Почему птицы сталкиваются с самолетами?

На языке пилотов «страйк» — вовсе не лучший удар, который можно сделать в боулинге. Как правило, этим словом в авиации обозначают столкновение птиц с самолетом (с добавлением слова bird (птица) — получается «bird strike»). На самом деле птицы сталкиваются с самолетами очень часто: вполне возможно, такой инцидент был даже во время вашего недавнего полета, просто вы об этом не знаете. Обычно такие происшествия не приводят к серьезным последствиям, птица весом меньше 3 кг просто сгорает в двигателе. Однако иногда самолеты даже вынуждены экстренно садиться из-за столкновения с птицами.

Только в России официально зафиксировано около 7 000 случаев «bird strike» за год — в странах Европы эта цифра доходит до 10 000. Правда, лишь порядка 5% попаданий птиц приводят к повреждению самолетов. Но из-за предосторожности все самолеты после столкновения возвращаются в ближайший аэропорт, а пассажиры пересаживаются на другой рейс с другим экипажем. В редких случаях повреждения оказываются слишком серьезными, и пилоты попадают в нештатные ситуации. Это произошло с Airbus A321 «Уральских авиалиний», который 15 августа 2019 года приземлился на поле близ аэропорта из-за отказа обоих двигателей, вызванного столкновением с птицами.
 

Вообще, птицы не летают высоко. Большинство столкновений происходят на высоте ниже 150 метров — то есть как раз при взлете или посадке. Скорость самолета в этот момент ниже, чем на высоте, а быстрые маневры уклонения осуществить трудно. Исход по большей части зависит от того, в какую часть самолета бьется птица.

Наибольшую опасность представляет попадание птицы в двигатель. По стандартам безопасности крупные двигатели должны выдерживать столкновение с птицей весом менее 3,5 кг без опасного и быстрого выброса острых осколков лопастей из двигателей. Фактически большинство двигателей могут проглотить птицу и лишь немного повредить лопасти. Тем не менее это тоже является повреждением: а если птица попадется крупнее, столкновение с ней может вызвать отказ двигателя. Лопасти начнут ломаться одна за другой, что вызовет пожар.

Пилоты могут потушить пожар в двигателе и полностью отключить его, чтобы затем вернуться в аэропорт вылета (если инцидент произошел во время взлета) или завершить посадку с одним работающим двигателем. Все пилоты обучены управлением самолетом с одним двигателем, хотя это очень сложно: приходится переходить полностью на ручные контроллеры и совершать визуальный заход на посадку. Не так давно самолет японских авиалиний был вынужден совершить экстренную посадку в Нью-Йорке, потому что птица ударила в самолет; другой самолет был вынужден вернуться в аэропорт Кардиффа в Уэльсе после того, как птица попала в двигатель.

Подборка видеороликов, где самолеты сталкиваются с птицами

Но совсем другой случай — когда пернатые попадают сразу в два двигателя. В этом случае они, как правило, летают не по одиночке, а стаями, а это уже опасно. Описанный выше сценарий с отказом одного двигателя повторяется на втором, и самолету не остается ничего, кроме как планировать.

Действия пилотов в этом случае напрямую зависят от высоты. Если инцидент произошел на 3-4 тысячах метров, они еще могут развернуть самолет обратно в аэропорт и посадить его (или завершить запланированную посадку), хотя надо признать, что столкновение с землей будет очень жестким — все зависит от умений пилота и его возможности «прочувствовать» многотонную машину. Но если самолет не успел набрать высоту при взлете (до 1 000 метров), птицы попали в оба двигателя и привели к их отказу, пилотам просто не хватит высоты для маневра. В итоге они принимают решение сажать самолет там, где придется — на шоссе, поле (как в случае с бортом «Уральских авиалиний»), воду и любую другую подходящую, если можно так ее назвать, поверхность.

Если лайнер занял эшелон в 10 000 метров, он может планировать на расстоянии 140-150 километров в зависимости от типа воздушного судна. Вот только птицы на такой высоте не летают, поэтому все столкновения происходят гораздо ниже — на высоте ниже 1 000 метров. Этого не хватает даже для того, чтобы планировать 30 километров. Вынужденное планирование может привезти к тому, что нос самолета задерется слишком высоко

Если пилоты понимают, что самолет не сможет дотянуть до ближайшего аэропорта, они принимают решение о посадке на пустырь (при его наличии) или воду (так называемое «приводнение» самолета). В этом им помогает ВСУ — вспомогательная силовая установка. Это небольшой двигатель, оснащенный турбиной, которая вырабатывает энергию, что в свою очередь активирует действие всех необходимых для работы агрегатов самолета — от рулей управления и высоты до приборной панели.

Одним из ярких примеров приводнения является аварийная посадка A320 на Гудзон, которая произошла 15 января 2009 года. Авиалайнер компании US Airways через 1.5 минуты после взлёта столкнулся со стаей канадских казарок, и у него отказали оба двигателя. Экипаж благополучно посадил самолет на воду реки Гудзон в Нью-Йорке. Все находившиеся на его борту 155 человек (150 пассажиров и 5 членов экипажа) выжили. Самолет как раз успел набрать высоту 975 метров: этого хватило на то, чтобы развернуть лайнер, взлетавший на север, на юг, спланировать над рекой Гудзон, не задев мост Джорджа Вашингтона, и приводнить лайнер. Впоследствии по этим событиям был снят художественный фильм «Чудо на Гудзоне».
 

На самом деле если попробовать воспроизвести такую ситуацию на авиасимуляторе, пилотам в большинстве случаев удастся вернуть лайнер в аэропорт вылета. Проблема в том, что в симуляторе на принятие решения дается всего 5 секунд (а такие ситуации отрабатываются только на симуляторах). В реальности же пилотам требуется на это 20-30 секунд из-за стрессовой ситуации. Поэтому часто пилотам уже не хватает времени, чтобы посадить самолет без происшествий.

Всего известен 21 случай управляемых вынужденных посадок пассажирских авиалайнеров на воду, в 10 из которых при посадке никто не погиб. Один из них — посадка Ту-124 на Неву — авиационное происшествие, случившееся в Ленинграде (Санкт-Петербурге) 21 августа 1963 года. Правда, в том случае проблема была не с птицами: из-за дефекта самолета топливо не поступало в двигатели, и они остановились.

Посадка на поле является еще более сложной — пилотам необходимо учитывать неровность рельефа поверхности и рассчитать правильную скорость, чтобы не допустить сваливание самолета и сесть «на брюхо» как можно мягче. Такая посадка производится без выпущенных шасси, поскольку стойка шасси при неровной поверхности может повредить топливные баки. Последнее может привести к воспламенению самолета, как это произошло с авиалайнером Sukhoi Superjet 100-95B. 5 мая 2019 года во время посадки лайнер получил повреждения, ставшие причиной возникновения пожара (стойка шасси пробила бак с топливом), в результате которого самолёт частично сгорел.

Так что 15 августа 2019 года пилоты A321, можно сказать, совершили чудо.

Не только двигатели подвергаются риску при попадании птиц. Окна в кабине пилотов тоже могут разбиться. Но делают их из трех слоев ламинированного акрила и стекла, спроектированных так, чтобы выдерживать град в сердце бури, поэтому птицы не представляют для них проблему. Наличие множества слоев также обеспечивает герметичность самолета даже в случае повреждения внешних слоев. Также пилотов обучают включать нагрев стекла, чтобы лед не намерзал на высоте, перед взлетом; так стекла становятся мягче и более устойчивыми к ударам. Подробнее об этих технологиях можно узнать в нашем новостном канале.

Хотя, иногда птицы все же прорываются — особую опасность представляют гуси и орлы, которые весят больше 5 кг.

Довольно часто возникает предположение, что двигатели должны быть защищены решеткой, но это не так просто сделать. Проблема в том, что для того, чтобы эффективно заблокировать птицу на скорости 800 километров в час, сетка должна быть весьма прочной и толстой, но это помешает поступлению воздуха в двигатель. Двигатели эффективны, потому что тщательно спроектированы, чтобы задействовать тончайший воздух на высоте, поэтому минусы защитной решетки перевешивают плюсы. Да и при попадании такой сетки в двигатель последствия могут быть гораздо более плачевными, чем от столкновения с птицами.

И самолеты, и аэропорты оборудованы специальными устройствами, издающими отпугивающие птиц звуки. Но, как видно, этого не хватает — даже акустические пушки и пиротехника не гарантируют того, что загульные пташки не окажутся на лобовом стекле или в двигателе самолета. Поэтому птицы регулярно встречаются с самолетами, и окончательного решения этой проблемы пока не найдено.

Немалую опасность также представляют дроны — если столкновения с птицами являются случайными, то пилоты квадрокоптеров зачастую специально летают около аэропортов. В декабре 2018 года аэропорт Гатвик на юге Англии не работал на протяжении 36 часов из-за внезапно появившихся на небе дронов. Из-за опасности столкновения пассажирских самолетов с беспилотниками было отменено около 1000 рейсов, вследствие чего более 140 000 человек были вынуждены десятки часов ждать возобновления работы. Беспилотники, летающие вблизи аэропортов, действительно опасны. Столкнувшись с небольшим дроном самолет может потерпеть крушение.

На данный момент исследователи из Великобритании, а также со всего мира работают над различными датчиками и материалами, которые смогут самостоятельно оценивать состояние самолета и устранят необходимость прерывать полет после столкновений с птицами. Идея заключается в том, чтобы создать беспроводную систему, которая может определить место и силу повреждений. В конечном итоге пилоты смогут получить информацию о возможности безопасного продолжения полета после удара, поскольку каждый возврат в аэропорт экономически невыгоден для авиакомпании. При более серьёзных повреждениях система будет передавать данные о них на Землю, чтобы техники к моменту посадки уже знали, какие запчасти нужны.

А пока такой системы нет, предупредительные звуки и тщательное обучение пилотов будут оставаться нашей единственной защитой против попаданий птиц.