只要飞机与小鸟同时存在,它们就有互相撞上的可能。鸟类撞击对飞机来说是十分危险的,它通常发生在起飞或降落的时候,当然也会让这些出现在错误的时间错误的地点的小鸟惨死。从某种意义上说是人类侵犯了小鸟的地盘。
鸟类与驾驶室和发动机的撞击曾经造成无数次紧急降落和坠毁。近期最严重的事故是2009年3月,美国合众航空公司的一架空客A320撞上了一群鹅,因此,这架飞机只好在哈德逊河上迫降。幸好飞行员技术高超,155位旅客和工作人员无一遇难。
查看更多据概略统计,全球每年大约发生1万次鸟撞飞机事件,国际航空联合会已把鸟害升级为“A”类航空灾难。鸟撞对航空器尤其是发动机的破坏是灾难性的:一只0.45千克重的飞鸟与时速500公里的飞机相撞时,冲击力为8000多公斤,足以使发动机叶片或外罩等严重变形或断裂,造成灾难性后果。因此,航空发动机的抗鸟撞性能一直是设计者追求的目标,现代发动机研制时都要进行鸟撞物理试验,从最初的每只0.8公斤的单鸟撞击到现在的每只3.6公斤的多鸟撞击试验,通常要求发动机在鸟撞后仍保持足够的推力和能够继续飞行约20分钟。对于现代设计来说,由于鸟撞物理试验费用昂贵、周期长、难以提供足够的信息,因而通常都只是验证性的试验,在研究过程中,利用计算机进行有限元仿真模拟的技术得到广泛的采用,并成为主要的研究手段。
鸟撞分析与汽车碰撞分析截然不同。汽车行业使用过多种有限元方法,但鸟撞分析采用的标准方法是基于光滑粒子流体动力学的SPH方法。这项技术可将飞鸟试验样品的动能传递到机身结构,同时让飞鸟样品分解和消散。
鸟儿在蓝天上飞翔。这是自然,无需谁歌唱,无需谁咏叹。然而自从怀特兄弟发明了飞机以后,蓝天不完全属于鸟儿,这些“轰鸣的钢铁飞鸟”直冲云霄,它给蓝天留下游走的烟雾痕迹、噪声和热的污染,还给飞鸟带来了更大的杀身之险。随着航空事业的发展,鸟撞不仅是鸟类的生态学难题,而且成为人与鸟类和谐相处的大事。
数值模拟可以仿真在极端环境下的物体变形,如水冲击、鸟击飞机及钻孔等。 随着CAE软件的发展,模拟极端环境下的变形变得越来越容易,尽管目前处理大型3D问题仍然非常耗时。用CAE软件来仿真模拟广泛应用在水流冲击、鸟击、波浪工程、极端金属成型、爆破、钻孔、耕地等方面。 不同的问题需要用不同的数值模拟方法来处理,如Abaqus软件中提供的耦合欧拉法(coupled Eulerian-Lagrangian)和光滑粒子流体动力学法(SPH)。下面我们就来看几张相关应用的模拟图。