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        客機(jī)為什么不安裝彈射座椅和降落傘

        2019-04-17 01:56:02侯知健
        讀者 2019年9期
        關(guān)鍵詞:客機(jī)座椅飛行員

        侯知健

        幾乎每一次客機(jī)失事造成重大傷亡,都會(huì)有人發(fā)出這樣的疑問:為什么客機(jī)不給乘客配備降落傘呢?為什么客機(jī)不能裝彈射座椅呢?

        絕大多數(shù)人對(duì)彈射救生的期待,產(chǎn)生于軍用飛機(jī)。影視作品中,常能見到飛行員彈射生還的場(chǎng)景。但實(shí)際上,這種技術(shù)有極強(qiáng)的應(yīng)用局限性,根本不具備推廣給客機(jī)的價(jià)值。

        根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì),各國被彈射的飛行員的脊柱骨折發(fā)生率在16%~37%之間。1978年至2000年期間,美國空軍的彈射人數(shù)為362人,死亡率8%,重傷率20%,輕傷率62%——真正能不受傷的幸運(yùn)兒,僅有10%。

        對(duì)于相當(dāng)高比例的人群,身高體重等生理因素決定了,他們?cè)诶瓌?dòng)彈射手柄的那刻就意味著死亡的到來。即使是身體條件符合要求,并受過相關(guān)訓(xùn)練的人,能否在彈射救生中免受傷害,很大程度上依然取決于運(yùn)氣。

        2012年,中國出口坦桑尼亞的K-8教練機(jī)在地面起飛的滑跑過程中出現(xiàn)異常,飛行員雙雙彈射。前艙飛行員死得相當(dāng)凄慘,墜落方位在彈射點(diǎn)前方94.6米、右側(cè)10米處,救生傘根本沒打開,直接連人帶椅砸穿了屋頂。

        說實(shí)話,飛行員的選擇簡(jiǎn)直莫名其妙。當(dāng)時(shí)飛機(jī)的速度非常低,也沒有全面起火等危險(xiǎn)情況,完全可以緊急制動(dòng)停下來。這架飛機(jī)的主要損傷是無人控制后撞了機(jī)頭,簡(jiǎn)單修復(fù)以后繼續(xù)交付使用。

        這位坦桑尼亞飛行員死亡的原因只有一個(gè):他忘記按自己的身高、體重來調(diào)節(jié)座椅高度了。該座椅當(dāng)時(shí)的狀態(tài)是火箭包的檔位被設(shè)置在三檔,椅盆位置處于上極限。按他的身高、體重計(jì)算,他使得座椅的偏心距狀態(tài)(2.4毫米~27.4毫米)超出安全極限(10毫米~35毫米)7.6毫米。

        用簡(jiǎn)單的話來解釋他的死因就是:由于火箭推力方向和重心的距離超標(biāo)了不到1厘米,火箭一點(diǎn)燃,就推著座椅向前快速旋轉(zhuǎn);在旋轉(zhuǎn)的過程中,穩(wěn)定傘(穩(wěn)定姿態(tài)、方向的輔助小傘)又牢牢地把人和座椅給纏住了。結(jié)果人、椅不能分離,救生傘(主傘)也打不開,以致飛行員活活摔死。

        這不是中國彈射座椅才有的問題,早在前兩年,F(xiàn)-35不允許輕體重(62千克及以下)飛行員駕駛的新聞就一度引起關(guān)注。其裝備的馬丁-貝克的MK-16E彈射座椅,在A型(裝備EF2000)基礎(chǔ)上減重10.6千克以后,飛行員體重差異對(duì)人、椅重心范圍帶來的影響變大了;彈出去以后,人、椅組合的翻滾速度會(huì)大大超出安全范圍,非常有可能導(dǎo)致開傘的瞬間對(duì)頸椎造成嚴(yán)重的傷害而致殘、致死。

        所有的彈射座椅,其設(shè)計(jì)都是針對(duì)軍事空勤人員的。即使是身高、體重被嚴(yán)格限制的群體,彈射座椅也只能適應(yīng)其中90%的人。

        太高、太矮、太輕、太重……都會(huì)導(dǎo)致人、椅系統(tǒng)失去飛行穩(wěn)定性,進(jìn)而喪失救生能力。即使是各方面都非常優(yōu)秀的飛行員,也并不一定就能在彈射中安然無恙。

        曾將空中解體、猶如殘骸的蘇-27原型機(jī)安全降落的薩多夫尼科夫,就在擁有彈射經(jīng)歷的情況下,在1988年9月28日的T10K-1(蘇-33原型機(jī))飛控故障墜毀事故中脊柱嚴(yán)重受傷,沒過多久就去世了。

        很多人都以為,彈射座椅是靠火箭動(dòng)力飛出座艙的。其實(shí),所有的現(xiàn)役彈射座椅都是兩級(jí)動(dòng)力設(shè)計(jì):先靠高能火藥彈驅(qū)動(dòng)的彈射筒把座椅彈出座艙,隨后才啟動(dòng)火箭進(jìn)一步推動(dòng)座椅遠(yuǎn)離飛機(jī)。

        設(shè)置這么復(fù)雜的唯一原因,就是第一級(jí)加速的沖擊過載(從頭到屁股方向)已經(jīng)達(dá)到18~20倍重力、持續(xù)0.2秒,接近人體脊椎、特別是頸椎的極限了,推力再猛就會(huì)高概率當(dāng)場(chǎng)致死致殘。

        救生傘打開的時(shí)候稍微好一點(diǎn),但也會(huì)達(dá)到14~16倍重力、持續(xù)0.2~0.3秒。

        在這個(gè)過程中,人要避免受傷,還要保證姿勢(shì)和動(dòng)作的正確,才能讓脊椎處于最能承受沖擊,肌肉最大程度幫助脊椎分擔(dān)受力的理想條件。

        但實(shí)際事故中,大量彈射和開傘都是在飛機(jī)失控、翻滾中進(jìn)行的,根本做不到身體正直、緊貼靠背、頭靠座椅一類的要求。

        退一萬步講,假設(shè)真能造出安裝彈射救生設(shè)備的客機(jī),又能怎樣呢?其結(jié)果非常明顯:客機(jī)的整體安全性會(huì)嚴(yán)重下降,旅客乘坐的舒適性和靈活性將蕩然無存,機(jī)票費(fèi)用會(huì)暴漲到天價(jià)——進(jìn)而導(dǎo)致新型客機(jī)被徹底抵制,在市場(chǎng)上完全失敗。

        這一切,都是彈射座椅的技術(shù)要求所決定的。

        彈射座椅的工作流程中,彈射、加速、開傘,諸多環(huán)節(jié)都是依靠高能火藥完成的。一個(gè)座椅上下都是彈射彈、椅背火箭、兩向推力火箭包、風(fēng)向展開火箭、射傘槍、破蓋槍、雙向傳爆機(jī)構(gòu)等足以致命的危險(xiǎn)品。

        再怎么設(shè)計(jì),彈射需要的動(dòng)作和能量指標(biāo)都無法改變,火工品數(shù)量和總的火藥用量不可能減少。毫不夸張地說,每一個(gè)彈射座椅上都帶著好幾個(gè)炸彈——總能量足夠連人帶椅推出100米遠(yuǎn)。

        坐個(gè)客機(jī)穿成這樣,有必要嗎

        一架客機(jī),如波音737或者空客A320,一般可運(yùn)載一百五六十人;即使是打個(gè)對(duì)折,按七八十人計(jì)算,這架飛機(jī)上也會(huì)多出至少三四百個(gè)大大小小的炸彈。哪怕是炸一個(gè),或者意外點(diǎn)燃一個(gè),都足以造成災(zāi)難性的后果。

        而且,多次發(fā)生的空中恐怖事件,也讓人必須正視這樣一個(gè)問題:一定會(huì)有恐怖分子,把主意打到這些座椅自帶的火工品上。

        而受限于工作方式,威力最大的主火箭根本不可能被牢固地掩藏——這就有太多的辦法把它點(diǎn)燃甚至引爆了。

        這種設(shè)計(jì)本身帶來的額外風(fēng)險(xiǎn),已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)代客機(jī)的失事風(fēng)險(xiǎn)。

        不具備足夠行為能力、足夠身體素質(zhì)的乘客將完全失去搭乘資格。能夠搭乘的乘客,必須提前遞交身高、體重資料,以便航空公司提前對(duì)座位——包括火箭擋位、椅盆高度等因素進(jìn)行設(shè)定,接受彈射姿態(tài)訓(xùn)練的詳細(xì)培訓(xùn),且乘客之間禁止互相交換座位。

        客機(jī)經(jīng)濟(jì)艙座椅的舒適性已經(jīng)夠差了,彈射座椅的舒適性就更差了——至少絕不允許乘客在中途自由變動(dòng)靠背的角度。而且,彈射座椅確保安全的必需措施,就是在緊急狀態(tài)下對(duì)人體的有效束縛——要保證這一點(diǎn),乘客的肩部、腰部、腿部,都必須與座椅完全連接。

        僅僅有束縛是不夠的,乘客還必須從頭到腳都配備防護(hù)裝備,它們包括:

        頭盔——起到三重作用,即防止外物撞擊;阻擋高速氣流吹傷眼睛,順著鼻孔和嘴對(duì)呼吸道、肺部和腸胃造成嚴(yán)重傷害;減弱彈射座椅各個(gè)火工品工作時(shí)的爆轟沖擊波和噪聲傷害。

        氧氣面罩——防止人彈射過程中因?yàn)楦呖杖毖醵鴮?dǎo)致的嚴(yán)重?fù)p傷。

        阻燃材料制成的飛行服——相較于戰(zhàn)斗機(jī),彈射座椅的火箭尾焰灼燒客機(jī)座艙內(nèi)部的情況將會(huì)更加嚴(yán)重。

        彈射救生,座椅肯定需要一個(gè)飛出機(jī)身的無障礙通道,這就要在機(jī)身上開一個(gè)很大的洞。

        飛機(jī)上的每一個(gè)大開口,都會(huì)對(duì)機(jī)身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度(不易破壞)和剛度(不易變形)造成巨大的破壞。所以需要圍繞著這個(gè)口子,對(duì)承力結(jié)構(gòu)進(jìn)行額外的補(bǔ)償——這就意味著巨大的重量,以及設(shè)計(jì)和制造成本。

        輕型教練機(jī)用的輕量版彈射座椅,比如馬丁-貝克MK-16L,單個(gè)重量也在47.6千克,性能倒是剛剛夠噴氣客機(jī)用。座椅更重的同時(shí),客機(jī)的地板還要強(qiáng)化,以應(yīng)對(duì)彈射的沖擊。

        要滿足給飛機(jī)上的人都裝上彈射座椅,就意味著一架波音737或者A320級(jí)別的客機(jī),至少要在機(jī)身表面的承力結(jié)構(gòu)上開七八十個(gè)大洞,地板還要被空前強(qiáng)化。

        以現(xiàn)在的工程技術(shù),一定要做,也未必做不出來。只是額外的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)重量,會(huì)把飛機(jī)底部貨艙的貨運(yùn)重量指標(biāo)占用殆盡,而這原本是航空公司重要的盈利部分。

        為了避免彈射座椅之間的互相干擾和沖撞、燒傷,乘客之間必須拉大間隔。乘客數(shù)量要繼續(xù)減少——這意味著飛機(jī)運(yùn)行成本的提高,反而得由更少的乘客來分擔(dān)。

        設(shè)計(jì)制造、燃油消耗帶來的成本上升,在票價(jià)上升的因素比重中,大概連一半都占不到,最關(guān)鍵的是彈射座椅的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)成本。比如爆炸品的檢查、更高的庫房設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)苛的周邊規(guī)劃,以及日常管理維護(hù),都意味著巨額的開支。相關(guān)人員需要更高的資質(zhì),更高的工資和福利。這些因素疊加在一起,機(jī)票的價(jià)格必然要暴漲。

        關(guān)于客機(jī)救生的問題,還有人質(zhì)問,為什么不給乘客配備降落傘呢?

        這個(gè)問題比彈射座椅靠譜得多,歷史上既有通過艙門跳傘逃跑的客機(jī)劫機(jī)犯——比如大名鼎鼎的庫伯;也有毀滅性試驗(yàn)中的試飛員——波音727撞擊沙漠研究墜機(jī),飛行員中途跳傘離機(jī)。但必須要強(qiáng)調(diào)的是,這些跳傘,都是發(fā)生在客機(jī)飛行可控的平穩(wěn)狀態(tài)下。

        假設(shè)允許各個(gè)艙門在飛行中打開,在現(xiàn)代客機(jī)的空難中,超過90%的事故都出現(xiàn)在起飛和降落階段,高度通常非常低。

        在這類情況下跳傘,就算是老早站在打開的艙門邊上跳,留給人的反應(yīng)時(shí)間也非常短。不是專業(yè)的跳傘運(yùn)動(dòng)員或者資深愛好者,跳下去通常也是兇多吉少。

        跳傘是一種復(fù)雜的技能——生活不是游戲,不能撿起裝備就自動(dòng)獲得技能。而且必須強(qiáng)調(diào)的是,現(xiàn)在普遍采用下單翼吊艙布局的客機(jī),從前門跳傘就是自尋死路——被吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、撞上機(jī)翼的概率太高了;從中間或者后面的應(yīng)急門跳,被卷進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)噴流的概率也很大,結(jié)果也是九死一生。

        讓一架客機(jī)動(dòng)輒100多人安全離機(jī)是不可能的,而且如果所有人都往機(jī)尾應(yīng)急門方向移動(dòng),會(huì)對(duì)飛機(jī)的重心造成嚴(yán)重的影響。此時(shí),飛行員的操縱會(huì)變得過度敏感——重心后移導(dǎo)致飛機(jī)穩(wěn)定性下降,最終加劇飛機(jī)失控的程度。

        很多人談及空難就會(huì)想到無一生還的墜毀事故,實(shí)際上在大量事故中,飛機(jī)往往能夠成功或者半成功迫降,大部分,甚至全部人都能得以生還。這其中,機(jī)上的乘客保持相對(duì)良好的秩序,飛機(jī)重心得以平穩(wěn)不變,使飛行員仍然能盡力掌控飛機(jī),乘客在安全帶的保護(hù)下做好防沖擊準(zhǔn)備,是能夠幸存下來的關(guān)鍵。

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