少165人遇難。1992～2008年
，我國軍用飛機因鳥撞造成20起嚴重的飛行事故、58起飛行事故征候和210起飛行問題，導致18架飛機墜毀、12名飛行員犧牲。

一次又一次機毀人亡的空難用“慘烈”“血淋淋”的事實警示我們，飛機防鳥撞必須要列入人類科學研究的重大課題了。

麵對頻發的鳥撞飛機事故，目前普遍采用的解決辦法是驅鳥，常用的有空氣炮、錄音驅鳥、獵殺、豢養猛禽、仿生航模驅鳥等。雖然主動驅鳥在很大程度上減少了鳥撞飛機事故的發生
，但百密一疏，仍不能從根本上解決問題。

除了驅鳥，第二種方法就是對飛機本身進行“抗鳥撞”設計。

在抗鳥撞飛機設計上，國際上通常采用兩種理念。一種是“以硬碰硬”
，tongguogaishanfeijicailiao，yitishengqiangdulaiyingduiniaozhuangchanshengdejudachongjili。danzhezhongzuofaduicailiaodeyaoqiuhengao，jiyaozhongliangqingyouyaoqiangdugao

，huishoudaocailiaojishujichengbendexianzhi。

二(er)是(shi)采(cai)用(yong)吸(xi)能(neng)材(cai)料(liao)。如(ru)同(tong)海(hai)綿(mian)吸(xi)水(shui)，機(ji)體(ti)材(cai)料(liao)會(hui)吸(xi)附(fu)衝(chong)擊(ji)力(li)，保(bao)證(zheng)飛(fei)機(ji)結(jie)構(gou)不(bu)受(shou)損(sun)失(shi)。這(zhe)種(zhong)做(zuo)法(fa)目(mu)前(qian)在(zai)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)
，但(dan)對(dui)於(yu)飛(fei)機(ji)上(shang)應(ying)用(yong)的(de)研(yan)發(fa)和(he)普(pu)及(ji)程(cheng)度(du)而(er)言(yan)，也(ye)是(shi)件(jian)難(nan)事(shi)。

“鳥撞”原理來源於大禹“疏勝於堵”

針對這一世界性難題
，西北工業大學李玉龍教授團隊創新性地提出了一種新的設計理念。其理念的核心就是“以疏導能量代替對抗能量”
，“就像大禹治水，‘堵’是下下策，‘疏導’才是良方。”李玉龍教授形象地說。

事實上，正是從大禹“疏勝於堵”的理念獲得啟發，團隊想到通過改善機身結構的辦法來應對鳥撞，而不是單純改變強度和材料。

李教授是這麼解釋的：“鳥niao作zuo為wei一yi個ge軟ruan體ti，在zai高gao速su撞zhuang擊ji的de過guo程cheng中zhong，表biao現xian出chu的de是shi一yi個ge液ye態tai的de狀zhuang態tai，就jiu像xiang水shui打da在zai一yi塊kuai板ban子zi上shang一yi樣yang，既ji然ran是shi這zhe樣yang的de流liu體ti，那na麼me我wo們men就jiu可ke以yi把ba它ta疏shu導dao得de更geng合he理li。”

yiweiyiweili
，zhelizuixuyaobaohudeshizhuliang，yinqibeihoufuyouzhongyaodeqijianshebei。lijiaoshouhetuanduizaiweiyineizhileyikuaisanjiaoxingdemengpi，yongyuhuoniaotongdengzhiliangdeguijiaomokuai，yi644km/h的速度進行衝擊試驗。當尾翼受到撞擊，蒙皮變形成像刀片一樣的利器，將衝擊物飛開
，從而分散衝擊產生的動能
，保證機身完好。

“難就難在
，現有的研究很難考慮到這個角度。”lijiaoshoubiaoshi
，lingyigenandian，zaiyuzengjiajiegoudetongshi，quebunenggaibianjiyideyuanbenzhongliang

，buranzhenggejishendeqitidonglixuejiegoudouhuigaibian。zhejiuxuyaozaijianshaojiyiqitabufenzhongliangdetongshi，tishengqiangdu。

從(cong)理(li)論(lun)到(dao)實(shi)現(xian)應(ying)用(yong)，需(xu)要(yao)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)實(shi)驗(yan)驗(yan)證(zheng)。實(shi)驗(yan)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)驗(yan)證(zheng)理(li)論(lun)，同(tong)時(shi)很(hen)多(duo)的(de)實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)也(ye)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)修(xiu)正(zheng)和(he)豐(feng)富(fu)理(li)論(lun)。李(li)教(jiao)授(shou)說(shuo)，很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)，實(shi)驗(yan)下(xia)來(lai)的(de)結(jie)果(guo)和(he)理(li)論(lun)預(yu)想(xiang)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)的(de)偏(pian)差(cha)，看(kan)似(si)簡(jian)單(dan)的(de)原(yuan)理(li)背(bei)後(hou)，卻(que)是(shi)整(zheng)個(ge)團(tuan)隊(dui)夜(ye)以(yi)繼(ji)日(ri)
、連續多年的摸索——速度、結構上任何一處細微的變化，導致的結果將大相徑庭。團隊曾經一連提出幾種構型，都存在一定的問題。

為了進一步加快研發效率與實驗成功率
，團隊采用“仿真實驗”與“現實實驗”相結合的方式。經過多年反複驗證，團隊仿真實驗的結果終於與真實實驗幾乎完全吻合！進一步驗證了李教授所提出理念的可行性與有效性。

2015年夏天，李教授團隊研發的“加強結構”已經通過了美國專利認證，今年就要拿到法國專利。而且
，這項技術已經應用到了很多軍用、民用的飛機上，也取得非常好的效果
，其中就包括我國的大飛機C919。

據李教授介紹，事實上，“鳥撞”的研究領域並不限於飛機上
，日常交通工具如高鐵
、汽車在高速運行的環境下，如何防範飛鳥、高處的落石等都是該領域的研究內容。

“鳥撞”實驗係統已得到應用

除了機翼，飛機上另一個最易受鳥撞擊的“重災區”就是飛機發動機
，30%～40%的鳥撞事故發生在發動機上。

針對發動機結構

，十幾年來
，李教授團隊投入大量的精力在試驗和實踐中，研發出了一套針對“鳥撞”發動機的實驗設備，目前已經得到了良好的應用。

在與國內航空相關單位的合作中，團隊研發出的抗鳥撞地麵實驗設備——抗鳥撞空氣炮
，適航精度能達到1.5%～2%（一般水平在3%）
，保證了炮彈發射精度準確。目前，空氣炮已被國內很多航空實驗室采用。

不bu論lun抗kang鳥niao撞zhuang結jie構gou，還hai是shi炮pao彈dan，都dou需xu要yao依yi靠kao嚴yan密mi的de測ce試shi方fang法fa和he設she備bei，及ji大da量liang實shi驗yan數shu據ju。靜jing態tai實shi驗yan相xiang對dui容rong易yi，但dan在zai衝chong擊ji狀zhuang態tai下xia，材cai料liao的de結jie構gou屬shu性xing，如ru屈qu服fu應ying力li
、流動應力

、破po壞huai應ying力li等deng因yin素su均jun會hui發fa生sheng極ji大da的de變bian化hua。如ru何he做zuo材cai料liao動dong態tai力li學xue性xing能neng測ce試shi

，才cai是shi解jie決jue抗kang鳥niao撞zhuang問wen題ti的de關guan鍵jian因yin素su。這zhe也ye正zheng是shi李li玉yu龍long團tuan隊dui的de另ling一yi張zhang王wang牌pai：高變形速率
、高溫環境下的力學性能測試。目前

，相關設備已出口美國
、澳大利亞等國家。

據悉，“加強結構”已經在ARJ21-700飛機上進行了驗證

，目前尚處於適航要求的仿真實驗階段。一旦成功，將會為機身減去10.5kg的重量。

記者采訪結束時獲悉：團隊的下一步目標，是將機翼的抗衝擊力提高到1.8kg，尾翼則要提高到3.6kg，這意味著，對抗鳥撞的條件要求更高
、更嚴格。

本報西安4月25日電

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