“中国机长”背后的人鸟攻防战

“你看,天空中有一群大雁,一会儿排成‘人’字形,一会儿排成‘一’字形。”10月24日,一位网友拍下的

“你看,天空中有一群大雁,一会儿排成‘人’字形,一会儿排成‘一’字形。”10月24日,一位网友拍下的一段关于雁群迁徙的视频刷爆微信朋友圈,也让不少人好奇南飞的候鸟有没可能撞到天上的飞机?根据真实事件改编的电影《中国机长》中,飞机的玻璃是怎么碎的,元凶有没可能是一只高空飞行的鸟?近日,我国鸟类著名专家、中国鸟类学会理事、中国空军防鸟撞专家委员会成员廖晓东教授参加由广州市科学技术协会和广州市教育局主办的“广州院士专家校园行”活动,以“人鸟和谐 共享蓝天”为主题,聚焦鸟与人类飞行安全的话题。

可以把飞机撞下来

鸟类破坏力为什么这么大?

电影《中国机长》中,很多观众在观影时只知道飞机玻璃破碎,导致了后续一系列险情的发生。但是,飞机玻璃是怎么破碎的,很多观众可能就不太知情了。

电影故事的原型——2018年3U8633航班遭遇险情,业内人士分析认为,风挡玻璃破裂可能存在四大原因:一是高速运动中的外来物撞击,例如鸟、冰雹等;二是窗框及安装紧固件问题;三是玻璃质量问题;四是加热系统故障。根据民航局通报的情况,川航3U8633航班是在正常爬升至9800米高空时,驾驶舱右座前风挡玻璃突然破裂并脱落。9800米高度接近于平流层,专家表示,在如此的高度,存在飞鸟、冰雹外部撞击物的可能性很低。

但业内专家认为,飞鸟撞机的可能性仍不能完全排除,因为成都-拉萨航线就曾发生过高空鸟撞。

与《中国机长》类似,美国电影《萨利机长》的现实原型中,把飞机撞下来的“凶手”就是鸟。万幸的是,“萨利机长”很厉害,把飞机停到了河面上。所有的人站在飞机翅膀上,最后来了船,把他们都解救走了。虽然每个人都没事,但让世界震惊的是,鸟类的破坏力为什么这么大?

廖晓东介绍,鸟的身体相对较脆弱,如果单纯地与飞机这个钢铁之躯相撞,无疑是以卵击石。“速度是关键。”廖晓东表示,两物体相撞,冲力与速度的平方成正比。一般情况下,民航飞机的飞行速度控制在900公里/小时,世界上飞得最快的鸟类飞行速度接近170公里/小时。“速度越快,冲力就会拼命往上走,因此速度快就很危险。”廖晓东认为,在这种情况下,一个柔弱的鸟类身体会把飞机翅膀像切豆腐一样切进去,把机翼撞得稀烂。“对于现代高速飞机来说,最可怕的是,鸟类打入发动机。如果没有动力,飞机就是一块铁,要往下栽。”

高空中如果遇到鸟

飞行员现场躲鸟来得及吗?

人类航空安全受到鸟类威胁怎么办?高空中如果遇到鸟,靠飞行员现场躲鸟来得及吗?

廖晓东用一段录像现场演示:飞机前面有一个屏幕,飞行员看着个机场跑道准备降落。突然现场出现一只白喉针尾雨燕,和常见的燕子一样大小。视频中,飞行员面前的屏幕上,那只鸟已经不见了。突然一瞬间,屏幕上的鸟突然变大。“接下来要发生鸟撞了。”廖晓东把视频一帧一帧分开,分开以后发现从飞行员发现鸟到撞机,时间只有27毫秒。

27毫秒有多长?廖晓东表示,一毫秒就是一瞬,飞行员开着飞机,因为太远了,鸟在屏幕上没有出现,飞行员看不到,当飞行员能看到的时候,离撞机只有27毫秒的时间。“飞行员不可能注意到这个事情的发生。”廖晓东介绍,事实上视频中的这架飞机是在停下来以后,做例行检查的时候发现了鸟撞。“这样才会有视频记录下来,证明这个事件的发生。”

民航飞机一般在平流层飞行,高空中遇到飞鸟的概率大吗?廖晓东表示,一般来说,超过85%-90%的鸟撞发生在机场和机场附近空域。比如,广州市花都区这一带,属于白云机场附近空域。“数千米高空,甚至更高的地方,高海拔山地,鸟撞极为少见。”但廖晓东认为也有,一旦撞上,可能就很不一般,因为飞在高空中的鸟类个体一般都比较大,很容易出事。“但是概率很低,很多年都听不到一回。”

鸟类春秋迁徙季节

鸟撞飞机的概率会更高吗?

微信朋友圈热传的雁群迁徙的视频,让很多人好奇是不是春秋季节,鸟撞飞机的概率会更高?

廖晓东表示,春秋季,我国南部和东部机场发生鸟撞事故远多于北方机场。“鸟类春秋迁徙季节,鸟撞的频率高于鸟类非迁徙季节。鸟类迁徙时就是大群迁徙,沿着比较固定的方向,南北之间,发生在春秋两季,这个时间鸟类开始移动,它们飞得比较高,而且又多,所以撞的机会就比较多一些。”

另外,国际候鸟迁徙路线,对我国航空防鸟撞工作也有影响。廖晓东介绍,东澳大利亚国际候鸟迁徙路线,基本上覆盖我国的东海岸,包括广东省这些地方。中亚候鸟迁徙路线,主要覆盖我国云贵高原、新疆、西藏等地。欧亚国际候鸟迁徙路线,有一小部分覆盖我国西藏、新疆。

候鸟与飞机相遇的概率大吗?廖晓东用飞行雷达图直观展示,我们天上有多少飞机在飞,“每时每刻,白天晚上,全世界在天上飞的飞机全在这里面”。根据飞行雷达图,可以看到广州白云机场每天起落的航班数量,“飞机太多了,我们不得不研究怎样防止鸟撞事件的发生”。

起飞时候撞鸟最危险

飞机哪个部位最易被鸟撞?

机场哪些地方发生碰撞会比较危险?廖晓东介绍,飞机场发生鸟撞主要是三个地方:降落区、平滑区、起飞点。飞机降落的时候,可能撞上一只鸟,后面已经起了大火;但飞机着陆了,最后停下来,就是万幸。“我们最不希望的是发生在起飞的时候,刚起飞就撞鸟会很危险。万一起飞不了,就会掉下来。”廖晓东表示,鸟飞行的路线和飞机飞行轨迹相交的地方就是危险点。

一架飞机哪个部位最容易被鸟撞?廖晓东表示,除了位于机身前部的机头,发动机也很容易被鸟撞。“发动机是给燃烧提供氧气,旋转的时候会吸气,要把大量的空气吸进去,同时可能把鸟也吸进去。”发动机的构造非常精密,外面是大风扇,里面是一层一层的精密风扇。“如果只是发动机外面的风扇打歪,问题还不大。”廖晓东表示,如果发动机叶片用久了,或者质量不好、很脆,掉一块下来,一路打进去,碎片就会越来越多。

廖晓东还提到一个细节,机场跑道都会打扫得干干净净,比很多人家里的客厅还要干净,每天要冲洗、检查每一个细小的环节,不能掉一粒沙子、一个小石头、一个烟头,“这个都不能,因为发动机不能吸进东西。”

焦点

稻草人吓鸟?超声波驱鸟?  揭秘航空防鸟撞的人鸟攻防术

廖晓东介绍,航空防鸟撞是多门学科的综合应用,涉及到鸟类的分类学、生理学、生态学、行为学、地理学、气候学等。不同的鸟种,跟机场的生态关联不一样,造成的危害也不一样,它们活动的习惯也不一样。廖晓东介绍,一个机场空域里有多少种鸟,有的是100多种,有的一年四季可以看到七八十种,再少一点北方可能三四十种。广州的白云机场一年到头下来,加上机场和机场周边的鸟类,起码有100多种。“每种鸟的活动方式不一样,每一种鸟的防治办法也不一样,这是很综合的。”

很多鸟喜欢待在机场的草坪上

鸟迁徙的时候也会在跑道休息

野鸟为什么来到机场及周边?廖晓东分析认为,鸟为什么到机场来,肯定不是来玩的,它有很多原因,饮水、食物、隐蔽、躲藏、休息、占区炫耀、路过,关键是这些原因都是鸟类跟生态的联系。“因为有了这些生态的需求,有些鸟很喜欢筑巢,有些鸟不喜欢筑巢。” 比如,草坪上的小鸟,就喜欢机场上的草地,机场的草地剪得整整齐齐,比足球场的草地还要好,一律是3厘米。“这些小鸟就喜欢这个环境。”廖晓东表示,有些小鸟身体长的颜色跟草一样,它趴在里面,很多人都找不出来。“它适应在这里,它喜欢在这里,你让它上树,我把你赶走,到那个树上。对不起,它不去,为什么?危险,谁知道树上有没有猫头鹰在,虎视眈眈。它就不走,跟你打游击,没那么简单。”

还有一些鸟迁徙的时候,它跑到飞机跑道上休息,它什么也不干,就是休息。廖晓东介绍,这些鸟不是为了吃,它们迁徙的时候很辛苦,就来到机场跑道上休息。秋天的时候,迁徙过来的鸟,它站在那里,傻乎乎的。没有老鸟告诉它“那是机场,那个地方危险,你们不要在那里停留”。鸟类没有这个能力,用语言表达它们没有亲身经历的事情。当年出生的小鸟就傻傻地站在那里,初生之犊不畏虎,但是它们真惹祸,撞飞机。“还有一类鸟也不少,比如白鹭,农田里面应该有,它们会穿越机场,然后跟飞机相撞。”

鸟会对环境不断“试错”

最终在稻草人头上拉屎

怎么样才能把鸟赶跑,防止出现鸟撞飞机的事故?很多人首先会想到稻草人。廖晓东直言,现实是很多假人身上全是鸟屎,再把衣服掀开,里面还有鸟窝。

放一些恐怖的声音有用吗?比如说放老鹰的声音,放鸟受伤惨叫的声音;放一些老虎、狮子的声音。廖晓东表示,结果搞了半天,这只鸟在干什么,它唱它的歌,你底下爱放啥就放啥,它不怕的。“很多东西都是按我们的想象来做,装这个东西,以为鸟类就走了,但结果却是燕子就喜欢停留在这上面。”廖晓东提到,很多人想到放煤气炮,但煤气炮的声音不是太大。“这些鸟站在上面,当你放煤气炮,它就赶紧跳起来,响了一会,不放了,它又跳下去。这上面都是鸟屎。”

有些民航机场听说超声波可以把鸟驱走,于是搞了一个超声波驱鸟。廖晓东听说后,觉得这么小的一个小匣子放到机场旁边,是不是所有鸟都飞走了?“鸟有那么笨吗?”廖晓东查阅资料后发现,超声波驱鸟仪,很多都是外国产品,骗中国人钱的。“上面有一个鸟窝,有一只鸟在上面孵卵。它紧挨着都没事,你放在这里,怎么能把鸟都赶走?”廖晓东分析认为,鸟的脑和哺乳动物的脑不一样,鸟类凭借运动飞翔,形成反应迅速快捷的生理特点。鸟的适应能力很强,对环境不断“试错”,建立起新的条件反射,以此来应对环境的变化。今天放个稻草人,鸟全部不来了;第二天,它想近一点,发现不对头,赶快飞,发现没事,再靠近一点;再过两天,最后就骑在稻草人头上拉屎。

机场附近如果有雨燕

要到周围找岩洞封死

草地上有鸟,我们可以改变草地,让鸟不再喜欢落在草地上。还有一些鸟是抓不到的,比如雨燕包括白喉针尾雨燕、白腰雨燕、普通楼燕等,它们在机场上方高空80米以上扑食食物。这些是不容易发现的,但又对飞行的威胁很大。

廖晓东举了个例子,一只雨燕撞了飞机,残骸从飞机的发动机里发现。而且,很多雨燕是成群地来,这种情况下又该怎么办?廖晓东建议发现雨燕以后,要在周围找一找,有没有它们筑巢的地方。比如,在机场附近找到过一个岩洞,蝙蝠和雨燕都在里边筑巢,距离机场只有1700米,这样的地方每天都可以规律性看到雨燕。“掌握这个规律之后,就要到周边去找,发现以后就可以做清理然后把洞封掉。”

机场过去经常种很多树。廖晓东表示,这些鸟会以树木为立足点,刚来的时候停在树上,看到比较安全就进入机场,有人过来就躲回到树上。树木引来这么多的鸟,怎么办?廖晓东认为,这种情况下,机场附近要坚决砍树。“没有树,鸟就不愿意来,因为没有安全感。”

廖晓东揭秘称,平坦的海边也会有鸟,飞机同样会受到威胁。据他介绍,太阳照在海和岸上,陆地上土壤温度很快就升高,海的水温上升得慢,空气比较冷,就补充进来,最后形成一个循环,这个是风面往前推,“风面这个地方,鸟类非常多。”廖晓东曾经给八一飞行表演队做过研究,在珠海做飞行表演的时候,对珠海机场附近的地形做过研究。周围有山也有海。风从海里面往这边吹,吹到山上合在一起,然后到上面再回来,形成上面的循环。循环以后,廖晓东就担心有鸟在山上,山上有猛禽,当场就拍到。最后得出结论是,珠海机场旁边的山顶一带确有猛禽,根据海风和猛禽活动规律,在飞机表演的上午10点左右到下午3点之间,猛禽有可能随着海风顶部反向气流到达机场表演上空。在航展期间做好预测正常气流工作的同时,应该考虑采取措施将山顶处的猛禽驱赶。“很简单,派人去山顶放几枪,把猛禽赶走,这样就安全了。”

知多D

广州院士专家校园行 累计开展科普讲座367场

广州院士专家校园行活动依托中国科协的网络资源和人才智力资源,邀请中国科学院、中国工程院以及全国,包括港澳台地区各高校、科研院所的优秀科技工作者,为小学、初中和高中不同年龄层的青少年开展有趣及新颖的科普讲座。项目开展以来,已组织包括中国科学院、中国工程院及世界科学院的欧阳自远、张景中、陈新滋、刘人怀、钟世镇、黄乃正(香港)、方滨兴、杜如虚、林浩然、叶玉如(香港)、吴硕贤、刘焕彬、徐义刚等13名院士在内的60多名科学家,走进广州11个区的357所中小学,为15万余名中小学生开展科普讲座367场。

出品:南都科学新闻工作室 主持:陈养凯 采写:南都记者 陈养凯

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