上海交通大学：《物理异想》课程教学资源（论文资料）當飛機撞上“Angry Birds”

當飛機撞上“Angry Birds” 姓名- 丁兆奇 學號 5100729062 手機號 13641889098 電子郵件… 465072319@qq.c0m 圆1“Angry Bird”VS Plane(画图板绘制。) 在民間流傳著一種駭人的說法，就是當飛機在空中飛行時，如果碰巧與一只 相向飛來的小鳥相撞，那麼這看似實力懸殊的一次較量，結局卻可能是機毀鳥亡。 新聞上也曾經報導過幾起飛機小鳥撞擊飛機的事故，有些飛機最終平安著陸，有 些則失控墜毁，到底小鳥撞上飛行過程中的飛機時會產生多大的衝擊力，我們需 要多厚多堅硬的飛機外殼或是其他預防措施來保證飛機和乘客的安全呢？下麵 就由我來做出一些分析。 由於鳥的飛行高度一般都低於1000，所以其在與飛機相撞時，飛機總處於 减速降落的過程中，因此我們設相撞時飛機的速度，V=150m/s,而小鳥飛行的 速度為'，=15m/s,飛機的品質為M,小烏的品質為m=1kg,由於小鳥的品質m 相比於飛機的品質M非常小，所以根據動量守恆定理和由能量守恆原理可計算 得，碰撞後可看作小鳥與飛機上以相同的速度運動，假設碰撞過程持續0.01s,由 衝量定理可得，小烏對飛機的衝擊力大約為16500N。這個力是相當大的，又加

當飛機撞上“Angry Birds” 姓名 -------- 丁兆奇 學號 ------- 5100729062 手機號 ------- 13641889098 電子郵件------ 465072319@qq.com 圖 1 “Angry Bird”VS Plane(画图板绘制。。) 在民間流傳著一種駭人的說法，就是當飛機在空中飛行時，如果碰巧與一只 相向飛來的小鳥相撞，那麼這看似實力懸殊的一次較量，結局卻可能是機毀鳥亡。 新聞上也曾經報導過幾起飛機小鳥撞擊飛機的事故，有些飛機最終平安著陸，有 些則失控墜毀，到底小鳥撞上飛行過程中的飛機時會產生多大的衝擊力，我們需 要多厚多堅硬的飛機外殼或是其他預防措施來保證飛機和乘客的安全呢？下麵 就由我來做出一些分析。 由於鳥的飛行高度一般都低於 1000m，所以其在與飛機相撞時，飛機總處於 減速降落的過程中，因此我們設相撞時飛機的速度，V 150m / s 1  ,而小鳥飛行的 速度為V 15m / s 2  ，飛機的品質為 M，小鳥的品質為 m=1kg，由於小鳥的品質 m 相比於飛機的品質 M 非常小，所以根據動量守恆定理和由能量守恆原理可計算 得，碰撞後可看作小鳥與飛機上以相同的速度運動，假設碰撞過程持續 0.01s,由 衝量定理可得，小鳥對飛機的衝擊力大約為 16500N 。這個力是相當大的，又加

上由於小鳥的體積很小，衝擊力的作用面積也很小，所以衝擊力所產生產生的壓 強更加驚人，所以我們的機身似乎難免被撞出一個破洞來，所以要使機身不被擊 穿就需要用強度很大的材料來建造飛機。 然而據我所知，現在主流飛機的外殼材料大都是铝合金和鋼，選材考慮的因 素基本就是成本低和重量輕這兩點。在鳥撞擊飛機這一問題上，主要還是依靠驅 趕機場附近的烏類，來减少事故發生的幾率。而在飛機飛行的過程中，由於飛機 自身的體積，品質都很大，導致了轉向的不靈便，難以避開相向飛來的小鳥，因 此一旦飛上了天，我們就只得聽天由命了。所以我們必須在飛機上天之前，就盡 我們所能，將這一事故的發生概率降到最低。其中最主要的一項工作便是轉移鳥 兒的棲息地，將它們轉移到離機場較遠的安全地區，並研究鳥兒的生活規律，在 其頻繁飛行的季節及時段，進行必要的驅逐。 圖2真實的機烏相撞後的修烈結局（百度搜得） 如此看來，現在的人們在面對“Angry Birds'”們的自殺式撞機時，所採取的 預測和防範措施並非十分完善，而最近的數據表明鳥撞飛機是威脅航空安全的重 要因素之一，自1988年以來，由於鳥擊引起的隧機事故已經造成190人死亡。 為了使類似的悲劇不再發生，我們必須想出更好更有效的方法來避開這些“Angry Birds”。 附文中用到的公式： 1.動量守恆定理：MW+m2=MW+mW 2动量守恆定理：2 2 2 2

上由於小鳥的體積很小，衝擊力的作用面積也很小，所以衝擊力所產生產生的壓 強更加驚人，所以我們的機身似乎難免被撞出一個破洞來，所以要使機身不被擊 穿就需要用強度很大的材料來建造飛機。 然而據我所知，現在主流飛機的外殼材料大都是鋁合金和鋼，選材考慮的因 素基本就是成本低和重量輕這兩點。在鳥撞擊飛機這一問題上，主要還是依靠驅 趕機場附近的鳥類，來減少事故發生的幾率。而在飛機飛行的過程中，由於飛機 自身的體積，品質都很大，導致了轉向的不靈便，難以避開相向飛來的小鳥，因 此一旦飛上了天，我們就只得聽天由命了。所以我們必須在飛機上天之前，就盡 我們所能，將這一事故的發生概率降到最低。其中最主要的一項工作便是轉移鳥 兒的棲息地，將它們轉移到離機場較遠的安全地區，並研究鳥兒的生活規律，在 其頻繁飛行的季節及時段，進行必要的驅逐。 圖 2 真實的機鳥相撞後的慘烈結局（百度搜得） 如此看來，現在的人們在面對“Angry Birds”們的自殺式撞機時，所採取的 預測和防範措施並非十分完善，而最近的數據表明鳥撞飛機是威脅航空安全的重 要因素之一，自 1988 年以來，由於鳥擊引起的墜機事故已經造成 190 人死亡。 為了使類似的悲劇不再發生，我們必須想出更好更有效的方法來避開這些“Angry Birds”。 附文中用到的公式： 1.動量守恆定理： ' 2 ' MV1  mV2  MV1  mV 2.动量守恆定理： 2' 2 2' 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 MV  mV  MV  mV