2022年3月21日,東航波音737客機失事,牽動着全國所有人的心。由于飛機航行的特殊性,所以一旦發生空難,機上人員的存活率幾乎為零。同時,民航客機的巡航高度在6000千米以上,這個高度并不适合乘客高空跳傘。
既然人不能跳傘求生,那麼就有人提出設想,是否可以在客機上安裝一個大的降落傘,在飛機出現重大故障時,彈出降落傘,使得整個飛機依靠降落傘減速後安全着落呢?
實際上,飛機增加降落傘并不是天方夜譚,在一些輕型飛機上,是可以增加降落傘的,并且已經有現實的案例,國外塞斯納級别的輕型飛機上就人改裝增加了降落傘,降落傘固定在飛機的重心上,也就是飛機機身中間位置,一旦飛機失控,降落傘就會打開,讓飛機保持再平衡狀态下降落,而不會發生倒轉和失去平衡的情況。
在我國也有給飛機增加失速傘的研究,2020年6月,C919的首架原型機B-001A在陝西閻良進行了失速改出傘系統空中開傘和抛傘試驗,以驗證失速改出傘系統的功能及可靠性。
但這個失速改出傘并不是為保障飛機降落而設計的,而是在飛機失速後,在飛機尾部彈出一個傘狀氣球,利用飛機慣性和反作用力強迫飛機低頭或者擡頭,回正飛機的飛行姿态。以免它失去平衡導緻飛行員難以控制飛機操作台,從而幫助飛行員從緻命的失速尾旋狀态改出,恢複正常飛行或者進行緊急補救措施。
目前,大約10%的小型通用飛機配備了可以搭載整架飛機、飛機上的乘客和貨物的降落傘,在美國賽斯納及西銳公司制造的小型飛機上,降落傘可以存放在機身位置,後座後面,或者機翼中段和駕駛艙上方。在發生緊急情況時,飛行員需要拉下機頂的一個把手,打開降落傘。小型通用飛機失控後,一旦降落傘打開,墜落速度将減至每分鐘大約518米,撞擊地面産生的力量,相當于跳下4米高的房頂。加上飛機裝備的其他安全裝置也能起到緩沖作用,例如座椅内的緩沖鋁以及用于在硬着陸時防止墜毀的起落裝置。所以基本能夠保障機内人員的生命安全。
說完小型客機,那大型客機有沒有辦法安裝降落傘呢?
大型客機上其實并沒有條件安裝降落傘,這與客機的結構設計有關。我們來分析一下,如果在客機上安裝降落傘,那降落傘開傘後,飛機也必須保持水平的狀态,才能确保安全。
如果是開傘後飛機失衡,落地後機頭或者機尾将與地面撞擊。如果是機頭撞地,機長肯定不答應,機尾撞地,後排乘客也不肯幹,開傘的保護效果完全沒有達到。
所以說飛機的降落傘必須安裝在重心的位置,也就是飛機的中部,穩定下來以後,傘繩會和機身及水平面垂直。此時因為飛機前段或後段機身所受重力和傘繩的力不在一條線上,會在機身上産生一個彎矩。
對彎矩不好理解的話,我們可以想象這樣一個場景:起重機吊住一段100米長的條狀鋼材的中部,鋼材的兩端會受到重力作用,自然下垂,整段鋼材會變成彎曲狀态。因為客機的機身細長,以及自身相當可觀的重量,這個彎矩将非常巨大。
其實在現實生活中,我們也會有這樣的發現,要想拉斷一根筷子,靠人力根本做不到,但是想折斷一根筷子就輕松多了。對大部分材料來說,他們中間位置的抗彎能力都比較差。在高空中,大型客機一旦開傘,整個客機很可能直接在高空攔腰折斷,這時候更别談什麼安全降落了。
如果不計成本地在飛機後背上布滿降落傘是否可行呢?讓兩條傘繩之間的彎矩控制在機身能承受的範圍内,的确可以避免飛機的高空解體。但由于飛機的高速飛行,增加的降落傘能不能正常打開都成問題,傘繩可能相互纏繞,降落傘直接失效。況且如此重的飛機,攜帶大量降落傘,給飛機增加了巨大的負荷。
此外,能不能夠制造出如此巨大的降落傘也是個問題,一般跳傘員使用的降落傘,在高空展開後為30平方米,人的體重按100公斤換算,一架波音737的重量約為41噸,加上需要承載一百多人和許多貨物,起飛重量至少在300噸以上。如果簡單換算一下,那至少需要制造一個大3000倍的降落傘,這麼大的傘,造出來的重量又相當于一架飛機,價格也不會便宜,而且如何安全展開等等都是工程難題。
除了在機身外面安裝降落傘,還有人提出,可以設計一種能緊急分離的客機,發生緊急情況時抛棄飛機的所有重型組件,例如機翼和發動機,降落傘隻負責拯救客艙,就能減少降落傘傘蓋數量。減少降落傘所需承受的重量是最合理的一種做法,但同時這也是一種極端做法,這些部件在高空中脫落,萬一客機正處于城市上空,那會造成更多的安全問題。另外,飛機在空中故障或失事時的姿态很複雜,失去控制的飛機會進入倒飛、失速、螺旋,或其他不可控的狀态,這會導緻整體式客艙與機體的脫離很不穩定。
在客機失事的統計中,客機最容易發生事故的兩個時間點是,起飛與降落的時候,像波音737MU5735在高空巡航階段發生事故的情況極端少見。起降階段客機的飛行高度很低,處于2000米的高度,這個高度想依靠降落傘來調整飛機姿态,時間上根本不夠,降落傘還沒完全打開,飛機就已經落地了。而且對于低空事故,很多時候是因為氣象條件不好,混亂的氣流在最惡劣的情況下能把一些不夠結實的飛機直接弄成解體。在這麼惡劣的環境下開傘非但保不住飛機,而且還會讓飛機散架得更快。
客機采用的所有安全裝置在選擇時都遵循這樣一條原則,即如何在給定的資金和重量前提下,最大程度地挽救生命。客機安裝降落傘的方案,并不能達到想象中的美好效果。很多人好奇能不能給飛機安裝降落傘,其最關心的核心問題,依舊是在發生空難的時候,飛機上的乘客有沒有一種安全的逃生方式,而不隻是等待機長調整飛機這一種自救出路。
遺憾的是,在目前人類的科學技術水平下,尚未找到能夠絕對确保航空安全的方法,希望随着人類科學的進步,能夠發明一種就算飛機高空解體,乘客也能安全降落的先進飛機。
飛機空難後存活率幾乎為0,為何不在機身上安裝一個大降落傘?
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