Куриная пушка (Trjnugx hrotg)
Куриная пушка (англ. chicken gun) или имитатор удара в полёте (flight impact simulator) — пневматическая пушка большого диаметра, используемая для стрельбы птичьими тушками по компонентам самолёта для имитирования столкновений с птицами на большой скорости. Реактивные двигатели и лобовые стёкла самолётов особенно уязвимы в результате таких столкновений и являются наиболее распространённой мишенью при таких испытаниях. Хотя при испытаниях и сертификации самолётов используются различные виды птиц, устройство получило общее название «куриная пушка», поскольку курицы являются наиболее часто используемым при имитации из-за их доступности.
Предыстория
[править | править код]Столкновения с птицами представляют серьезную угрозу безопасности полётов, особенно если происходят при взлёте и посадке, когда нагрузка на экипаж наиболее высока и высота небольшая. Скорость при столкновении реактивного самолёта с птицей, может быть значительной — чаще всего около 350 км/ч. Птица, столкнувшаяся с лобовым стеклом самолёта, может пробить или разбить его, травмировав лётный экипаж или ухудшив его способность видеть. На больших высотах столкновение может привести к неконтролируемой декомпрессии. Птица, попавшая в реактивный двигатель, может сломать лопатки компрессора двигателя, что может привести к катастрофическим повреждениям[1].
Для предотвращения столкновений с птицами применяются различные меры, такие как использование систем отпугивания в аэропортах для предотвращения скопления птиц, контроль численности с использованием хищных птиц или огнестрельного оружия, а также птичьи радары, которые отслеживают стаи птиц и предупреждают пилотов и авиадиспетчеров[2][3].
Несмотря на это, риск столкновения с птицами устранить невозможно, 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 определённой степени устойчивы к столкновения с птицами в рамках процесса сертификации лётной годности. В целом, двигатель не должен подвергаться неконтролируемому отказу (событие, при котором вращающиеся части выбрасываются из корпуса двигателя) после столкновения с птицей определённого размера, а удар птицы по корпусу летательного аппарата не должен препятствовать продолжению безопасного полёта и нормальной посадке[4].
История
[править | править код]Первая куриная пушка была построена в 1942 году Управлением гражданской авиации США[англ.] в сотрудничестве с компанией Westinghouse Electric and Manufacturing Company в лаборатории компании в Питтсбурге. Пушка была способна стрелять птичьими тушками со скоростью до (640 км/ч, хотя большинство испытаний проводились с начальной скоростью около 430 км/ч. В качестве метательного заряда использовался сжатый воздух. Компрессор накапливал воздух в аккумуляторе до тех пор, пока не было достигнуто достаточное давление. Чтобы выстрелить из пушки, оператор активировал открытие электрического быстроразъемного клапана, сбрасывая сжатый воздух в ствол. Начальные скорости изменялись за счёт изменения давления, накопленного в аккумуляторе[5].
Испытания, проведённые с помощью пушки, стали первыми в своём роде и показали, что стекло, используемое в лобовых стеклах обычных пассажирских самолетов, таких как Douglas DC-3, было чрезвычайно уязвимо при столкновении с птицами; панели были полностью пробиты птицей весом 1,8 килограмм, летящей со скоростью 121 км/ч. Последующие испытания показали, что ламинированные панели, изготовленные из стекла с добавлением поливинилхлорида, обладают гораздо большей стойкостью[5].
Пушка использовалась в лаборатории до ноября 1943 года. В начале 1945 года она была перевезена в Центр исследований и разработок CAA в Индианаполисе, называемом Экспериментальной станцией Индианаполиса, где использовалась для тестирования компонентов различных производителей коммерческих самолётов[6]. В 1947 году использование пушки прекратилось[7]. Аналогичная пушка была разработана компанией De Havilland Aircraft Company в Великобритании в середине 1950-х годов[8]. В 1961 году британское Королевское авиастроительное предприятие[англ.] также построило куриную пушку, а в 1967 году Отдел машиностроения Национального научно-исследовательского совета Канады обратился в предприятие для консультации при создании своего «имитатора удара в полёте»[9]. Пушка использовалась до 2016 года, после чего он был передан в дар Канадскому музею авиации и космонавтики и заменён парой более современных пушек[10]. В 1970-х годах компания Goodyear Aerospace разработала пушку, которая накапливает сжатый воздух за керамическим мембранным уплотнением[англ.] и использовала картонный поддон для центрирования и стабилизации курицы. При выстреле игла попадала в уплотнение, разрывая уплотнение и позволяя воздуху продвигать снаряд вниз по стволу. Металлическое кольцо на дульном срезе останавливало поддон, позволяя курице вырваться из ствола[11].
В 1972 году военно-воздушные силы США построили AEDC Ballistic RangeS-3[англ.] для испытания компонентов военных самолётов. Как и предыдущие куриные пушки, S-3 использовала сжатый воздух для запуска своих снарядов[12]. Позже пушка была использована при разработке и сертификации нескольких военных самолетов США, включая F-4, F-111 и A-10[13]. По состоянию на 2007 год пушка находилась в эксплуатации[14].
Предпринимались попытки разработать искусственные аналоги птиц для использования испытаниях, чтобы заменить использование туш. Мотивы для этого варьируются от обеспечения того, чтобы результаты были легко воспроизводимы в отрасли, затрат и учета мнений активистов по защите прав животных[15][16]. Однако некоторые инженеры выразили обеспокоенность тем, что испытания с искусственными птицами не дают точного представления о силах, задействованных при ударах реальных птиц, поскольку у аналогов отсутствуют кости. Некоторые идут дальше и утверждают, что птицы, выращенные на фермах, обычно используемые в тестах, также нерепрезентативны из-за меньшей плотности их мышечной ткани[17][18].
Использование при сертификации самолётов
[править | править код]Во время разработки Boeing 757 в 1970-х годах крыша кабины была подвергнута испытанию куриной пушкой, в ходе которого 1,8 килограммовая курица была выпущена со скоростью 670 км/ч в неподвижную кабину. К удивлению инженеров Boeing, курица пробила обшивку самолёта. В результате пришлось усилить защиту кабину пилотов Boeing 757 и Boeing 767, которые имели одинаковую конструкцию. Несколько 767 уже находились в эксплуатации, и их пришлось отозвать. Позже в процессе разработки 757 был проведён тест на попадание птиц в окна самолёта, снова использовалась куриная пушка. Сертификационные требования Управления гражданской авиации Великобритании[англ.] в то время были более строгими, чем требования Федерального управления гражданской авиации США, и требовали, чтобы металл вокруг окон также не был уязвим при столкновении с птицей. Boeing 757 не прошёл этот тест, потребовалась дальнейшая доработка[19].
После катастрофы космического шаттла «Колумбия» в 2003 году куриная пушка AEDC S-3 была перепрофилирована для проверки устойчивости различных компонентов шаттла и топливных баков[20]. Цель состояла в том, чтобы выяснить точную причину катастрофы и установить, требовались ли какие-либо модификации[21].
Примечания
[править | править код]- ↑ Sodhi, Navjot S. (2002). "Competition in the air: birds versus aircraft". The Auk. 119 (3): 587—595. doi:10.1642/0004-8038(2002)119[0587:CITABV]2.0.CO;2.
- ↑ T. L. DeVault, B. F. Blackwell, and J. L. Belant, editors. Wildlife in airport environments: preventing animal–aircraft collisions through science-based management. — Maryland: Johns Hopkins University Press, 2013. — ISBN 978-1-4214-1082-1. Архивировано 18 мая 2022 года.
- ↑ Beason, Robert C., et al., "Beware the Boojum: caveats and strengths of avian radar" Архивировано 2 апреля 2015 года., Human-Wildlife Interactions, Spring 2013
- ↑ Aircraft Certification for Bird Strike Risk (англ.). SKYbrary Aviation Safety (26 мая 2021). Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 11 мая 2022 года.
- ↑ 1 2 Morse, A. L. (July 1943). "Bird-proof windshields". Flying Magazine. pp. 40—42. Архивировано 15 мая 2021. Дата обращения: 30 июня 2022.
- ↑ I want to know what snarge is, I want you to show me, or not | The Channel (англ.). ingeniumcanada.org. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 15 мая 2021 года.
- ↑ Kangas, Pell; George L. Pigman (February 1950). Development of Aircraft Windshields to Resist Impact with Birds in Flight Part II (Technical report). Civil Aeronautics Administration. 74. Архивировано 17 февраля 2022. Дата обращения: 30 июня 2022.
- ↑ El-Sayed, Ahmed F. Bird strike in aviation : statistics, analysis and management. — Chichester, West Sussex, UK, 2019. — P. 269. — ISBN 978-1-1195-2973-6.
- ↑ It's a Bird, It's a Plane... It's a Bird Striking a Plane (англ.). Национальный научно-исследовательский совет Канады (7 января 2007). Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано из оригинала 22 июня 2013 года.
- ↑ The National Research Council of Canada’s Bird Guns Ensure Safe Air Travel (англ.). Lab Manager. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 16 мая 2021 года.
- ↑ Pochiraju, Kishore V. Long-term durability of polymeric matrix composites / Kishore V. Pochiraju, Gyaneshwar P. Tandon, Gregory A. Schoeppner. — New York : Springer, 2012. — P. 160. — ISBN 978-1-4419-9307-6. Источник. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 15 мая 2021 года.
- ↑ Caletrello, Stephan Something to crow about: Rooster Booster proves old-fashioned ingenuity needn't be high-tech. The Free Library. Farlex (1 августа 2005). Дата обращения: 27 сентября 2019. Архивировано 30 июня 2022 года.
- ↑ Centonze, V.; Schmoeker, N. (1986-04-02). "Bird impact testing at AEDC's range S-3". 3rd Flight Testing Conference and Technical Display. doi:10.2514/6.1986-9818. Архивировано 16 мая 2021. Дата обращения: 30 июня 2022.
- ↑ Arnold AFB test facilities capabilities, including range S3, Bird Impact Range. Дата обращения: 1 октября 2009. Архивировано из оригинала 8 февраля 2007 года.
- ↑ Richard Budgey. The development of a substitute artificial bird by the international Bird strike Research Group for use in aircraft component testing. International Bird Strike Committee ISBC25/WP-IE3, Amsterdam. — International Bird Strike Committee, 2000. Архивировано 30 июня 2022 года.
- ↑ The Chicken Cannon (англ.). Snopes.com. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 21 мая 2022 года.
- ↑ Epistemological Chicken: What do we learn from aircraft 'bird-ingestion' tests? (англ.). London School of Economics. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 15 мая 2021 года.
- ↑ Downer, John Epistemological Chicken: What do we learn from aircraft 'bird-ingestion' tests? London School of Economics. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 15 мая 2021 года.
- ↑ Designing the 757 (англ.). The Seattle Times (21 июня 1983). Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано из оригинала 30 апреля 2019 года.
- ↑ New clues to plasma's flow into shuttle (англ.). New Scientist (14 марта 2003). Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 16 мая 2021 года.
- ↑ Center (англ.). Air Force. Дата обращения: 30 июня 2022. Архивировано 16 мая 2021 года.