冰雹导致挡风玻璃破裂,南航航班是如何自保的?

2017-10-23

26日,南航CZ3101广州-北京航班在降落时遭遇冰雹,挡风玻璃破裂。据悉,机组按手册程序处置,飞机已安全降落北京首都机场,机上人员平安。

也许大家对于飞鸟撞击飞机的危害性有所耳闻,而冰雹撞击飞机产生的危害也不可小觑,此类事件同样受到各方高度关注。

“来势猛、数量多、强度大是冰雹撞击飞机的特点。”中国飞机强度研究所所长王彬文在接受科技日报记者采访时表示,冰雹撞击一般是小质量体群体撞击,且冰雹自身刚度较鸟体大,相同速度和质量情况下,撞击载荷更高;冰雹撞击的威胁空域更广,在0-10000m高度范围内均可能发生撞击事故。

尽管民用飞机在航线选择上尽量避开气象条件较差、易出现冰雹的区域,但在飞机漫长的服役时间里遇到冰雹袭击在所难免。

“一般而言,迎风面积大的部位最易受损,如风挡玻璃、驾驶舱门窗、机头鼻锥、机翼前缘、发动机进气道、油箱、雷达整流罩等,且各部位受到冰雹撞击后的破坏模式不尽相同。”王彬文告诉科技日报记者,如对于风挡玻璃、驾驶舱门窗等部位,猛烈的冰雹撞击能够在较短时间内使其产生裂纹,极端情况下甚至可击穿玻璃,危及生命安全;对于机头鼻锥处,冰雹撞击可能直接导致机头错位甚至直接断裂脱落。“在同一次冰雹撞击事故中,多种损伤形式很可能集中出现。”

一旦遭遇冰雹,飞机如何自保?

飞机的安全性关乎飞行员以及每一位乘客的生命安全,因此研究人员在设计之初就赋予了飞机抗冰雹撞击的能力,以做最好的准备。王彬文指出,当前民机抗冰雹撞击设计有三种主要思路——防护、缓冲和疏导。

提升自身结构强度一直是飞机抵御外物撞击的首先之策。大量的研究人员在飞机机体材料选型和机体结构设计中,会“绞尽脑汁”地寻求最优配置,以期在保障经济性、可维修性等综合性能的基础上,还具有足够的安全性,其中诸如冰雹撞击情况下的抗冲击性能就是一个关键因素。

如飞机机体易受撞击的部位会选用轻质抗冲击材料,在结构布局设计中会选用耐撞的结构形式,综合以上因素以保障以最小的重量代价获得较优的抗冰雹等离散源撞击的性能。

冰雹撞击是一个瞬时冲击的过程,撞击时间短、能量大,因此除了“硬扛”,能量缓冲也很重要,如在雷达整流罩和机翼前缘等部位选用具有夹芯结构或蜂窝状结构的吸能材料,能够对撞击起到吸能和缓冲的作用,在一定意义上降低冲击载荷,相当于给飞机装上了一条“保险杠”。

然而,遇到冰雹撞击,单纯的依靠飞机机体结构自身变形或破坏来吸收撞击能量,未必是最优之策,俗话说,“堵不如疏”,就有学者提出了能量疏导的方式。如在飞机平尾前缘蒙皮下方布置一种三角结构,当平尾遭到撞击时,三角结构可以“切开”撞击物,将撞击动能分流导出,使其能量疏散,减轻飞机结构受到的能量冲击。

可以看出,研究人员为使飞机能够安全应对抗“雹击”的“小概率”事件可谓是煞费苦心,使出了浑身解数。“保障民机运营安全是航空运输的生命线,我们通过研究获得的数据正是支撑飞机进行改进设计,保障飞机使用安全的重要途径。”王彬文说。



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