無人機 vs. 飛鳥：誰對飛機造成的危害更大？

今年1月份的一份研究中，Exponent公司調(diào)查了大約1到2公斤重的小型無人機和客機相撞時，可能對客機造成的威脅。該研究主要根據(jù)鳥類或者類似重量的物體對客機造成的各種損害來進行的。

但有人認為，它忽略了無人機和鳥類之間的差異，即無人機由許多金屬部件和鋰離子電池構(gòu)成，將更具有破壞性。這似乎是個合理的評論，飛機外物損傷專家George Morse也有自己的看法。

Morse的失敗分析服務(wù)技術(shù)（Failure Analysis Service Technology）公司專門從事航空事故分析，尤其是外物損傷。Morse自己做了4000多起關(guān)于引擎的調(diào)查，大多數(shù)是由于吸入螺母、螺絲或者其他跑道碎屑而不是鳥類碰撞引起的事故。所以關(guān)于客機與一架輕小型無人機碰撞會產(chǎn)生什么樣的后果，他比任何人都可以更好地回答。

兩種碰撞

Morse強調(diào)有兩種截然不同的威脅，這取決于該物體是擊中機身還是進入噴氣式客機的渦輪發(fā)動機。

與機身碰撞的危險程度取決于兩個物體的相對速度，因為碰撞時動能的釋放與速度的平方成正比。但是對于渦輪增壓發(fā)動機，就是一種完全不同的情形。在這種情況下，碰撞物體的相對速度不那么重要，發(fā)動機的運行功率是關(guān)鍵，因為它控制風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動的速度，這反過來又控制著刀片擊中吸入對象的速度。

無人機同鳥類差不多？

為了證明不同大小功率帶來的差異，Morse提及了2001年從波特蘭國際機場起飛的MD11客機發(fā)生的事情：一個引擎吸入一只銀鷗導(dǎo)致起飛中止。這種鳥只有約1公斤重，但是發(fā)動機在全功率運行，銀歐的進入導(dǎo)致風(fēng)扇葉片斷裂，“像開罐頭一樣切斷了引擎罩”。另一方面，Morse說道，一架飛機在奧蘭多降落時，引擎吸入了一只70盎司（2公斤）的鳥，但是該飛機只受到了輕微的損害，因為它的發(fā)動機是在低功率運轉(zhuǎn)的。

如果一架非常小的無人機進入渦輪發(fā)動機，Morse解釋說，它可能會在風(fēng)扇葉片之間滑動并產(chǎn)生極小的危害。但是我們正在討論的幾十厘米寬的典型無人機，很有可能會導(dǎo)致不一樣的后果，在這種情況下，它會更像一起鳥類撞擊事故。

無人機會撞擊風(fēng)扇葉片的前緣并破裂成小碎片。在Morse看來，風(fēng)扇葉片本身并不容易破裂。Morse說：“在高功率下，它很有可能會毀滅發(fā)動機，但是也不一定，它們可能會繼續(xù)運行，這絕對是令人驚奇的。”

從某種意義上說，鳥類似乎比小型無人機更具威脅性，因為無人機并不成群飛行，因此基本沒有在一次事件中導(dǎo)致多個引擎癱瘓的機會。

但是小型無人機所攜帶的鋰離子電池呢？它們是否足夠成為渦輪發(fā)動機真正的問題呢？關(guān)于電池是否會爆炸，Morse 說：“發(fā)動機可能會把它燒掉。”

總之，這位專家對于1至2公斤的無人機撞擊渦輪發(fā)動機所造成的后果，表現(xiàn)出奇的平靜。也許這就是在看過無數(shù)由留在跑道中的碎片，或者飛行中破裂的飛機零件造成的引擎損害后的心態(tài)。不過Morse強調(diào)，發(fā)動機吸入任何異物后，檢查和維修的成本是相當(dāng)大的，即使事故沒有對人的生命安全造成威脅。

“我更關(guān)心擊中擋風(fēng)玻璃。”Morse說，這種危險程度相當(dāng)可觀，取決于碰撞物體的速度和質(zhì)量，而不是其組成。

所以，Exponent公司關(guān)于一般尺寸的無人機帶來的危害分析，還是很合理的。至于危害程度到底如何，恐怕只有真發(fā)生這種事了才知道，當(dāng)然，我們都期望不會發(fā)生。

via ieee

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。