飛機遭遇冰雹怎麼辦？

法律顧問：趙建英律師

5月26日，執飛CZ3101航班（廣州白雲至北京首都）的一架大型客機在降落過程中遭冰雹撞擊，擋風玻璃破裂，雷達罩受損。機組按手冊程序處置，飛機安全降落北京首都機場，未造成嚴重後果。

也許大家對於飛鳥撞擊飛機的危害性有所耳聞，其實冰雹撞擊飛機產生的危害也不可小覷。此類事件同樣受到各方高度關注。

冰雹是如何形成的？

冰雹是從發展強盛的積雨雲中降落的直徑達5毫米以上的固態降水物，主要在對流層中形成。相較於鳥撞，冰雹撞擊一般是小質量體群體撞擊。

冰雹直徑一般為5~50毫米，最大可達300毫米，且冰雹自身剛度較鳥體大，相同速度和質量情況下，撞擊載荷更高。同時冰雹撞擊的威脅空域更廣，在0-10000米高度範圍內均可能發生撞擊事故。

來勢猛、數量多、強度大是冰雹撞擊飛機的特點。

飛機能否探測到前方冰雹？

由於天空中氣象多變，光線強烈，飛行員很難看見比較小的物體。同事冰雹相對飛機作高速運動，飛行員對前方出現的冰雹立即做出反應不現實。

目前的機載氣象雷達只能探測到與「水汽」相關的天氣現象，比如大雨、濕雪、厚雲等。最新雷達技術也只能根據氣象學模型「預測」、無法探測冰雹存在。

肉眼看不到，雷達掃不出來，所以飛機在天上要完全規避冰雹的襲擊，那幾乎是不可能的。

冰雹撞擊安全如何設計？

一般而言，迎風面積大的部位最易受損。

如風擋玻璃、駕駛艙門窗、機頭鼻錐、機翼前緣、發動機進氣道、油箱、雷達整流罩等，且各部位受到冰雹撞擊後的破壞模式不盡相同。

C919飛機雷達罩工況靜力試驗現場

對於風擋玻璃、駕駛艙門窗等部位，猛烈的冰雹撞擊能夠在較短時間內使其產生裂紋，極端情況下甚至可擊穿玻璃，危及生命安全。

對於機頭鼻錐處，冰雹撞擊可能直接導致機頭錯位甚至直接斷裂脫落。在同一次冰雹撞擊事故中，多種損傷形式很可能集中出現。

C919飛機雷達罩

冰雹災害因其突發性強、來勢猛、數量多、強度大的特徵，導致飛機結構破壞、影響飛行安全性，威脅成員安全並可能造成經濟損失。中國民用航空規章第25部《運輸類飛機適航標準》（CCAR-25R4）規定，結構元件不會因包括冰雹在內的離散源損傷而失效。

根據冰雹撞擊的特點，當前民機抗冰雹撞擊設計的主要思路為：

提高蒙皮等結構抗衝擊能力，以避免或減輕撞擊威脅內部元件和管路。

採用蜂窩等吸能結構填充，實現減緩撞擊載荷，降低結構失效風險。

冰雹撞擊研究手段有哪些？

冰雹碰撞過程發生在毫秒級，衝擊特性上體現的是非線性的複雜衝擊動力學問題。目前研究冰雹的主流手段是數值分析與物理實驗。

雷達罩衝擊損傷引入

冰雹撞擊複雜性和技術難點體現在如下方面：

冰雹從與靶體的接觸到最後破碎變形，具有大變形、非線性特點，冰雹材料本身因其複雜晶體結構很難被模擬。

高速撞擊過程，冰雹呈現顯著應變率效應，應變-應力曲線的不明確性使其本構模型很難描述，且材料參數難獲取。

自然冰雹為多晶結構，而實驗室人工模擬冰雹多為單晶，兩者力學屬性差異性較大。此外，真實撞擊為大面積連續撞擊，冰雹撞擊地面模擬實驗較為困難。

我們的研究能力處於什麼水平？

我國航空事業高速發展，將冰雹撞擊影響降到最低是關係到國民經濟的現實課題，相關研究將對提升我國自主設計飛機的安全性具有重要意義。

冰彈撞擊破碎過程

在實驗能力方面，航空工業自主設計了冰雹撞擊實驗系統，填補了我國在該領域驗證能力的空白。同事掌握了實驗室人工模擬冰雹製備技術，廣泛應用結構抗冰撞測試。目前該試驗系統在飛機結構、發動機抗冰雹撞擊驗證和評估方面取得廣泛應用。

冰雹撞擊實驗系統及應用

在分析水平方面，航空工業基於大量試驗數據，開發了冰雹動態本構；建立了冰雹撞擊數值分析方法，可靠性得到試驗確認和驗證；開展大量冰雹撞擊飛機結構分析，有力支撐結構抗冰雹撞擊設計和評估。

End

來源：航空工業

參考資料：航空工業強度所、航空工業特種所

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