客机为什么不安装弹射座椅和降落伞|大象公会

客機為什麼不安裝彈射座椅和降落傘|大象公會

  事实上,绝大多数人如果用这两种装备逃生,只会死得更快,死得更多。

  文|候知健

  几乎每一次客机失事造成大量伤亡,都会有人发出这样的疑问:为什么客机不给乘客发降落伞呢?为什么客机不能装弹射座椅呢?更有人断言,这一定是资本集团为了压低成本、攫取利润而做出的黑心决定。

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  · 3月10日,埃塞俄比亚航空一架波音737MAX8飞机发生坠机空难。这是5个月内,波音737 MAX客机发生的第二起空难事故

  的确,波音、空客确实为了利润干过不少黑心事,但降落伞和弹射座椅的问题不在此列。事实上,这已经超出了钱的问题。绝大多数人如果用这两种装备救生,只会死得更快,死得更多。

  多数乘客的必死选择

  绝大多数人对弹射救生的期待,产生于军用飞机。影视作品中,常能见到飞行员弹射生还的场景。但实际上,这种技术具备极强的应用局限性,根本不具备推广给客机的价值。

  根据实际统计,各国弹射飞行员的脊柱骨折发生率在16-37%之间。在1978-2000年期间,美国空军的弹射人数362人,死亡率8%,重伤率20%,轻伤率62%——真正能不受什么伤的幸运儿,仅有10%而已。

  对于相当高比例的人群,身高体重等生理因素便决定了他们拉动弹射手柄就意味着死亡到来。即使是身体硬件标准符合要求的人,并经受过相关的训练,能否在弹射救生中免于无法恢复的伤害,很大程度上依然取决于运气。

  · 死法1:座椅高度调错了都会死

  2012年,中国出口坦桑尼亚的K8在地面起飞滑跑过程中出现异常,飞行员双双弹射。前舱飞行员死得相当凄惨,坠落方位在弹射点的前方94.6米、右侧10米,救生伞根本没打开,直接连人带椅砸穿了屋顶。

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  · 坦桑尼亚事故机,注意两根伸展出座舱盖高度的弹射筒,弹射座椅先靠它们冲出座舱,然后火箭才点火

  说实话,飞行员的选择简直莫名其妙,当时飞机的速度非常低(地勤称15-20公里/小时,幸存飞行员称30公里/小时),也没有全面起火等危险情况,完全可以紧急制动停下来。这架飞机的主要损伤是无人控制以后撞了机头,简单修复以后又继续交付使用。

  这起事故曾在军迷圈中引发了一场国产弹射座椅安全性的大争论——

  很多爱国军迷义正言辞地指出,K8等很多中国军机在外销时,都装的是马丁贝克等外国座椅,因此这起事故不能说明中国弹射座椅差。

  不过,出事的这架K8由于坦国较穷,装备的确实是国产TY7A型弹射座椅(2011年装机)。但是弹射座椅质量也没有问题,工作正常,且理论性能可以保证这种情况下的救生。

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  · 稳定伞会从后面拽住弹射座椅,稳定其飞行姿态

  这位坦桑尼亚飞行员死亡的原因只有一个:他忘记按自己的身高(1.71米/68公斤),调节座椅高度了。

  该座椅当时的状态是火箭包的档位被设置在三档,椅盆位置处于上极限。按他的身高/体重计算,他使得座椅的偏心距状态(2.4-27.4毫米)超出了安全极限(10-35毫米)7.6毫米。

  用大白话来解释他的死因,就是:

  由于火箭推力方向和重心的距离超标了不到1厘米,火箭一点燃,就推着座椅向前快速旋转;在旋转的过程中,稳定伞(稳定姿态/方向的辅助小伞)又牢牢的把人和座椅给缠住了。

  结果人/椅不能分离,救生伞(主伞)也打不开,活活摔死。

  或许会有人觉得,这只是中国弹射座椅才有的问题。但早在前两年,F-35不允许轻体重(62公斤及以下)飞行员驾驶的新闻就已一度引起关注。

  其装备的马丁贝克的MK-16E弹射座椅,在A型(装备EF2000)基础上减重10.6公斤以后,飞行员体重差异对人/椅重心范围带来的影响变大了;弹出去以后,人/椅组合的翻滚速度会大大超出安全范围,非常有可能导致开伞的瞬间对颈椎造成严重的伤害而致死致残。

  · 死法2:身体不达标,脊柱损伤

  所有的弹射座椅,其设计都是针对军事空勤人员的。但即使是这样自带严格身高/体重限制的群体,多数弹射座椅也只能适应其中90%的人。

  太高、太矮、太轻、太重、严重肢体不全,都会导致人/椅系统失去飞行稳定性、进而丧失救生能力。即使是各方面都非常优秀的飞行员,也并不一定就能在弹射中安然无恙。

  比如苏联的英雄试飞员,飞行技艺堪称炉火纯青。

  曾将空中解体、犹如残骸的苏27原型机安全降落的萨多夫尼科夫,就在拥有弹射经验的情况下,依旧在1988年9月28日的T10K-1(苏33原型机)飞控故障坠毁事故中脊柱严重受伤,不仅无法再次飞行,而且没有多久就逝世了。

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  · 活塞筒把弹射座椅顶出座舱的瞬间

  很多人都以为弹射座椅是靠火箭动力飞出座舱的,其实所有的现役弹射座椅都是两级动力设计:先靠高能火药弹驱动的弹射筒把座椅弹出座舱,随后才启动火箭进一步推动座椅远离飞机。

  搞这么复杂的唯一原因,就是第一级加速的冲击过载(从头到屁股方向)已经达到18-20倍重力、持续0.2秒,接近人体脊椎、特别是颈椎的极限了,再猛就高概率当场致死致残了

  救生伞开伞的时候稍微好一点,但也会达到14-16倍重力、持续0.2-0.3秒。

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  ·F18坠毁前的跳伞

  在这个过程中,人要避免受伤,还要保证姿势和动作的高度正确,才能让脊椎处于最能承受冲击、肌肉最大程度帮助脊椎分担受力的理想条件。

  但实际事故中,大量弹射和开伞都是在失控翻滚中进行的,根本做不到身体正直紧贴靠背/头靠一类的要求。在冲击的瞬间,处于不理想状态(比如身体侧弯、歪头)的脊椎,就极可能会在冲击中遭受非常严重的损伤。

  看完上面几条弹射座椅救生的基本限制,再来看看乘坐客机出行的普通人——婴幼儿、儿童、老人,基本都是弹射必死的人群。身高体重合适的青壮年人群,能承受弹射过载而不死不残的人,其实也不多。

  即便日常负重深蹲训练的撸铁者,也没有自信颈椎和腰椎能稳抗18-20倍重力冲击——如果连这样的训练基础都没有,那弹射救生这个事儿,还是别想了为好。

  客机不可承受之重

  退一万步,假设真能造出普及弹射救生的客机,又能怎样呢?不妨以此为基础展开一番反事实推理。

  不过,其结果是非常明确的:客机的整体安全性会严重下降,旅客的乘坐舒适性和灵活性将荡然无存,机票费用会暴涨到天价——进而导致新型客机被彻底抵制,在市场上完全失败。

  这一切,都是弹射座椅的技术要求所决定的。

  · 1:什么样的勇者,愿意坐在几百个炸弹中间?

  弹射座椅的工作流程中,弹射、加速、开伞,诸多环节都是依靠高能火药完成的。一个座椅,浑身上下都是弹射弹、椅背火箭/两向推力火箭包、风向展开火箭、射伞枪、破盖枪、双向传爆机构等等足够致命的危险品。

  再怎么设计,弹射需要的动作和能量指标都在那摆着,火工品数量和总的火药用量不可能减少。不夸张的说,每一个弹射座椅上都带着好几个炸弹——总能量足够连人带椅飞出一百米远那种。

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  · 这个火箭在客机座舱内点燃是什么感觉?

  一架客机,如波音737或者空客A320,一般装150、160号人;即使是打个对折,按7、80人计算,这架飞机上也会多出至少3、400个大大小小的炸弹。哪怕是炸一个、或者意外点燃一个,都足以形成灾难性的影响。

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  · SJU-5/A弹射座椅火箭

  而且多次发生的空中恐怖事件,也让人必须要正视这样一个问题:一定会有恐怖分子,把主意打到这些座椅自带的火工品上。

  而受限于工作方式,威力最大的主火箭根本不可能被牢固的掩藏——这就有着太多的办法把它给点燃甚至引爆了。

  这种设计本身带来的额外风险,已经远远超过现有客机的失事风险。而且在地面维护过程中都非常危险。包括中国在内的各国航空兵力量,因为种种原因违规操作的地勤人员,死在弹射座椅上的事故从来没有断过。

  · 2:荡然无存的乘坐灵活性和舒适性

  正如前文所述的弹射限制,这种客机的旅客是完全没有乘坐灵活性可言的。

  首先,不具备足够行为能力、不具备足够身体素质的乘客将完全失去搭乘资格,能够搭乘的乘客,必须提前递交身高/体重资料,以便航空公司提前对座位——包括火箭挡位、椅盆高度等因素进行设定,并接受弹射姿态训练的详细培训,乘客之间禁止互相交换座位。

  客机经济舱座椅舒适性就够差了,弹射座椅的舒适性就更差了——至少绝不允许乘客中途自由变动靠背的角度

  而且,弹射座椅确保安全的必须措施,就是紧急状态下对人体的有效束缚——要保证这一点,乘客的肩部、腰部、腿部,都必须与座椅完全连接上。

  仅仅有束缚是不够的,乘客还必须从头到脚有足够的防护装备,它们包括:

  

  头盔——起到三重作用:防止外物撞击;阻挡高速气流吹伤眼睛、顺着鼻孔和嘴对呼吸道/肺部和肠胃造成严重伤害;减弱弹射座椅各个火工品工作时的爆轰冲击波和噪声伤害。

  氧气面罩——防止人弹射过程中因为高空缺氧而导致的严重损伤。

  阻燃材料制成的飞行服——相较于战斗机,弹射座椅的火箭尾焰灼烧客机座舱内部的情况将会更加严重。

  

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  · 坐个客机穿成这样,有必要吗?

  你愿意被裹成一个粽子,直挺挺的安装在飞机座位上,还是乘坐目前虽然狭窄但仍能忍受的经济舱座椅?

  · 3:天价机票

  弹射救生,座椅肯定需要一个飞出机身之外的干净通道,这就要在机身上开一个很大的洞。

  飞机上的每一个大开口,都对机身结构的强度(不易破坏)和刚度(不易变形)性能形成巨大的破坏;需要围绕着这个口子,做出非常强壮的承力结构进行额外的补偿——这就意味着巨大的重量、以及设计和制造成本。

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  · 737废弃的机身注意舷窗和地板下的货舱门周边,都有显著的强化结构

  轻型教练机用的轻量版弹射座椅,比如马丁贝克MK-16L,单个重量也在47.6公斤,性能倒是刚刚够喷气客机用。座椅更重的同时,客机地板还要显著强化,以应对弹射的冲击。

  要满足给一飞机的人都装上弹射座椅,这意味着一架波音737或者A320级别的客机,至少要在机身上表面的承力结构上7、80个大洞,地板还要空前的强化。

  以现在的工程技术,一定要做,也未必做不出来;只是额外的结构补强重量,会把飞机底部货舱的货运重量指标占用殆尽——而这原本是航空公司盈利的重要部分。

  为了避免弹射座椅之间的互相干扰和冲撞、烧伤,乘客之间必须拉大间隔。前文中直接把乘客数量减半就是因为这点,实际上很可能还要继续减少——这意味着贵得多的飞机运行成本,反而只能由少得多的乘客来分担。

  但设计制造、燃油消耗带来的成本上升,在票价上升的因素比重中,大概率是一半都不到的,最关键的是弹射座椅的检查、维护、保养成本。

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  · 现有的民用机场维护体系,根本伺候不了弹射座椅

  比如对爆炸品,更高的库房设计建造标准,严苛的周边规划,以及严格得多的日常管理维护,都意味着巨额的开支。相关人员需要更高的资质,而且原则上不允许加班倒班,不允许下达劳动量的硬指标,都需要更高的工资和福利。

  这种养护成本可比现在军队的要高得多了。一个战斗机团24架飞机,飞机上撑死也就是3、40个座椅。如果客机装上弹射座椅,单一架客机就是两个战斗团的规模,而一个航空公司又有多少架客机,带来多大的地勤压力?

  这些因素叠加在一起,机票的价格必然要暴涨,十倍都打不住是高概率事件——否则航空公司等着破产倒闭。

  降落伞:得不偿失的选择

  关于客机救生的问题,还有些人质问,为什么不给乘客配备降落伞呢?

  这个问题多少还是比弹射座椅靠谱很多,历史上既有通过舱门跳伞跑路的客机抢劫犯——比如大名鼎鼎的库伯;也有毁灭性试验中的试飞员——波音727撞击沙漠研究坠机,飞行员中途跳伞离机。

  但必须要强调的是,这些跳伞,都是发生在客机飞行可控、平稳的状态下。

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  假设允许各个舱门在飞行中打开,在现代客机的空难中,超过90%都出现在起飞和降落阶段,高度通常非常低。

  这类情况跳伞,就算是老早站在打开的舱门边上跳,留给人的反应时间也非常短,不是专业的跳伞运动员或者资深爱好者,跳下去通常也是凶多吉少。

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  · 看看喷气机的喷流,再考虑是不是值得冒险一把

  跳伞是一种复杂的技能——生活不是游戏,不是捡起装备就能自动获得技能的。不会跳伞而硬要赌一把,生还几率并不比从几十米高的大桥往水面跳来的高。

  而且必须要强调的是,现在普遍采用下单翼吊舱布局的客机,前门跳伞就是找死——被吸进发动机、撞机翼的概率太高了;从中间或者后面应急门跳,也大概率会被卷进发动机的喷流——这个结果也是九死一生。

  不仅要让一架客机动辄一百多号人安全离机是不可能的,而且一个人就有好几十公斤重,如果所有人都急剧的往机尾方向的应急门方向移动,会对飞机的重心造成严重的影响。此时飞机对飞行员操纵的反应会变得过度敏感过激——重心后移导致飞机稳定性下降,最终导致飞机失控的更为剧烈。

  这种推论并非危言耸听,在过往已经发生过的空难中,事故原因是货物固定不当、甚至没有固定,在飞行过程(特别是爬升)中剧烈滑动的案例,并不只是一起两起了。

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  · 意大利2013年迫降,151人无人受伤

  很多人谈及空难就只想得起无一生还的团灭坠毁事故,但实际上有大量事故最终是成功或者半成功迫降的,大部分、甚至全部人都能得以生还。这其中,机上的乘客保持相对良好的应急秩序,飞机重心得以平稳不变使飞行员仍然能尽力掌控飞机,乘客在安全带的保护下做好防冲击准备,是能够幸存下来的关键。

  如果当给乘客配发降落伞,鼓励超过90%根本没接受过跳伞训练的人在危机关头自寻生路,死的人一定远比今天要多得多。

  当前的航空安全依然有很多可以改进的地方,但呼吁普发降落伞和安装弹射座椅并不能起到作用。波音737max这样的安全事故,最好的回应就是用钱投票——

  你的每一次市场上的自由消费,都是你在这个世界上为自己做出的选择。消费者/航空公司/客机制造商,压力终归是要逐级反馈传递上去;只要汇聚的力量足够大,就算是波音这样的大佬,要么认错改进,要么不断透支信誉和口碑最终完蛋。

  在历史长河中消逝的此类企业太多了,但依旧容得下一个波音。

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