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1 # CC婭茜
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2 # 南柯
戰鬥機很多都有你說的這種“防護網”,也就是個“鐵絲網”,蘇-27戰鬥機的“防護網”在進氣道內側貼近上壁的地方,平時收著,到了起飛或者降落的時候才打開。
也有很多戰鬥機呢選擇不使用“防護網” ,主要原因有以下兩點:
1、首先得考慮濾網的大小。太大擋不住異物,太小的話,使用過程中會產生阻力,還有濾網使用過程中會堵塞,進氣不暢。濾網本身也有可能出現脫落,有一定安全隱患。濾網在空中複雜工況下可能會引起進氣畸變,導致喘振。
2、鳥擊破壞非常大,一般的濾網擋不住。濾網該選用何種材料,寬度、厚度、強度,還要保證發動機進氣量。用了過濾網,進入鳥之後,就算鳥沒有被過濾網打壞,強大的風流量也會把鳥在濾網上分割,分割後的鳥屍又會對發動機造成多點傷害,得不償失。就算沒有將鳥屍分割,鳥屍就會堵塞進氣道,影響進氣量。
上圖中的飛機,是世界上第一代噴氣式飛機中最著名的一種——二戰時期德國梅塞施密特的Me-262雙發噴氣式戰鬥機。在Me-262的機翼下,掛著一對Jumo-004型軸流式渦輪噴氣發動機。這種70多年前的發動機是現代渦輪噴氣發動機的直系祖先,這種發動機曾經在進氣口加裝過防護罩。在後來的日子裡,人們對噴氣式飛機的構型進行了大量的嘗試,今天的飛機已經跟Me-262很不一樣了。然而當今大多數的渦輪發動機拆開來看,跟Jumo-004的結構沒有什麼大的變化,而Jumo-004最大的空氣流量大約是每秒20千克。
當今在役裝配在美國F-35戰鬥機上的普惠的F-135渦輪風扇發動機,它的個頭比Jumo-004大一點,重量是老祖先的兩倍多一點。F-135的空氣流量差不多每秒200千克。
如此大的空氣流量要想讓濾網不被吸進去都不容易,更何況還要攔截外界異物。噴氣式飛機經常飛行的區域經常會造成機體結冰,進氣道保護罩這樣的結構是最容易產生積冰了,堵住進氣道不說,如果碎冰被吸進發動機就更麻煩了,如果再增加防止結冰或者除冰的措施又要增加額外的複雜性,重量、成本、可靠性。
反過來,鳥進入發動機雖然不罕見,但是一次破壞飛機上所有發動機的嚴重空難屈指可數。提高發動機的可靠性,保證飛機一個發動機損壞的情況下還能安全飛行,這些舉措更有意義,畢竟發動機損壞也不只有吸入異物這一種可能。
說穿了,歷史上科學家是考慮過加裝防護過濾網的,而不加防護過濾網是衡量利弊選擇的結果。
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3 # 兵工科技
圖注:MiG-29為防鳥撞,在進氣口使用了格柵
你說的這個點子,別說世界上真的有國家已經採用過,這個國家就是俄羅斯/蘇聯。蘇聯在研製第三代戰鬥機蘇-27和米格-29發動機的時候,選擇採用了特別不經鳥撞的窄弦風扇葉片,窄弦風扇葉片特別細,以蘇-27使用的AL-31F發動機為例,其與米格-21使用的R11F發動機相比,葉片寬度幾乎減少了一半,但因此造成了葉片結構強度的嚴重下降,發動機防鳥撞能力極差。當飛鳥撞擊高速旋轉的風扇葉片時,常常打壞葉片,造成發動機空中停車或起火燃燒,多次釀成嚴重飛行事故。如2006年,一架俄羅斯空軍的米格-29戰鬥機在起飛時,發動機吸入飛鳥,導致發動機起火燃燒,後飛機不幸墜毀。
為了解決這一難題,蘇-27和米格-29在飛機的進氣口安裝了防護罩,在起降時使用,以防止飛鳥吸入。因為戰鬥機遇到鳥撞80%以上都是在起降時,因為此時戰鬥機處於中低空,這裡是鳥活動的密集活躍地區。
但防護罩畢竟影響進氣量,雖然米格-29背部還有兩個輔助進氣門,但仍然不夠用。這就相當於人在跑步的時候,本來需要大口大口呼吸新鮮空氣,卻不得不罩上一個“防霾口罩”一樣,非常影響呼吸,非常不方便。長期使用,甚至會嚴重損害發動機效能。
圖注:在鳥撞擊中嚴重受損的發動機葉片
從根本上來講,只有改變不適應防鳥撞需求的葉片結構,透過各種辦法加強發動機的進氣風扇葉片強度,同時提高防鳥撞能力,這才是治本之策。所以目前所有的發動機要定型裝備,都要過鳥撞試驗這一關,如果不能承受住相應標準的鳥撞衝擊,發動機甚至無法定型服役。
此外,在機場加強驅鳥防鳥措施等,也是防鳥撞的常用辦法。
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4 # DS影片
的確有戰鬥機安裝有複雜的進氣口防護裝置,不過這都是在起降中防止發動機吸入異物的,與防鳥撞完全沒有關係。
例如由於要在條件惡劣的前線機場起降,米格-29裝備了前起落架擋泥板和進氣口堵蓋,這個堵蓋在發動機啟動後能自動關閉,發動機進氣全從兩側翼根邊條上的柵格進入進氣道。起飛後速度達到200公里/小時後堵蓋自動開啟。
蘇-27也有類似的設計,但不是堵蓋而是進氣口防異物網。這個濾網使用鈦合金製造,平時平放在進氣口底部的輔助進氣門上方,起降時與起落架聯動抬起蓋住進氣口,防止異物進入發動機。
為什麼這個網或者堵蓋不能用於防鳥擊呢?
原因是鳥擊時的動能太大,根本防不住。根據動量定理,一隻0.45千克的飛鳥與時速960公里的飛機相撞時,會產生21.6萬牛頓的衝擊力,威力相當於一枚炮彈,能破壞飛機的主要結構,造成致命後果。
即使在低空低速下的鳥擊也具有極大動能,例如戰鬥機在起降階段以300公里/小時的速度撞上已知一千克的飛鳥,撞擊部位受到的壓強大約是5兆帕,無論是堵蓋還是防護網都承受不住這種衝擊,發動機吸鳥是必然。除非在飛機上安裝裝甲。
因此最佳的避免鳥擊事故的手段不是防,而是驅,科學有效的驅鳥是保證飛機和飛鳥安全的最佳手段。
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5 # 楠竹一
即使在技術發達的現代,噴氣式飛機的發動機也是無比精密而脆弱的,如果吸入異物則很可能導致其“罷工”。如果這種情況發生在萬米高空之中就會十分危險,而自古藍天就是鳥兒自由翱翔的天下——這就造成了一個為難飛行員與設計師數十年的問題:如何避免飛機撞鳥?飛機撞鳥怎麼辦?
在現代,飛機撞鳥仍然是一個足以讓飛機放棄原定任務緊急降落的重大險境,本來用於加壓氣體的發動機揉入了鳥兒的肉質,骨骼和羽毛之後會堵塞渦輪,造成不能正常的吸入空氣,渦輪軸被卡住的災難性後果。
而二戰時期的德國空軍也同樣遇到了這個問題:與螺旋槳飛機不同,噴氣機撞到飛鳥可是要命的下場,德意志帝國的勇士不是死在與敵人的搏鬥中而因為小小的鳥兒喪命是絕對令他們無法接受的,於是德國工程師開始設計解決這個問題。他們的設想和我們今天不謀而合:既然發動機怕撞鳥,那在發動機前面加個防護網之類的不就可以了嗎?但是等到實際驗證起來他們發現:沒這麼簡單。
原來,裝個防護網可不是簡單的問題,防護網之間的空隙大了沒有防護效果,小了又影響發動機進氣效率;並且防護網能攔住的異物一般都不會對發動機造成致命的影響,而質量大而又高速的異物即使是金屬的防護網也攔不住,會導致異物砸穿防護網,而脫落的防護網碎片被吸入發動機之後又會對發動機雪上加霜。
於是,噴氣式飛機發動機進氣口加裝防護網被看做是不現實的,即使到了現代,噴氣式飛機也一般採取機場驅趕鳥類,提前避開鳥群的方式來防止撞鳥事故的發生。
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6 # 大好河山153770896
飛機撞鳥機率很小。再一個裝網會增加空氣進入發動機的阻力和流量,影響發動機的效能,還會增加飛機重量,得不償失。
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7 # 天亮了耶
因為完全沒必要。
在飛機高速飛行時,空氣中的鳥兒相對於飛機來說就如同一顆子彈一樣擁有很大的動能,當鳥兒被飛機氣流捲入時,就會嚴重破壞發動機併產生爆炸。
造成這種情況的根源在於飛行中具有的動能過大,而不是因為鳥兒堵塞發動機進氣口。所以即使加一層網也不會起到實質性的保護作用。
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8 # 禾下乘涼吧
其實,前蘇聯還真幹過這事。早年蘇聯在研製蘇-27和米格-29發動機的時候,選擇在飛機發動機的進氣口用鐵絲安裝了一個防護罩。但是我們現在看到的蘇-27和米格-29在起降過程中,並沒有看到類似的防護罩,那到底是為什麼不用呢?
一是降低了發動機效能。因為防護罩畢竟影響進氣量,雖然米格-29背部還有兩個輔助進氣門,但仍然不夠用。這就相當於人在跑步的時候,本來需要大口大口呼吸新鮮空氣,卻不得不罩上一個“防霾口罩”一樣,非常影響呼吸,非常不方便。長期使用,甚至會嚴重損害發動機效能。也就是說如果加個網,會嚴重影響進氣效率,進而降低發動機推力。渦扇發動機對空氣流量需求很大,比如AL-31FN渦扇發動機,空氣流量是118kg/s。也就是說每秒要吸入90-100立方米的空氣!在如此高速巨量的氣流中,護柵(網是承受不住鳥撞的,格柵才行)導致的阻力和進氣損失就相當可觀了。對於追求推重比的戰機而言,損失推力意味著失敗死亡。上面提到的米格-29系列進氣道加裝了格柵,為了彌補進氣損失,又在機身上設定輔助進氣門,才能有足夠推力起飛,但輔助進氣門在格鬥機動中是無效的。
二是從根本上來講,只有改變不適應防鳥撞需求的葉片結構,透過各種辦法加強發動機的進氣風扇葉片強度,同時提高防鳥撞能力,這才是治本之策。對於最新民用大涵道比渦扇發動機而言,採用新材料和寬弦葉片,本身的抗鳥撞能力已經頗為出色,更不需要格柵保護了。同時目前所有的發動機要定型裝備,都要過鳥撞試驗這一關,如果不能承受住相應標準的鳥撞衝擊,發動機甚至無法定型服役。
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9 # 英雄光
你這個想法很有意思,飛機發動機不讓鳥類撞擊就可以減少很多事故,那麼怎樣讓鳥撞不到發動機呢?前面加個網就好。
這個想法的初衷是好的,但其實你沒有搞清楚發動機的工作原理和鳥類導致發動機停止工作的原理。
我們知道現在的飛機發動機一般是以渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機為主的,也就是渦噴和渦扇。
這類發動機的原理簡單來講就是氣體從進氣道進入,經過壓氣機壓縮,然後再經過燃料點燃,獲得高溫高壓氣體,排出後,戰機獲得反方向推力。
所以我們可以用動量定理來對發動機的推力和耗油率進行簡單的推導,判斷其與飛行高度,速度和發動機轉速的關係。
這是渦輪噴氣發動機的理想情況下的推力公式,就是動量定理公式,其實渦輪風扇發動機也一樣,只不過是分一個外涵道和內涵道
其次,鳥類撞擊發動機引起事故的原因有兩點:1. 直接的撞擊造成的損壞 2. 撞擊後鳥類屍體碎片進行的第二次損壞。
在進氣口前面加個網,理想情況下只能防止第一次碰撞造成的損壞,其後鳥類屍體碎片是一定會透過網孔進入發動機內部的,這是不可能避免的,只是多少的問題。
要想避免這個問題,只能把網換成罩子,換成罩子的話就是我剛開始說的發動機就無法進氣了,這和發動機的使用原理在一開始就相悖了。
而且,不論是網還是罩子都需要考慮的問題是材料的強度。學過動量定理的人應該都有一些印象,如果以飛機為參照系的話,那麼飛機和迎面而來的鳥的相對速度的差距是巨大的。
所以儘管鳥的質量非常小,但其相對於飛機有巨大的動量,而且撞擊的時間是非常短暫的,這些動量在相撞的瞬間會釋放出非常大的衝擊力。
這就是飛機撞鳥的後果
所以先不談鳥類撞擊發動機的第二次傷害,我們重新看一下,在對進氣效率影響較小的前提下,發動機前面的網真的能夠防禦鳥類的撞擊嗎?我覺得可能不行。
如果將網加厚加重以增強其的防禦力,那對於飛機本身又是很大的額外負擔,而且也會極大地影響進氣效率。
而且鳥類撞擊的位置不止發動機,上圖就是很明顯的例子,如果撞擊位置再往上一點,那麼駕駛艙內部的駕駛人員怕是有性命危險。難道在駕駛艙前也加個網嗎?顯然是不可能的。
不管從哪個角度來看,發動機前面加網以防止鳥類撞擊的構思是很不錯的,但是實際實行結果上起到的作用有限,而且為了加網所付出的代價也更高。這就是進氣道不加網防止鳥類撞擊的理由。
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10 # 刀v鋒
防護罩畢竟會影響進氣量,這就相當於人在跑步的時候,本來需要大口大口呼吸新鮮空氣,卻不得不罩上一個“防霾口罩”一樣,非常影響呼吸,非常不方便。長期使用,甚至會嚴重損害發動機效能。
所以大多機場配備多功能的驅鳥車,車上“揹負”著兩個炮筒,一長一短。長管炮叫“煤氣炮”,它可以發出巨大聲響來“警告”周邊鳥類;短管炮叫“子彈炮”,它裡面需要填充彈藥,專門用來對付攻擊性強的大型鳥類。另外,驅鳥車上還有一種特殊的“聲音炮”,車上安裝著驅鳥訊號發生器,操作人員根據不同的鳥可選擇其懼怕的聲音。無論什麼“炮”,其實都是“空響炮”,對鳥類只有震懾力而沒有殺傷力,符合生態的要求。
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蘇27系列,F117是有網罩的,其中蘇27系列網罩是鈦合金可收放式,在離陸時收起,著陸時放下,能夠防止滑跑過程中鳥撞,但離陸就收起來了!
如果做的強度夠了就沒有足夠的面積共進氣道進氣了,所以沒有辦法安裝。一旦有鳥被吸住,還是會影響引擎工作,防護罩的孔小了,影響吸氣量,引擎進氧量不足,大了不起作用,還是會有鳥進去。網罩會影響進氣效率,從而降低推力,如果要能抗擊鳥撞,強度要相當大。動量守恆應該知道吧,動量與速度的平方成正比,速度大沖擊能量相當大。這就要求網罩做的相當結實,必然要做的很粗才行。而且,對於民航飛機來講,多半是在平流層,幾乎沒有鳥。主要是在起飛和降落階段,以及遇到氣流躲避問題。
民航機進氣道呈圓形,且涵道短,不利於安裝可收放網罩,而且發動機在出廠前己做過鳥撞試驗,能夠抗擊一定鳥撞,再花大價錢研製網罩,犧牲發動機推力並不經濟!