飞机的坠撞事故总是难以完全避免的
2019-04-04 20:56
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● 机身与起落架的连接必须紧固,防止起落架中穿透机舱或油箱;

(注:本文由工信部民航局适航性技术研究与管理中心适航与安全微信团队(微信公众号:适航与安全)授权民航资源网刊登,作者:宋涛)

● 采用具有一定突出部位的机首。机首结构的材料应尽可能具有较长的塑性变形区段,以保证充分的能量吸收率,起到降低传递到座椅导轨上和其他关键部位的过载的作用;

飞机的飞行事故严重地威胁着乘员的生命安全。随着科学技术的发展、适航部门审查监督的加强以及人们为避免事故发生作出的不懈努力,使当今世界民用航空的安全性已大为提高。但事实表明,无论飞机设计和制造得多么先进、可靠,由于各种不能完全准确预测的原因(如设计、制造、维护、气象以及人为差错等),飞机的坠撞事故总是难以完全避免的。美国军方早期的坠撞事故调查结果显示,如果能在飞机设计的最初阶段就考虑到坠撞安全性设计,那么坠撞事故中的92.8%都将成为可生存或部分生存的,从而可大大提高飞机坠撞后乘员的生存率。

适航性标准考虑的既然是全面性的民用飞机安全要求,因此,适坠性自然地就成为适航性要求的一个重要组成部分。经过国外多年在飞机事故,尤其是坠撞性事故调查、分析和研究,结合在结构安全性上大量的基础性工作和试验研究,适坠性技术和飞机的抗坠撞设计已经体现在了运输类飞机适航标准中,主要体现在以下几个方面:

适坠性是论述飞机在坠撞或其它应急事件中有关乘员的保护/存活和撤离的学科,适坠性包括机体结构的适坠性和客舱内部设备/构件的适坠性。广义地讲它反映的是客舱安全性,涉及的主题有:人的耐受容限、材料的可燃性、座舱的布置、逃生装置、旅客通告、应急撤离和应急设备等。适坠性要求的实质是客舱安全。

● 机身下腹部应该尽可能光滑,确保起落架破坏后能够在地面顺利滑行。

● 设置高效的应急逃生设备和应急程序,使坠损后有生存希望的乘员能迅速逃离事故现场或得到及时营救。

通过长期的研究,研究者们就飞机结构抗坠毁设计总结出了如下几点经验:

● 机舱内部应采用耐火光滑机舱壁板,保证乘员能够在火灾发生前逃逸;

● 在飞机坠撞过程中需要始终保持机舱结构完整性,不能产生过大的挤压变形而显著减小乘员的生存空间,导致乘员受到挤压伤害。要求舱门等结构不能产生明显的塑性变形,妨碍乘员在事故发生后迅速逃生。因此相对于其他部分而言,机舱结构不但需要具有高强度而且还需要较高的刚度;

● 改善机体结构的耐坠损性能力,使飞机结构在整个坠损过程中具有为乘员维持生存空间的能力;

第三类:坠撞十分严重,不可生存事故。这类事故是属于飞机的坠撞状态和撞击条件都十分严重的空难事故(如空中碰撞,或者在30m以上的高度坠落,或者以很大纵向速度撞击到坚硬的障碍物等)。这类事故由于撞击能量过大,会造成机体结构大范围的损坏,并产生乘员难以忍受的大过载,使乘员几乎不可能生存。

● 机身结构的连接件必须具有足够的强度,防止铆钉等连接件飞溅脱落伤及乘员,并且防止座椅与机舱地板脱落或舱内其他设备脱落而导致乘员与舱内设备发生碰撞而受伤;

第一类:一般或轻度坠撞事故。这类事故发生的次数比较多,对飞机结构造成的损坏不严重,而且一般都是局部性的损坏。现有飞机上的设备(如肩带、安全带等)可以提供对乘员的安全保护,也就是说不存在威胁乘员生存的问题。

抗坠撞设计的核心问题就是要竭尽全力提高飞机在可生存事故中乘员的生存概率,保护机上乘员的生命安全是抗坠撞设计工作的主要出发点。在意外的坠撞事故中,飞机结构的塌陷和损坏只要不威胁到乘员的生存空间,都是允许的。在设计上甚至允许以一种可控的,按预先设定的方式受挤压、产生大的结构变形乃至破坏来吸收能量,从而使作用于乘员的撞击力、负加速度减小至乘员所能承受的水平(不超出乘员的耐受极限)。同时还要保持乘员所在空间(驾驶舱、乘员舱)的基本完整性(一般要求不小于原有空间的85%,并能使乘员在最短时间内逃离坠撞后的飞机)。简而言之,就是要使飞机的机体结构具有良好的抗坠撞性能。

● 加强系留环节和改善环境的危险因素,防止在坠损过程中,乘员被抛掷,撞击突出的、尖锐的物体而致伤。

美国和欧洲的一些国家很早就开展了有关飞机结构抗坠撞问题的研究,美国军方为此制定了飞机生存率设计指南和相应的结构抗坠撞设计规范,并把飞机结构的抗坠撞性能作为初始设计阶段的一项重要指标来考虑,使之成为与飞机设计的重量、过载、疲劳寿命等同等重要的关键问题。

● 设法控制火源,努力降低坠损后出现火灾的可能性以及一旦发生火灾后,火、烟雾和毒气对乘员的威胁。

第二类:坠撞严重但有可能生存的事故。这类事故是由于发生坠撞时,飞机的坠撞状态和撞击条件比较严重(如飞机以一定的倾角和较大的纵向速度撞击到较坚硬的障碍物上),导致很大的撞击力,并使机体结构有严重的塌陷和损坏,有危及到乘员安全的可能。但是,如果在设计飞机时采用了适当的保护措施,考虑了结构的抗坠毁设计,则这类事故基本上仍可以做到保护乘员的安全,使之成为可生存事故。

● 采用翼身融合技术,防止因机翼主梁穿透机舱而引发的严重事故;

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