更好的飞机设计如何减少事故的致命性

更好的飞机设计如何减少事故的致命性

在飞行的早期,飞机并不是为坠毁而设计的。它们当然可以飞行,但一旦出现问题,几乎没有什么可以保护飞行员或乘客免遭即将到来的厄运。1917 年,一位名叫休·德哈文 (Hugh DeHaven) 的年轻飞行员在为加拿大皇家飞行队进行最后一次训练飞行时与另一架飞机相撞。他从 500 英尺高空自由落体,幸免于难,但另一架飞机的飞行员却未能幸免。

德哈文继续研究他称之为“耐撞性”的理念,重点是防止碰撞时受伤。正如历史学家艾米·甘洛夫 (Amy Gangloff) 在 1 月份的《科技与文化》 (一本关于科技史的杂志)中写道的那样,他设计了碰撞假人,并提倡使用安全带,使飞机座椅更安全,这样它们就不会在撞击时刺伤乘坐者。

“耐撞性”理念是韩亚航空 214 航班空难中如此多人员幸存的主要原因之一。“当他于 20 世纪 50 年代中期退休时,事故预防被认为是可以量化的;人们对坠机和碰撞对人体的影响有了更深入的了解,产品相关事故的责任被重新定义为由制造商和消费者共同承担,”甘洛夫写道。

部分得益于像德哈文这样的研究人员的努力,飞机安全性已经得到了很大的改进,而以前的座椅几乎是用螺丝固定在地板上,而且是用在火灾中会释放有毒气体的塑料制成的。德哈文的“耐撞性”理念是 7 月 6 日在旧金山发生的韩亚航空 214 航班坠毁事件中如此多的人幸存的主要原因之一。

“星期六坠毁的 37 客机是一架非常非常坚固的飞机。它建造得太过复杂了,”亚利桑那州 Embry-Riddle 航空大学安全科学教授 Bill Waldock 说道。“波音公司在那个特定的设计中加入了很多超出(安全)最低标准的加固措施。”这些加固措施,包括座椅和地板,使飞机稍微重了一点,但使其能够更好地承受冲击。

16G 座位

斯塔普将自己绑在火箭滑橇上,并对自己身体承受减速的能力进行了实验,不过在此过程中他摔断了几根骨头。据报道,为了让乘客在周六逃离飞机,机组人员不得不用刀子割断一些乘客的安全带。超级经济型航空公司瑞安航空的首席执行官迈克尔·奥利里去年曾表示,飞机上的安全带根本没用。毕竟,当你的飞机以每小时几百英里的速度坠毁在地面时,一块小布怎么能救你呢?但问题是,座椅本身——以及坐在上面——对于耐撞性来说实际上相当重要。商用飞机座椅,比如波音 777 上的座椅,是为了在发生碰撞时吸收冲击力而设计的。

我们所知道的有关人体如何最好地承受冲击力的大部分信息都来自约翰·斯塔普上校,他是一名陆军医务官,1945 年,他自愿担任陆军部调查的“人体减速器”,研究如何确保更多飞行员在空难中幸存。20 世纪 40 年代末和 50 年代,斯塔普在加利福尼亚和新墨西哥州的沙漠中将自己绑在火箭滑橇上,对自己的身体承受减速的能力进行了一系列实验。在他最后一次滑行中,他承受了超过 40G 的力,创下了人类纪录,不过他在此过程中骨折了几处。他的研究最终提高了飞机和汽车的碰撞安全性,不过他认为最佳的飞机碰撞保护来自向后座椅的结论似乎没有被采纳,可能只是因为这对我们来说很奇怪。

正如斯塔普上校所证明的,如果得到适当的约束,人体可以承受大约 40G 的冲击力。即使有座椅的额外保护,这种冲击力也可能导致尾骨骨折。丹佛大都会州立大学航空航天科学教授凯文库尔曼说:“如果想象一下货运列车撞上混凝土时产生的冲击力,大多数乘客的尾骨最终都会骨折。从飞行员的角度来看,座椅经过特殊设计,可以像手风琴一样向下折叠以消散部分能量。”他说,虽然乘客座椅的设计略有不同,但它们的框架相似。商用​​航空座椅的设计可承受高达 16G 的冲击力而不会断裂。

火灾和 90 秒规则

在许多情况下,撞击只是危险的一部分。火灾也是一大隐患。飞机燃料的易燃性略低于汽油,因为它主要由煤油制成,煤油是一种闪点较高的燃料(可燃的最低温度)。墙壁、座椅和地毯中的阻燃材料有助于减缓火势,而且当发生火灾时,较新的材料不会释放几十年前飞机座椅中存在的有毒气体。美国联邦航空管理局确定,地板照明可将疏散时间缩短 20%,当机舱充满烟雾时,地板照明有助于引导人们逃生。

从 1967 年开始,联邦法规开始要求载客量超过 44 人的飞机必须证明,在紧急情况下,所有乘客和机组人员能够在 90 秒或更短的时间内撤离——即使一半的出口被堵塞,就像这次的情况一样。

幻灯片

飞机制造商和航空公司本身都会接受测试,以确保它们符合 90 秒的标准。在韩亚航空坠机事件中,两个紧急出口滑梯充气到飞机内部,而不是在飞机外部,导致两名空乘人员被困,直到滑梯用斧头放气。(《今日美国》有一张关于飞机布局的精彩信息图。)想知道为什么紧急出口滑梯(也可以用作救生艇)不再是黄色的吗?它们有镀铝涂层,可以保护它们免受附近火焰的辐射热影响,因此不会像 1978 年洛杉矶致命空难中那样爆裂。

前开式出口门

尽管滑梯充气时并非毫无意外,但波音 777 的舱门设计得比以往的机型更容易打开,这可能节省了撤离时间。它们向前滑动并远离开口,比波音 737 等机型上的压力塞舱门更容易使用,后者需要将舱门稍微向内拉才能打开。“这些新型舱门系统工作得很好——滑梯充气速度稍快一些,”沃尔多克解释道。

《纽约时报》报道,事故发生后,美国国家运输安全委员会将调查波音 777 客机座椅在坠机过程中松动的可能性,以及某些滑梯打开不正确的原因。由于调查仍在进行中,波音公司拒绝对其飞机的任何安全设计发表评论。欧洲飞机制造商空中客车公司也拒绝在调查期间讨论其安全设计。

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