Куриная пушка: как домашние птицы помогают повысить безопасность самолетов
Проблема столкновения самолетов с птицами возникла практически в тот момент, когда человек только поднялся в воздух. Согласно статистики ежегодно фиксируется более пяти тысяч случаев столкновения авиалайнеров с птицами. Примерно в пяти процентах таких инцидентов, самолеты получают те или иные повреждения. В связи с этим, крайне важной задачей является повышение надежности конструкции отдельных элементов самолетов, подверженных таким столкновениям. Для этого существуют различные методики, способы и стенды для тестирования. Об одной такой штуке и пойдет речь.
Наиболее уязвимыми элементами для птиц в конструкции самолетов (да и вертолетов тоже), являются остекление кабины пилотов и двигатели. Суммарная скорость лобового столкновения птицы и самолета может превышать 500км/ч, в результате чего возможно пробивание стекла кабины, что приведет к резкой разгерметизации и критическим образом сказаться на экипаже. Если птица, а то и не одна, попадет в двигатель может произойти отрыв лопастей вентилятора, что чревато выходом его из строя. Наиболее часто подобные случаи происходят в момент взлета или посадки.
К сожалению, в истории авиации были трагические случаи, произошедшие в результате таких столкновений. При анализе подобных событий, разработаны специальные стенды, для проверки остекления кабин самолетов и двигателей на их устойчивость к столкновениям. Общее название таких систем звучит как "куриная пушка", так как именно куриные тушки являются основным элементом, которым выстреливают в тестируемый на стенде элемент. Выбор очевиден, недостатка в ресурсе нет, куриные тушки дешевы и легко имитируют реальных птиц.
Первая "куриная пушка" появилась в 1942 году в лаборатории Питтсбурга по заданию управления гражданской авиации США. Конструкция представляла из себя гладкоствольную трубу (в качестве ствола "пушки") с воздушным аккумулятором, который накапливал сжатый воздух с помощью компрессора. В качестве заряда выступала куриная тушка весом примерно 1.8 кг. При достижении нужного давления происходил резкий сброс воздуха в ствол-трубу и тушка вылетала в сторону закрепленного элемента кабины самолета. Средняя скорость выстреливаемой тушки в испытаниях составляла 430км/ч (хотя могла достигать 640км/ч). Первые тестирования показали крайнюю уязвимость кабин существующих самолетов. Например, популярный в то время пассажирский самолет Douglas DC-3 пробивался уже на скорости всего в 121 км/ч.
Подобные испытания послужили стимулом для упрочнения и изменения химического состава стекол, в частности было определено, что добавление поливинилхлорида в состав существенно увеличивает его стойкость к разрушению.
В дальнейшем подобные стенды с "куриными пушками" строились и использовались в разных странах, конструкция улучшалась для наиболее точной симуляции реального столкновения. Например, была изменена система подачи "снаряда": чтобы тушка не разрушалась, не меняла геометрию в момент выстрела сжатым воздухом и летела строго по центру нужного места ее помещают в специальный поддон, который при выстреле останавливается на срезе трубы, выпуская курицу.
В определенный момент времени, в том числе под давлением организаций в защиту животных, были попытки перехода на использования искусственных "тушек". Однако, их разработчики не смогли добиться необходимой достоверности испытаний, которые давали натуральные куриные окорочка.
В настоящий момент подобные испытания, с обстрелом остекления и двигателей из пневмопушек, являются обязательным этапом при сертификации самолетов. При испытаниях двигателей достаточно веса тушек в 680гр., а для остекления уже 1-1.8кг, выпускаемых со скоростью 670км/ч в неподвижную кабину. Кстати, тестируются не только окна, но и их внешняя металлическая обвязка. В частности, при таких испытаниях в 70-х годах XX века, было выяснено, что необходимо усиливать конструкцию кабин Boeing 757 и Boeing 767 и некоторые, уже летающие самолеты, были отозваны на доработку.
К слову сказать, от столкновений с птицами страдают не только летающие объекты, но и автомобили. Были случаи когда птицы пробивали лобовое стекло спортивных автомобилей в процессе соревнований. Например, один такой случай произошел со спорткаром Mercedes-Benz 300SL во время гонок Carrera Panamericana в 1952 г., когда взлетевший с обочины стервятник, пробил стекло и нанес некоторые физические повреждения водителю.
В России также проводится подобное тестирование элементов авиационной техники. Например, тут можно почитать про испытания, которые проводит "Ростех" на своей испытательной станции.
Причем лабораторный стенд допускает проверку отдельных элементов авиационной техники в условиях различной влажности и температурных режимов от -72°C до +100°C.
Кстати, подобные стенды используются не только для испытания самолетов. Скоростные поезда с большой площадью остекления кабины машинистов, также требуют проведения подобного тестирования.