飞机撞鸟有新突破 中国学者以大禹治水为灵感改善机身结构
鸟撞飞机一向是威胁航空安全的重要因素之一,自1988年以来,由于鸟击引起的坠机事故已经造成219人死亡。而近日,这一世界性难题得到重大突破。西北工业大学李玉龙教授团队经过数年钻研,新近提出一种新的设计理念,获得抗鸟撞研究领域的创新性重大突破。 而治理河道的大禹成为李教授的灵感源泉。大禹治水采用“疏胜于堵”的方法,而李教授团队想到通过改善机身结构的办法来应对鸟撞,而不是单纯改变强度和材料。李教授解释道:“鸟作为一个软体,在高速撞击的过程中,表现出的是一个液态的状态,就像水打在一块板子上一样,既然是这样的流体,那么我们就可以把它疏导得更合理。” 以尾翼为例,这里最需要保护的是主梁,因其背后附有重要的器件设备。李教授和团队在尾翼内置了一块三角形的蒙皮,用与活鸟同等质量的硅胶模块,以644km/h的速度进行冲击试验。当尾翼受到撞击,蒙皮变形成像刀片一样的利器,将冲击物飞开,从而分散冲击产生的动能,保证机身完好。而“难就难在,现有的研究很难考虑到这个角度。”李教授表示,另一个难点,在于增加结构的同时,却不能改变机翼的原本重量,不然整个机身的气体动力学结构都会改变。这就需要在减少机翼其他部分重量的同时,提升强度。
从理论到实现应用,需要一系列的实验验证。实验不仅可以验证理论,同时很多的实验数据也可以进一步修正和丰富理论。李教授说,很多时候,实验下来的结果和理论预想存在很大的偏差,看似简单的原理背后,却是整个团队夜以继日、连续多年的摸索——速度、结构上任何一处细微的变化,导致的结果将大相径庭。团队曾经一连提出几种构型,都存在一定的问题。 为了进一步加快研发效率与实验成功率,团队采用“仿真实验”与“现实实验”相结合的方式。经过多年反复验证,李教授团队夜以继日的努力终于得出回报,仿真实验的结果终于与真实实验几乎完全吻合!进一步验证了李教授所提出理念的可行性与有效性。 李教授团队继而投入大量的精力在试验和实践中,研发出了一套针对“鸟撞”发动机的实验设备。在与国内航空相关单位的合作中,团队研发出的抗鸟撞地面实验设备——抗鸟撞空气炮,适航精度能达到1.5%~2%(一般水平在3%),保证了炮弹发射精度准确。目前,空气炮已被国内很多航空实验室采用。 李教授团队成功解决了这一世界性难题,相信在不久的将来鸟撞飞机制造的惨剧将不再发生。(来源:搜狐新闻) |