Пистолет для стрельбы цыплятами или имитатор удара в полете — это пневматический пистолет большого диаметра, который используется для стрельбы тушками птиц по компонентам самолета, чтобы имитировать высокоскоростные удары птиц во время полета самолета. Реактивные двигатели и лобовые стекла самолетов особенно уязвимы для повреждений от таких ударов и являются наиболее распространенной целью в таких испытаниях. Хотя в испытаниях и сертификации самолетов используются различные виды птиц, устройство получило общее название «пушка для стрельбы цыплятами», поскольку куры являются наиболее часто используемыми «боеприпасами» из-за их доступности.
Столкновения с птицами представляют значительную опасность для безопасности полетов , особенно во время взлета и посадки, когда рабочая нагрузка экипажа самая высокая, а времени на восстановление перед потенциальным столкновением с землей мало. Скорости столкновения между реактивным самолетом и птицей могут быть значительными — часто около 350 км/ч (220 миль/ч), — что приводит к большой передаче кинетической энергии. Птица, столкнувшаяся с лобовым стеклом самолета , может пробить или разбить его, ранив экипаж или ухудшив его способность видеть. На больших высотах такое событие может вызвать неконтролируемую декомпрессию . Птица, попавшая в реактивный двигатель , может сломать лопатки компрессора двигателя, что может привести к катастрофическим повреждениям. [1]
Для предотвращения столкновений с птицами используются многочисленные меры, такие как использование отпугивающих систем в аэропортах для предотвращения скопления птиц, контроль популяции с использованием хищных птиц или огнестрельного оружия, а в последнее время и системы радаров для наблюдения за птицами, которые отслеживают стаи птиц и предупреждают пилотов и авиадиспетчеров . [2] [3]
Несмотря на это, риск столкновений с птицами невозможно исключить, и поэтому большинство государственных органов сертификации, таких как Федеральное управление гражданской авиации США и Европейское агентство по безопасности полетов, требуют, чтобы двигатели и планеры самолетов были устойчивы к столкновению с птицами в определенной степени в рамках процесса сертификации летной годности . В целом, двигатель не должен подвергаться неконтролируемому отказу (событию, при котором вращающиеся части выбрасываются из корпуса двигателя) после столкновения с птицей подходящего размера, а столкновение птицы с планером самолета не должно препятствовать «продолжению безопасного полета [и] нормальной посадке». [4]
Первое зарегистрированное куриное ружье было построено в 1942 году Управлением гражданской авиации США в сотрудничестве с Westinghouse Electric and Manufacturing Company . Созданное в Лаборатории высоких мощностей Westinghouse в Питтсбурге , оно было способно стрелять птичьими тушками со скоростью до 400 миль в час (640 км/ч), хотя большинство испытаний проводились при начальной скорости около 270 миль в час (430 км/ч). В качестве топлива в ружье использовался сжатый воздух, а компрессор хранил воздух в аккумуляторе до достижения желаемого давления. Чтобы выстрелить из ружья, оператор открывал электрический быстродействующий клапан, сбрасывая сжатый воздух в ствол. Различные начальные скорости достигались путем изменения давления, сохраняемого в аккумуляторе. [5]
Испытания, проведенные с помощью этого пистолета, были первыми в своем роде и показали, что стекло, используемое в лобовых стеклах обычных пассажирских самолетов, таких как Douglas DC-3, было чрезвычайно уязвимо к ударам птиц; панели были полностью пробиты 4-фунтовой (1,8 кг) птицей, летевшей со скоростью всего 75 миль в час (121 км/ч). Последующие испытания показали, что ламинированные панели из стекла, проложенного поливинилхлоридом, были гораздо более устойчивыми. [5]
Пистолет использовался в High Power Laboratory до ноября 1943 года. В начале 1945 года его переместили в научно-исследовательский центр CAA в Индианаполисе , который назывался Indianapolis Experimental Station, где он использовался для тестирования компонентов для различных производителей коммерческих самолетов [6] , прежде чем был снят с эксплуатации в какой-то момент в 1947 году. [7] Похожий пистолет был независимо разработан компанией De Havilland Aircraft Company в Соединенном Королевстве в середине 1950-х годов. [8] Королевское авиационное предприятие Великобритании построило куриный пистолет в 1961 году, а в 1967 году Отдел машиностроения Канадского национального исследовательского совета использовал конструкцию RAE в качестве основы для своего «Flight Impact Simulator Facility», пневматического пистолета, расположенного рядом с аэропортом Оттавы . [9] Этот пистолет оставался часто используемым до 2016 года, после чего был передан в дар Канадскому музею авиации и космонавтики и заменен парой более современных пистолетов. Замены могут быть приспособлены для птиц разного размера более легко за счет использования модульного ствола. [10] В 1970-х годах Goodyear Aerospace разработала куриное ружье, которое хранило сжатый воздух за керамической диафрагмой и использовало картонный поддон для центрирования и стабилизации курицы. При выстреле игла ударяла по диафрагме, разрывая уплотнение и позволяя воздуху продвигать снаряд вниз по стволу. Металлическое кольцо на дуле останавливало поддон, но позволяло курице вылететь из ствола. [11]
В 1972 году ВВС США построили баллистический полигон AEDC S-3 в Arnold Engineering Development Complex для испытания фонарей и лобовых стекол военных самолетов. Как и предыдущие куриные пушки, S-3 использовал сжатый воздух для запуска своих снарядов. [12] Позднее пушка использовалась при разработке и сертификации нескольких военных самолетов США, включая F-4 , F-111 и A-10 . [13] По состоянию на 2007 год [обновлять]пушка все еще находилась в эксплуатации. [14]
Пушки для стрельбы по цыплятам обычно используются в процессе подтверждения соответствия правилам сертификации. Учитывая их сложность и требуемые для их эксплуатации знания, производитель самолетов обычно заключает контракт с предприятием, которое эксплуатирует пушку, для проведения испытания на соответствие заданному стандарту. [10] [15] Испытуемый компонент надежно крепится на раме, пушка стреляет в него птицей, а результаты проверяются на соответствие соответствующим стандартам. [16] Большинство испытаний проводятся с пушкой, находящейся под давлением около 35 фунтов на квадратный дюйм (2,4 бар) — в результате чего птица весом четыре фунта (1,8 кг) запускается со скоростью около 350 миль в час (560 км/ч), что примерно соответствует результирующей скорости при столкновении птицы с самолетом. [9]
FAA не указывает виды птиц, которые следует использовать для тестирования, но заявляет, что птиц нельзя замораживать, поскольку это не будет точно отражать реальность удара. Куры используются, поскольку они дешевы и легкодоступны. [16]
Были предприняты попытки разработать искусственные аналоги птиц для использования в испытаниях на удар, чтобы заменить использование тушек. Мотивы для этого варьируются от обеспечения того, чтобы результаты были легко воспроизводимы в отрасли, стоимости и чувствительности к взглядам активистов по правам животных . [17] [18] Однако некоторые инженеры выразили обеспокоенность тем, что испытания с искусственными птицами неточно отражают силы, задействованные при ударах реальных птиц, поскольку у аналогов отсутствуют кости. Некоторые идут дальше и утверждают, что выращенные на фермах птицы, обычно используемые в испытаниях, также нерепрезентативны из-за более низкой плотности их мышечной ткани. [16] [19]
Во время разработки Boeing 757 в 1970-х годах крыша кабины пилотов была подвергнута испытанию на столкновение с птицей, в ходе которого 4-фунтовая (1,8 кг) курица была выпущена на скорости 360 узлов (410 миль/ч; 670 км/ч) в неподвижную кабину. К удивлению инженеров Boeing, курица пробила обшивку самолета. В результате кабина 757 и 767, имевшая ту же конструкцию, должны были быть усилены. Несколько самолетов 767 уже находились в эксплуатации и должны были быть отозваны для модернизации усилений. Позже в процессе разработки 757 был проведен тест на столкновение с птицей на окнах самолета, снова путем запуска в них курицы. Требования сертификации Управления гражданской авиации Великобритании в то время были более строгими, чем у FAA, и требовали, чтобы металл вокруг окон также выдерживал столкновение с птицей. 757 не прошел это испытание, что потребовало дальнейшей модернизации. [20]
После катастрофы космического челнока «Колумбия» в 2003 году пусковая установка на баллистическом полигоне AEDC S-3 была перепрофилирована для проверки устойчивости различных компонентов орбитального корабля «Шаттл» и стартовых топливных баков к ударам изолирующей пены. [21] Целью было выяснить точную причину катастрофы и установить, требовались ли какие-либо модификации шаттла. [22]
В комедийном сериале « Королевский канадский воздушный фарс» есть повторяющаяся сценка, в которой «куриная пушка» используется для стрельбы различными предметами, в том числе резиновой курицей, по фотографии известного человека, часто политика.