主要原因是飞机航道上有鸟在飞行。
分析:鸟一般都在低空飞行,因此飞机在起降过程最容易发生鸟撞事故。这也就是为什么绝大多数鸟撞事故都发生在机场和机场附近空域1500米高度以下,全世界民用和军用机场因此都装有驱鸟设备。飞机多数时候在6000米到1万米的高空飞行,这里鸟类稀少,因此撞击事故也少。
绝大多数鸟类都有体形小、质量轻的特征,因而鸟击的破坏主要来自飞行器的速度而非鸟类本身的质量。随着航空技术的发展,人造飞行器的速度不断提高,一些战斗机的速度可以达到十数倍音速,根据动量定理,一只0.45公斤的鸟与时速80公里的飞机相撞,会产生1500牛顿的力,与时速960公里的飞机相撞,会产生21.6万牛顿的力,高速运动使得鸟击的破坏力达到惊人的程度。鸟击对飞行器的破坏与撞击的位置有着密切的关系,导致严重破坏的撞击多集中在导航系统和动力系统两方面。
飞行器的导航系统大多位于前部,包括机载雷达、电子导航设备、通讯设备等,此外驾驶员面前的风挡玻璃对于引导飞机的起降也起到非常重要的作用。由于导航的需要,这些设备的防护罩包括风挡玻璃机械强度大多较其他部位更差,更容易在受到鸟击后损坏,导致飞行器失去导航系统的指引,在起降过程中发生失事事故。
鸟击对飞行器动力系统的破坏造成的后果更为直接。对于螺旋桨飞机,鸟击会导致桨叶变形乃至折断,使得飞机动力下降;对于喷气式飞机,飞鸟常常会被吸入进气口,将涡轮发动机的扇叶变形,或者卡住发动机,使发动机停机乃至起火。对飞行器动力系统的破坏常常是致命的,会直接导致飞机失速坠毁。
除了导航系统和动力系统,鸟击还会对飞行器的其他部件造成破坏,如机翼、尾舵、表面喷漆等,有报道认为,发现号航天飞机在发射时受到鸟击是造成其表面隔热材料脱落的主要原因,但是这些部件的破坏最终导致严重事故的几率不大。
相对冲量
假设鸟的体长为20cm,即0.2m,飞机以500m/s的速度将其撞扁,则用时为 0.2/500=4x10^-4。再由动量定理可得,由此造成的冲击力为: 1x500/4x10^-4=1.25x10^6N。
飞机之所以怕鸟类的原因主要是飞机飞行的速度快,喷气飞机的时速都在800公里以上,旧式的螺旋桨飞机时速也能达到300~400公里,这样的速度即使撞上了一只麻雀,也犹如是撞上了一块坚硬的物体,从而导致飞机的外壳破损引发险情。另一个是现代喷气飞机的发动机运转起来时,就好像一台大型的吸尘机一样把飞机周围的空气往里面吸,万一是有小鸟被吸进了发动机,就有可能撞坏发动机的叶片或是阻塞油管,导致发动机故障甚至停车。所以相比之下,较旧式的螺旋桨飞机反而没有新式的喷气飞机那么怕鸟类。
飞机速度大,导致与鸟撞击时产生很大的冲量