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        空難里程碑:從萊特兄弟到波音B777

        2014-09-16 07:33:30苗若玖
        知識就是力量 2014年9期
        關(guān)鍵詞:萊特空難客機(jī)

        苗若玖

        機(jī)械故障曾是空難主因

        在人類航空史的早期,機(jī)械故障或許是空難最常見的原因。1903年,美國人萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)。僅僅5年之后,萊特兄弟中的弟弟奧威爾·萊特就“發(fā)明”了空難。1908年,奧威爾駕駛一架自行研制的飛機(jī)為美軍表演,遭遇機(jī)械故障墜機(jī),并導(dǎo)致乘機(jī)體驗(yàn)的一名美軍中尉傷重不治。這起事故,被認(rèn)為是人類歷史上第一次出現(xiàn)乘客死亡的飛機(jī)空難。

        第一次世界大戰(zhàn)后,早期的民航運(yùn)輸也曾面臨機(jī)械故障的威脅?!耙粦?zhàn)”之后參戰(zhàn)各國軍隊剩余的飛機(jī)催生了民航客運(yùn)。人們從中選出運(yùn)載量較大的機(jī)型,改造成早期客機(jī)以發(fā)揮余熱。在當(dāng)時的歷史條件下,軍用飛機(jī)往往是為滿足某些戰(zhàn)術(shù)要求而犧牲部分可靠性的產(chǎn)物,因此基于軍用飛機(jī)改造的早期民航機(jī)也并不“專業(yè)”。

        由于戰(zhàn)爭中積累的科研成果得到轉(zhuǎn)化,20世紀(jì)20~30年代成了民航運(yùn)輸?shù)摹包S金時期”。隨著專業(yè)的客機(jī)被設(shè)計出來,航空旅行也成為一種商業(yè)服務(wù),飛機(jī)的可靠性問題才得到重視。時至今日,現(xiàn)代民航機(jī)純粹由于機(jī)械故障導(dǎo)致的空難已經(jīng)非常少見。

        利益之爭導(dǎo)致設(shè)計缺陷

        20世紀(jì)70年代,航空技術(shù)的進(jìn)步,使人們相信民航客運(yùn)會向著大客流和超音速這兩個方向“兩極分化”。然而,經(jīng)濟(jì)利益和政治博弈對技術(shù)的干預(yù),也為當(dāng)年的一些先進(jìn)機(jī)型埋下了設(shè)計隱患。

        在20世紀(jì)70年代初,美國波音公司的B747和道格拉斯公司的DC-10成為人類最早的大型遠(yuǎn)程客機(jī),并都瞄準(zhǔn)了洲際大客流運(yùn)輸市場。DC-10只有3臺發(fā)動機(jī),在油耗方面有不小的優(yōu)勢,但道格拉斯公司還希望它投放市場的時間也別被B747落下太遠(yuǎn)?!皳尮て凇弊屧缙诘腄C-10留下了機(jī)尾貨艙門的設(shè)計缺陷,艙門可能在飛機(jī)爬升時失控打開,導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)艙爆炸性失壓。1972年和1974年,兩架DC-10遭遇了同樣的事故,讓DC-10一蹶不振,訂單遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同時代的B747。

        蘇聯(lián)超音速客機(jī)圖-144的失敗,則可以歸因于其背后的“政治掛帥”。在英法決定合作研制“協(xié)和”超音速客機(jī)后,蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫責(zé)令圖波列夫設(shè)計局必須搶在英法研制成功之前制成超音速客機(jī)。但對于相關(guān)技術(shù)儲備和精密加工水平相對較低的蘇聯(lián)來說,“爭第一”意味著犧牲可靠性。圖-144完成了蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)層賦予它的政治獻(xiàn)禮任務(wù),但耗油量奇高和輸油管道、控制系統(tǒng)均不可靠的事實(shí),讓它總共只飛了55個客運(yùn)航班就不得不退役。而在此之前,這一機(jī)型已經(jīng)發(fā)生了數(shù)起墜機(jī)事故。

        超期服役存在安全隱患

        北京奧運(yùn)會前后,老舊的法國“快帆”噴氣式客機(jī),仍然在非洲一些國家使用。飛過將近半個世紀(jì)的“快帆”,是“老古董飛機(jī)”超期服役的一個極端例子。而在世界上很多經(jīng)濟(jì)落后或遭遇政治封鎖的國家,民航使用二手飛機(jī)、過時飛機(jī)或讓飛機(jī)超期服役的案例并不少見。它們的航空客運(yùn)主力,可能包括了在很多航空客運(yùn)發(fā)達(dá)國家早已淘汰的波音B707、B727,道格拉斯DC-8、DC-9和伊爾-62等機(jī)型。

        使用老舊飛機(jī)有諸多安全隱患。如果飛機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計壽命的起落次數(shù)和飛行里程,其可靠性無疑會降低很多。另外,在飛機(jī)停產(chǎn)若干年后,其全新備件也會越來越難獲得,這使航空公司不得不使用其他飛機(jī)上拆下來的舊零件,或者使用第三方廠商提供的代用品,這些行為同樣使飛機(jī)存在安全隱患。

        再者,隨著航空技術(shù)的進(jìn)步,人類對可能導(dǎo)致飛機(jī)墜毀因素的認(rèn)識會越發(fā)深刻,并體現(xiàn)在新飛機(jī)的設(shè)計方面。反過來說,老式飛機(jī)在設(shè)計之時,很可能沒有考慮到一些在當(dāng)時還不為人所知的空難原因,而且自身的設(shè)備落后也會讓它們?nèi)狈σ恍┩话l(fā)情況的應(yīng)對能力。

        自然因素挑戰(zhàn)航空安全

        飛行中最危險的階段,是飛機(jī)剛剛起飛和準(zhǔn)備降落之時。在這兩個階段,飛行的速度不高,穩(wěn)定性也不佳,很容易受到風(fēng)切變和側(cè)風(fēng)等氣象因素的影響。

        極強(qiáng)的側(cè)風(fēng)也有可能對飛機(jī)的飛行安全構(gòu)成威脅。在強(qiáng)側(cè)風(fēng)天氣里,幾十噸乃至更重的飛機(jī),在降落前一刻也會像紙飛機(jī)一樣被吹得偏離跑道中心,必須執(zhí)行特殊的進(jìn)場程序方能落地。如果飛行員操作失誤,后果將不堪設(shè)想。

        除了風(fēng)和氣流,飛機(jī)也會面臨濃霧、雷電、太陽風(fēng)暴和火山爆發(fā)等自然因素的威脅。它們會從不同方面干擾飛行,比如雷暴和太陽風(fēng)暴可能會干擾飛機(jī)電子設(shè)備,而火山爆發(fā)產(chǎn)生的火山灰則會損毀飛機(jī)發(fā)動機(jī)。

        暴力行為引發(fā)航空意外

        自20世紀(jì)30年代至今,為了政治、錢財或其他聽起來冠冕堂皇的理由,針對民航客機(jī)的暴力行為層出不窮,許許多多傷亡慘重的空難也隨之發(fā)生。

        2001年9月11日,4架遭遇恐怖分子劫持的民航客機(jī),撞擊了美國紐約世貿(mào)中心雙子塔和美國國防部五角大樓等建筑?!?·11事件”的恐怖襲擊案件總共造成3201人死亡。

        而在中國,1990年10月2日在廣州白云機(jī)場發(fā)生了“10·2”劫機(jī)案。當(dāng)時屬于廈門航空公司的波音B737型B-2510號客機(jī),在執(zhí)飛廈門至廣州航班的途中被劫持,并被要求飛往臺灣省。但在機(jī)組與劫機(jī)者周旋的過程中,飛機(jī)燃料逐漸耗盡,只得在廣州迫降。當(dāng)飛機(jī)落地時,劫機(jī)者情緒失控并開始?xì)蝻w行員,導(dǎo)致飛機(jī)失控,連續(xù)撞擊了地面停放的一架波音B707和一架B757。這起劫持事件使128人罹難,3架飛機(jī)全部報廢。

        在第二次世界大戰(zhàn)(包括中國的抗日戰(zhàn)爭),以及戰(zhàn)后的美蘇爭霸和非洲國家獨(dú)立浪潮中,都曾發(fā)生過民航客機(jī)被誤擊甚至是有意擊落的事件。

        空難補(bǔ)充完善了航空理論

        在超過一個世紀(jì)的時間里,人們圍繞空難展開的詳盡調(diào)查,揭示了史上絕大部分空難發(fā)生的原因;而這些調(diào)查結(jié)果,又成為飛機(jī)制造商改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計和生產(chǎn)流程,以及航空公司改進(jìn)管理和飛機(jī)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

        親歷世界上第一起空難,卻最終幸存的奧威爾·萊特,在災(zāi)難之后不久便開始思考導(dǎo)致墜機(jī)的原因,最終發(fā)現(xiàn)了螺旋槳設(shè)計方面的缺陷—當(dāng)時的技術(shù)條件決定了螺旋槳經(jīng)過幾次飛行之后就可能出現(xiàn)裂紋。萊特兄弟據(jù)此改進(jìn)了設(shè)計方案,為美國軍隊生產(chǎn)了一種真正實(shí)用的飛機(jī)。

        1953~1954年間“彗星”式民航客機(jī)的系列空難,則讓人類第一次關(guān)注航空飛行中的“金屬疲勞”問題?!板缧恰笔鞘澜缟系谝环N噴氣式民航客機(jī),相比于第二次世界大戰(zhàn)時期使用活塞式發(fā)動機(jī)的各類運(yùn)輸機(jī),它有著更快的速度和更高的飛行高度。為了彌補(bǔ)飛行高度帶來的客艙缺氧問題,“彗星”引入了增壓客艙,以模擬低海拔的大氣壓力。但在當(dāng)時,人們對這種技術(shù)可能帶給飛機(jī)機(jī)體的影響還并不太了解,因此沿用了此前民航客機(jī)普遍使用的方形舷窗設(shè)計。于是,在一次次伴隨起飛和降落的增壓減壓過程中,“彗星”的機(jī)體出現(xiàn)了“金屬疲勞”現(xiàn)象,方形的舷窗窗框成為薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生空中解體事故。對這一系列空難原因的調(diào)查,使得如今絕大多數(shù)大型客機(jī)都使用橢圓舷窗,并針對金屬疲勞采取測試技術(shù),從而減少了金屬疲勞導(dǎo)致空難的概率。

        2009年轟動世界的法航AF447空難,其主要原因也是空中客車A330客機(jī)在空速管(皮托管)和電傳操作系統(tǒng)方面存在設(shè)計缺陷,這可能導(dǎo)致自動駕駛系統(tǒng)紊亂,以及飛行員誤操作不易被發(fā)現(xiàn)。作為A330的第一起空難,AF447的悲劇讓人們猛然意識到,空中客車乃至歐洲航空界曾經(jīng)引以為榮的電傳操作系統(tǒng)并非萬無一失。

        空難往往意味著“粉身碎骨”,是人類的黑色記憶,但空難又是人類科技史上的一種另類的里程碑。因?yàn)?,每一次空難之后的科學(xué)分析,都可能會填補(bǔ)航空理論上此前被忽視的缺失環(huán)節(jié);而每一次對航空理論的補(bǔ)充完善,都意味著千千萬萬的生命將得到拯救。endprint

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