Куриный пистолет
Куриная пушка или имитатор удара полета представляет собой пневматическую пушку большого диаметра, используемую для стрельбы тушами птиц по компонентам самолета с целью имитации ударов птиц на высокой скорости во время полета самолета. Реактивные двигатели и лобовые стекла самолетов особенно уязвимы к повреждениям от таких ударов и являются наиболее распространенной мишенью в таких испытаниях. Хотя при испытаниях и сертификации самолетов используются различные виды птиц, это устройство получило общее название «куриное ружье», поскольку куры являются наиболее часто используемыми «боеприпасами» из-за их доступности.
Контекст
[ редактировать ]Столкновения с птицами представляют собой серьезную угрозу безопасности полета , особенно при взлете и посадке, когда рабочая нагрузка экипажа самая высокая и времени на восстановление перед потенциальным столкновением с землей мало. Скорость столкновения реактивного самолета с птицей может быть значительной — часто около 350 км/ч (220 миль в час), что приводит к большой передаче кинетической энергии. Птица, столкнувшаяся с лобовым стеклом самолета , может пробить его или разбить, ранив летный экипаж или ухудшив его способность видеть. На больших высотах такое событие может вызвать неконтролируемую декомпрессию . Птица, проглоченная реактивным двигателем, может сломать лопатки компрессора двигателя, что может привести к катастрофическим повреждениям. [ 1 ]
Для предотвращения столкновений с птицами используются многочисленные меры, такие как использование систем сдерживания в аэропортах для предотвращения скопления птиц, контроль популяции с помощью хищных птиц или огнестрельного оружия, а недавно появились птичьи радиолокационные системы , которые отслеживают стаи птиц и предупреждают пилотов и авиацию. регулировщики дорожного движения . [ 2 ] [ 3 ]
Несмотря на это, риск столкновения с птицами невозможно устранить, и поэтому большинство государственных органов по сертификации, таких как Федеральное управление гражданской авиации США и Европейское агентство авиационной безопасности, требуют, чтобы авиационные двигатели и планеры были в определенной степени устойчивы к столкновениям с птицами в рамках Процедура сертификации летной годности . В общем, двигатель не должен страдать от неконтролируемого отказа (событие, когда вращающиеся части выбрасываются из корпуса двигателя) после столкновения с птицей подходящего размера, а удар птицы о планер летательного аппарата не должен препятствовать «продолжению безопасного полета». [и] нормальная посадка». [ 4 ]
История
[ редактировать ]Первое зарегистрированное куриное ружье было построено в 1942 году Управлением гражданской авиации США в сотрудничестве с компанией Westinghouse Electric and Manufacturing Company . Построенный в Лаборатории высоких мощностей компании Westinghouse в Питтсбурге , он был способен стрелять тушками птиц со скоростью до 400 миль в час (640 км/ч), хотя большинство испытаний проводилось при начальной скорости около 270 миль в час (430 км/ч). В качестве топлива в пистолете использовался сжатый воздух, а компрессор хранил воздух в аккумуляторе до тех пор, пока не было достигнуто желаемое давление. Для выстрела оператор вызывал открытие электрического быстроспускного клапана, сбрасывая сжатый воздух в ствол. Разная начальная скорость достигалась за счет изменения давления, запасаемого в аккумуляторе. [ 5 ]
Испытания, проведенные с этим пистолетом, были первыми в своем роде и показали, что стекла, используемые в лобовых стеклах обычных пассажирских самолетов, таких как Douglas DC-3, чрезвычайно уязвимы для ударов птиц; Панели были полностью пробиты птицей весом 4 фунта (1,8 кг), летевшей со скоростью всего 75 миль в час (121 км/ч). Последующие испытания показали, что ламинированные панели из стекла с прослойкой поливинилхлорида оказались гораздо более устойчивыми. [ 5 ]
Пушка использовалась в Лаборатории высоких мощностей до ноября 1943 года. В начале 1945 года ее перевезли в исследовательский центр CAA в Индианаполисе , называемый Экспериментальной станцией Индианаполиса, где она использовалась для испытаний компонентов для различных производителей коммерческих самолетов. [ 6 ] до выхода на пенсию в какой-то момент в 1947 году. [ 7 ] Похожая пушка была независимо разработана авиастроительной компанией De Havilland в Великобритании в середине 1950-х годов. [ 8 ] Великобритании Королевское авиационное предприятие построило куриное ружье в 1961 году, а в 1967 году Отдел машиностроения Канадского национального исследовательского совета использовал конструкцию RAE в качестве основы для своего «Средства моделирования ударов полета», пневматического пистолета, расположенного рядом с аэропортом Оттавы. . [ 9 ] Это орудие часто использовалось до 2016 года, после чего оно было передано в дар Канадскому музею авиации и космонавтики и заменено парой более современных орудий. Замены позволяют легче разместить птиц разного размера за счет использования модульного ствола. [ 10 ] В 1970-х годах компания Goodyear Aerospace разработала куриный пистолет, в котором сжатый воздух хранился за керамической диафрагмой и использовался картонный башмак для центрирования и стабилизации цыпленка. При выстреле игла попала в диафрагму, разорвав уплотнение и позволив воздуху протолкнуть снаряд вниз по стволу. Металлическое кольцо на дульном срезе остановило башмак, но позволило курице выбраться из ствола. [ 11 ]
ВВС США построили баллистический полигон AEDC S-3 в Комплексе инженерных разработок Арнольда в 1972 году для испытаний фонарей и лобовых стекол военных самолетов. Как и предыдущие куриные ружья, С-3 для запуска снарядов использовал сжатый воздух. [ 12 ] Позже пушка использовалась при разработке и сертификации нескольких военных самолетов США, включая F-4 , F-111 и A-10 . [ 13 ] По состоянию на 2007 год [update] орудие все еще работало. [ 14 ]
Использование в сертификации самолетов
[ редактировать ]
Куриные ружья обычно используются в процессе подтверждения соответствия правилам сертификации. Учитывая их сложность и опыт, необходимый для их эксплуатации, производитель самолетов обычно заключает договор с предприятием, эксплуатирующим оружие, для проведения испытаний на соответствие заданному стандарту. [ 10 ] [ 15 ] Испытываемый компонент надежно закрепляют на раме, из ружья стреляют в него птицей, а результаты проверяются на соответствие соответствующим стандартам. [ 16 ] Большинство испытаний проводится с пистолетом, находящимся под давлением около 35 фунтов на квадратный дюйм (2,4 бара). В результате птица весом четыре фунта (1,8 кг) запускается со скоростью около 350 миль в час (560 км/ч), что примерно равно результирующей скорости при Столкновение птицы и самолета. [ 9 ]
ФАУ не указывает виды птиц, которые следует использовать для тестирования, но заявляет, что птиц не следует замораживать, поскольку это не будет точно отражать реальность забастовки. Куры используются, поскольку они дешевы и легко доступны. [ 16 ]
Предпринимались попытки разработать искусственные аналоги птиц для использования в испытаниях на удар, чтобы заменить использование туш. Мотивы для этого варьируются от обеспечения легкости воспроизводимости результатов в отрасли, стоимости и чувствительности до взглядов активистов по защите прав животных . [ 17 ] [ 18 ] Однако некоторые инженеры выразили обеспокоенность тем, что испытания с искусственными птицами не точно отражают силы, возникающие при столкновении с реальными птицами, поскольку у аналогов отсутствуют кости. Некоторые идут еще дальше и заявляют, что птицы, выращенные на фермах, обычно используемые в испытаниях, также нерепрезентативны из-за более низкой плотности их мышечной ткани. [ 16 ] [ 19 ]
Известные применения
[ редактировать ]Во время разработки Боинга 757 в 1970-х годах крыша кабины была подвергнута испытанию на удар птиц, в ходе которого курица весом 4 фунта (1,8 кг) была запущена на скорости 360 узлов (410 миль в час; 670 км / ч) в неподвижную кабину. К удивлению инженеров Боинга, курица пробила обшивку самолета. В результате кабину 757-го и 767- го , имевшего одинаковую конструкцию, пришлось усилить. Несколько Боингов 767 уже находились в эксплуатации, и их пришлось отозвать для дооснащения подкрепления. Позже, в процессе разработки 757-го, иллюминаторы самолета были подвергнуты испытанию на столкновение с птицами, снова выстрелив в них курицей. Великобритании Сертификационные требования Управления гражданской авиации в то время были более строгими, чем требования ФАУ, и требовали, чтобы металл вокруг окон также выдерживал удары птиц. Боинг 757 не прошел это испытание, что потребовало дальнейшей модернизации. [ 20 ]
После космического корабля "Колумбия" катастрофы в 2003 году куриная пушка на баллистическом полигоне S-3 AEDC была перепрофилирована для проверки устойчивости различных компонентов орбитального корабля "Шаттл" и запуска топливных баков к ударам изоляционной пены. [ 21 ] Целью было выяснить точную причину катастрофы и установить, требовались ли какие-либо модификации шаттла. [ 22 ]
В популярной культуре
[ редактировать ]В комедийном сериале Royal Canadian Air Farce есть повторяющаяся пародия, в которой «куриная пушка» используется для стрельбы различными предметами, первоначально включая резинового цыпленка, по изображению известного человека, часто политика.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Содхи, Навджот С. (2002). «Соревнование в воздухе: птицы против самолетов» . Аук . 119 (3): 587–595. doi : 10.1642/0004-8038(2002)119[0587:CITABV]2.0.CO;2 .
- ^ Деволт, Трэвис Л.; Блэквелл, Брэдли Ф.; Белант, Джеррольд Л., ред. (15 ноября 2013 г.). Дикая природа в аэропорту: предотвращение столкновений животных и самолетов с помощью научно обоснованного управления . Джу Пресс. ISBN 9781421410838 .
- ^ Бисон, Роберт С.; и др. (весна 2013 г.). «Остерегайтесь Буджума: предостережения и сильные стороны птичьего радара» (PDF) . Взаимодействие человека и дикой природы . 7 (1). дои : 10.26077/0fvy-6k61 . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г.
- ^ «Сертификация самолетов на предмет риска столкновения с птицами — SKYbrary Aviation Safety» . skybrary.aero . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 года . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Морс, Алабама (июль 1943 г.). «Лобовые стекла, защищающие от птиц» . Летающий журнал . стр. 40–42 . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Фортье, Ренальд (3 июля 2018 г.). «Я хочу знать, что такое ловушка, хочу, чтобы ты мне показал или нет | Канал» . ingeniumcanada.org . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 года . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Кангас, Пелл; Джордж Л. Пигман (февраль 1950 г.). Разработка лобовых стекол самолетов, устойчивых к ударам птиц в полете. Часть II (Технический отчет). Управление гражданской авиации. 74 . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Эль-Сайед, Ахмед Ф. (2019). Столкновение птиц в авиации: статистика, анализ и управление . Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: John Wiley & Sons. п. 269. ИСБН 9781119529736 .
- ^ Перейти обратно: а б «Это птица, это самолет... Это птица, сбивающая самолет» . Национальный исследовательский совет Канады . 7 января 2007. Архивировано из оригинала 22 июня 2013 года . Проверено 14 сентября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Мюнц, Рэйчел (10 ноября 2016 г.). «Национальный исследовательский совет Канады по охотничьему оружию обеспечивает безопасное авиаперелеты» . Менеджер лаборатории . Архивировано из оригинала 16 мая 2021 года . Проверено 16 мая 2021 г.
- ^ Почираджу, Кишор В.; Тандон, Гьянешвар П.; Шёппнер, Грегори А. (2012). Долговечность композитов с полимерной матрицей . Нью-Йорк: Спрингер. п. 160. ИСБН 9781441993076 . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Калетрелло, Стефан (1 августа 2005 г.). «Есть что похвастать: Rooster Booster доказывает, что старомодная изобретательность не обязательно должна быть высокотехнологичной» . Бесплатная библиотека . Фарлекс . Проверено 27 сентября 2019 г.
- ^ Сентонзе, В.; Шмокер, Н. (2 апреля 1986 г.). «Испытания на удар птиц на полигоне С-3 АРЭК» . 3-я конференция по летным испытаниям и технический показ . дои : 10.2514/6.1986-9818 . Архивировано из оригинала 16 мая 2021 года . Проверено 16 мая 2021 г.
- ^ «Возможности испытательного центра авиабазы Арнольд, включая полигон S3, диапазон ударов птиц» (PDF) . База ВВС Арнольд . Архивировано из оригинала (PDF) 8 февраля 2007 г. Проверено 1 октября 2009 г.
- ^ Москвич, Катя (19 марта 2014 г.). «Самые экстремальные испытания проходят самолеты перед взлетом» . bbc.com . Архивировано из оригинала 16 мая 2021 года . Проверено 16 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Даунер, Джон (январь 2009 г.). «Эпистемологическая курица: что мы узнаем из испытаний самолета на «проглатывание птиц»?» (PDF) . Лондонская школа экономики. Архивировано (PDF) оригинала 15 мая 2021 г. Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Баджи, Ричард (апрель 2000 г.). Международная группа по исследованию столкновений с птицами разработала искусственную птицу-заменитель для использования при испытаниях компонентов самолетов . Международный комитет по столкновению птиц ISBC25/WP-IE3.
- ^ Миккельсон, Барбара (22 июля 2001 г.). «Куриная пушка» . Snopes.com . Проверено 16 мая 2021 г.
- ^ Лангевише, Уильям (5 мая 2009 г.). «Рейс 1549 US Airways: Анатомия чуда» . Ярмарка тщеславия . Архивировано из оригинала 8 марта 2021 года . Проверено 16 мая 2021 г.
- ^ Ринерсон, Питер (21 июня 1983 г.). «Проектирование 757» . Сиэтл Таймс . Архивировано из оригинала 30 апреля 2019 года . Проверено 5 апреля 2019 г.
- ^ Найт, Уилл (14 марта 2003 г.). «Новые сведения о потоке плазмы в шаттл» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 16 мая 2021 года . Проверено 15 мая 2021 г.
- ^ Бартон, Тина (2 сентября 2004 г.). «Куриная пушка Центра помогает шаттлу вернуться в полет» . ВВС США . Архивировано из оригинала 16 мая 2021 года . Проверено 15 мая 2021 г.