Анисимова И. А.Задача Столкновение с птицей

СТОЛКНОВЕНИЯ С ПТИЦАМИ
Задание:
прочитайте текст, ответьте на вопросы и решите
задачу.
Столкновения самолётов с птицами – нередкое
явление. В России они случаются каждые 5 – 7
дней. Первое столкновение самолёта с птицей
произошло в 1912 г. Тогда в Калифорнии чайка
повредила рулевое управление. Самолёт и пилот
погибли.
Из-за высоких скоростей современных самолётов столкновения с птицами стали для них ещё
опаснее.
29 августа 2005 года самолет министра обороны
Германии из-за повреждения турбины совершил
вынужденную посадку в Узбекистане. Поломка
произошла из-за столкновения с птицей.
27 июля 2006 года из-за птиц на взлете разбился
МиГ-29,
принадлежавший
пилотажной
группе
"Стрижи". Лётчики спаслись, катапультировавшись с
высоты 50 м.
7 ноября 2008 года стратегический военнотранспортный самолет C-5 Galaxy ВВС США
совершил аварийную посадку на авиабазе в Делаваре
после столкновения в небе со стаей птиц.
15 января 2009 года в результате столкновения со
стаей гусей через считанные минуты после взлета
рухнул в реку Гудзон самолет "Аэробус-320".
Птица наносит удар по самолёту, летящему со
скоростью 700 км в час, втрое сильнее, чем
снаряд 50-миллиметровой пушки.
Результаты столкновений птиц и самолётов
показаны на фотографиях.
Птица может пробить фонарь кабины пилота,
… обшивку
фюзеляжа,
… повредить всасывающее сопло
и лопатки турбины компрессора.
Самолёты испытывают на
«птицестойкость» – обстреливают их из пневматических пушек птичьими тушками массой 680 г при испытаниях
двигателя
и
1÷1,8 кг при испытаниях
остекления.
В техническом паспорте
самолета делают запись о
том, что самолёт прошёл
испытания. По международным правилам самолёты, не
прошедшие такие испытания, продавать не разрешается.
Для защиты от последствий столкновений
остекление кабин самолётов делают из
толстых органических или многослойных
силикатных стёкол; входные каналы
двигателей защищают сетками; усиливают
передние кромки крыльев и хвостовое
оперение.
Эти способы защиты утяжеляют самолёт
и уменьшают мощность двигателя. Поэтому
вместе с технологическими способами
защиты используют биологические.
Борьбу с птицами
на аэродромах ведут
ручные ястребы и
соколы.
Используют акустические
установки, из которых
раздаются крики бедствия
различных птиц или звуки
выстрелов.
Вопросы
Часто ли случаются
самолётами?
столкновения
птиц
с
Чем опасно столкновение птицы с самолётом?
Как самолёты защищают от столкновений с
птицами?
Какие недостатки у технологических способов
защиты самолётов от столкновений с птицами?
Задача
Оцените порядок величины силы соударения вороны
с взлетающим самолётом. Считайте, что масса
вороны ≈ 500 г, скорость ≈ 40 км/ч, длина вороны ≈
20 см; скорость самолёта ≈ 320 км/ч.
Решение задачи
Скорость вороны относительно самолёта равна
320  40
  1   2 
 100 м / с
3,6
Продолжительность контакта вороны с самолётом
L 0,20
t  
 0,002с
 100
Изменение импульса вороны относительно самолёта
при ударе m  F  t , откуда
m 0,500 100
F

 25000 Н.
t
0,002
Сила взаимодействия птицы с самолётом порядка
104 Н (порядка десятков тысяч) - ответ