不再怕鳥撞？美航空巨頭用鈦碳合金打造新航空發動機

美國《航空周刊》2016年10月7日文章指出，根據美國聯邦航空管理局的國家野生動物撞擊資料庫，1990年1月1日到2015年12月31日之間，共有177269起野生動物撞擊民用航空器的報告。時間最近的一項對比是，2015年共發生了13162此類事件（鳥類撞擊佔了97%），而2009年（該機構首次向外界公布數據）只有9540起。

從全球範圍來看，2011年到2014年，國際民航組織(ICAO)報告了65139起撞鳥事件，發生此類事件的機場中美國佔據了前十位。ICAO的一位發言人指出，該機構每年會收到約1萬份的撞擊報告。隨著現代化電子報告系統的發展，預計這一數字還會持續增長。

引擎是實際受損比例最高的部件

文章指出，擋風玻璃、機鼻、機翼/螺旋槳和整流罩遭受鳥類撞擊的風險最大，但發動機是受到實際損害比例最大的組件。聯邦航空局的統計顯示，在1990年2015年之間，共有16636起鳥類撞擊飛機引擎的報告，其中，4417起---或27%的事件中引擎遭受了實際損傷。

普惠公司設計和組件集成部門首席工程師克里斯?克梅茲指出，大多數的鳥類撞擊引擎事件不會造成實際損害，發生損害的情況往往是，塑性氣體流道面板和金屬絲網聲學面板引發的發動機凹損或撕裂。更大力度的撞擊-比如高速飛行的大型鳥類--會導致風機葉片前緣（這是鳥類被吸進引擎經過的第一個部位）的彎曲。他指出，在遭受此類損害之後，發動機仍可以繼續運行。飛機著陸後，無需更換整台發動機，只要修復或更換受損硬體就可以。

風扇葉片改進

克梅茲進一步指出，寬弦空心風扇葉片的引入--撤掉了葉片中間箍環--減少了鳥類撞擊對引擎造成的破壞。早期的發動機設計使用的葉片中間箍環，對機械和氣動不穩產生的機翼振動起到了阻尼的作用（有一個副作用是，它們阻止了風機葉片在遭受鳥類撞擊時的靈活偏轉）。拆除這些箍環，風扇就可以實現完整偏轉，無需對翼面過度施壓。

據克梅茲介紹，普惠公司目前生產的引擎--包括新的潔凈動力齒輪傳動（GTF）式渦輪風扇發動機都使用了這些設計。此外，GTF引擎的轉動速度較慢，減輕了撞鳥時對葉片的壓力，進一步減少了引擎受損的機會。

抗撞擊測試

通用航空公司的諮詢工程師尼克?克萊指出，發動機風機葉片的設計都經過了專門測試，可以保證風扇葉片在遭受鳥類撞擊的情況下不脫離引擎。隨著技術的成熟，引擎的原始生產商（OEM）採用了預測模型來進行鳥類撞擊測試，確保風機葉片使用的材料、葉片厚度和整體幾何形狀都足以滿足這一標準。他還補充說，更多地使用碳基複合材料--葉片前緣為鈦合金--是增強引擎抗打擊能力的創新之舉。

據稱，碳複合材料和鈦合金葉片前緣組合的抗打擊特性已經得到了驗證。目前，使用這種材料的引擎尚未收到大量的鳥類撞擊報告。專業人士表示，如果零件和人員後勤都可以及時到位，此類損傷都可以在24-48小時內修復。

《航空周刊》文章還指出，引擎、飛機擋風玻璃、駕駛艙、機鼻和雷達天線罩的組裝也必須經過抗鳥撞測試。美國國家技術系統公司專業負責這種系統的測試、檢驗和認證服務。以擋風玻璃為例，美國國家技術系統公司要求，駕駛艙擋風玻璃都需要達到聯邦法規和美國材料試驗協會的相關標準。公司的空氣動力發射器可以模擬4磅重的鳥類撞擊，測試中，從10-20英尺墜落的飛鳥可以產生350千噸的碰撞力。

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