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  • 2018年08月13日   来源:高铁网   我要投稿铁路投稿/媒介发稿请加QQ

  • 内容提要:鸟类是航空安全的大敌,历史上因为鸟击航空器而造成的飞行事故举不胜举。目前,国际航空联合会已把鸟击升级为“A”类航空灾难,如何更有效地防范鸟击也成为现今航空业亟须解决的一项难题。...
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      (通讯员 吴克凡)鸟类是航空安全的大敌,历史上因为鸟击航空器而造成的飞行事故举不胜举。目前,国际航空联合会已把鸟击升级为“A”类航空灾难,如何更有效地防范鸟击也成为现今航空业亟须解决的一项难题。


      鸟击这种多发性、危险性事件的发生,轻者造成严重的经济损失,重者机毁人亡,后果不堪设想。据统计,超过90%的鸟击发生在机场和机场附近空域。由于飞机飞行速度快,与飞鸟发生碰撞后常造成极大的破坏,严重时会造成飞机的坠毁,目前鸟撞是威胁航空安全的重要因素之一。


      鸟类前来机场的主要原因源于获取食物、水源和栖息地的需要,还有相当一部分鸟类是因为迁徙途经飞机的航路或者机场控制区域。食物、水源和栖息地在多数情况下可以通过人工干预环境进行控制。但迁徙的鸟类往往令人防不胜防,也包括大雁等体型较大的鸟类,它们的危险性甚至高于地面区域活动的鸟类。航空史上最著名的空难事故之一便于此有关。


      2009年1月15日,由资深机长萨伦伯格驾驶的N106US号班机从纽约长岛拉瓜迪亚机场飞往北卡罗来纳州夏洛特客机刚起飞即遭受迁徙的大雁撞击。引擎吸入数只飞鸟导致两个引擎同时熄火。所幸的是,凭借丰富的飞行经验,萨伦伯格大胆地驾驶飞机迫降在哈德逊河上,全机乘客及机组人员幸存,创造了哈德逊河奇迹。这个真实的故事也改编成电影,于2016年上映,引起了不小的轰动。


      目前针对鸟类迁徙的威胁,航空界似乎并没有太好的防范方法。


      通过环志和卫星的数据发现,很多候鸟可以准确的在繁殖地和越冬地往返。这些鸟儿必须知道自己的位置和方向,所以必须有精确的定向和导航能力。一些研究证据表明,鸟儿的迁徙和地磁场有关。


      那么有没有可能建造一个人工磁场改变鸟的迁徙方向,使其远离对飞机有干扰的危险区域呢?这听起来有些像是天方夜谭。


      最近来自俄罗斯,德国和英国的学者做了一个非常有趣的实验。这些科学家在2013-2015年的秋季迁徙季节捕获了15只成鸟和25只亚成体(当年出生,没有迁徙经验)的芦莺。这种鸟儿夏季在欧洲和亚洲西部繁殖,冬季迁徙到非洲中西部地区。


      这些芦莺被捕获之后被饲养在的笼子里,这些笼子都放在室外,芦莺可以看到天空和周围的景物。


      整个实验是在一个可以控制磁场仪器内,并且保持外界环境的能见度大于50%,保证鸟儿能看见天空和环境特征。这样可以保证除了磁铁变化之外,其他一切因素都保持一致,比如气温,降水,嗅觉,视觉信号等。


      研究结果发现:


      成鸟在俄罗斯的Rybachy,自然磁场情况下,鸟儿朝着西南飞(角度为253°,正北为0,顺时针算),当然控制磁场为英国的Scotland时候,鸟儿飞行的方向改为了东南方向(70.1°),改变了151°。这说明了鸟儿知道磁偏角在5.5 °的俄罗斯Rybachy需要往西南飞,在磁偏角在-3°的英国的Scotland需要往东南飞;它们是根据磁偏角的方向来进行定位。


      这个实验通过人为的改变磁场,使得鸟类的迁徙方向直接发生了改变,并且与改变磁场地的鸟类迁徙方向一致,直接证明了鸟类确实可以通过磁偏角来判断所位于的经度。


      那么这个新鲜出炉的实验研究对现实世界有什么样的启示呢?人们可以通过利用人工磁场干预鸟类迁徙路线吗 ?


      一般来说民航班机的航线相对固定,进场离场都有固定的飞行程序。另一方面,目前世界上有8条候鸟迁徙路线。仅我国就占有3条,一个是西太平洋,主要是从阿拉斯加等到西太平洋群岛,经过我国东部沿海省份。第二条路线是东亚澳洲的迁徙路线,主要是从西伯利亚经过新西兰,经过我国中部省份。第三条路线是中亚、印度的迁徙路线,主要是从中亚各国到印度半岛北部,经过内蒙西部,新疆和西藏等西部区域。实验表明,候鸟的迁徙路线和方向是根据当地磁场偏角的值确定。这就为人为调整鸟类迁徙路线,使其避开飞机提供了可能。


      我们可以大胆设想,如果在基于对候鸟迁徙活动规律的了解上,在机场周边构建局部干扰磁场环境,并于鸟类的迁徙季节期间调整磁场范围内磁偏角的数值,鸟类就可以运用自己的导航系统调整飞行路线,有效地避开飞机的航道。人造磁场引导这些迁徙的候鸟避开飞机,既保护了机场的净空环境,也保护了鸟类的自身安全。


      与传统的惊吓和猎杀等看起来似乎比较野蛮的驱鸟手段不同,这就像为机场建造一个隐形的保护伞,于无形之中达到驱鸟目的。虽然存在这样的可能性,但从目前来看,改变机场周边局部地磁环境方面用于达到驱鸟目的仅仅是笔者的畅想,相关研究资料几乎一片空白,如若将来有可能具体实施,还需要考虑一些问题,下面就将这些问题列出进行简单的探讨。


      问题一:鸟类会由于局部的干扰迷失迁徙方向吗?


      答案是应该不会,根据上述实验可以推测,这些绕过机场的鸟类,在回到正常的地磁场环境后可以自动校正飞行路线,并不会迷失方向。相对于整个迁徙过程的几千公里而言,短距离的改变飞行路线,应该不会对其整个迁徙产生不良影响。当然将来人类也可以为鸟类佩戴跟踪器,进一步验证鸟类的迁徙路线改变情况。


      问题二:磁场的改变会对飞机的导航设备产生干扰吗?


      飞机刚诞生之初往往依靠磁罗盘判断方向,经过多年的发展,现代飞机依靠更为先进可靠的导航方式。主要有:无线电导航(依靠地面安装的无线电导航台发射的信号),卫星导航(采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术,如GPS导航),惯性导航(这个是自主推算导航,机载惯导设备感受飞机三轴加速度),天文导航等(以自然天体为基准,不受人工或自然形成的电磁场的干扰),一般情况下已经不再利用磁罗盘计算航向数据。因此答案是不会产生干扰。


      问题三:磁场的改变影响到其他动物吗?


      地磁场是许多生物定向和导航的重要物理参考场。动物地磁导航是人们最早注意到的生物地磁学现象。例如,信鸽归巢、候鸟在栖息地间的远距离迁徙、海龟洄游等已为人们所熟知。研究发现,海洋中大马哈鱼和带刺龙虾、爬行类的蝾螈、昆虫类的蚂蚁和蜜蜂、哺乳类的蝙蝠和鼹鼠都依赖地磁场定向和导航。虽然磁场对于动物如此重要,但局部小范围的改变应该不至于引起太大的影响,相对来说机场本身的运行和人类活动对于动物的影响远远超过小范围磁场变化的影响。


      问题四:技术上可以实现吗?


      除了上文鸟类迁徙实验中所提到的小型磁场外,目前人类已经可以创造出超过地球磁场强度的200万倍的人造无损磁场,磁场强度和磁场作用方向高度可控。在2017年华盛顿举行的“行星科学展望2050研讨会”上,为了让火星宜居,美国国家航空航天局(NASA)甚至提出给火星建造巨型人造磁场,相对而言,在地球上小范围实施比起在遥远的火星大规模进行还是要容易的多吧!


      通过控制机场局部地磁环境改变鸟类运动、迁徙区域,用以保护机场净空在理论上是可行的。但同时需要考虑多方面的因素,包括对地球环境的影响。至于是否可实际运用于驱鸟方面,目前还需要进一步的可行性论证。但无论如何,这为鸟击防范这样的世界性难题带来了新的启示,值得进行更深入的研究。


 

 



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