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听闻东航MU5735号航班坠落的消息,相信很多人内心都很沉重,这种难以掩饰的情绪,顿时占据了很多人的大脑。
飞机从8000多米的高空,以近乎垂直的角度下坠,这样的场景想想都让人害怕。
我知道消息时,正在一家快餐店吃饭,当时我整个人就呆住了,放下筷子,我就走了。
平时我也经常坐飞机,南来北往,早已习以为常,家人也都习惯了。每次登机或落地,我很少向家人报平安,甚至有时候家人都不知道我具体在哪个城市,这样的事故,让我陷入了沉思。
从8000米的高空下坠的那一刻,相信机上的乘客和空乘,可能经历了我们难以想象的场景。在这个过程中,乘客和空乘会经历什么,看完后让人心疼。
飞机下坠时,机舱内会发生什么?
抛开原因不谈,如果飞机在空中变为下坠的姿态,这对一架飞机而言,将是十分危险的动作。
当飞机以接近垂直的角度下坠时,飞机会失去平飞状态,飞机内部乘客的方向会发生约90°的偏移。
我们都知道,飞机无论是起飞,还是降落,都会基本保持飞机底部(机腹)对着地面。这是因为在地球引力的作用下,我们更习惯脚朝下,也是相对舒适的姿态。
如果飞机垂直下坠,乘客的身体会面朝地面,这个姿态,可能会很快引起乘客的恐慌。
除此以外,飞机姿态变化,也会让原本固定在飞机内部的物体发生松动。例如行李架上的行李,乘客手里的手机,小桌板上的水杯,都可能一头栽向机头方向。
各种物体混杂在一起,会很快让机舱内变得混乱,而且只要飞机姿态没有回归正常,这种状态会一直持续。
如果此时空乘人员正好推着小推车,在过道给乘客提供饮品和食物,小推车也会重重地冲向机舱,在经历翻滚之后,停留在位于机头的舱门处。
很难想象,当时正在工作的空乘人员,在面对突如其来的飞机姿态变化时,会承受多大的痛苦。在重力的作用下,即便用力挣扎或抓住座椅,也很难坚持很久。
由于飞机垂直向下,而且无法进行方向调整,飞机的机舱可能会出现震动和颠簸。这与我们平时乘坐飞机,经过云层气流时的颠簸有些类似,但此时的颠簸幅度和频率会更大。
也就是说,飞机由机腹朝着地面,变为机头朝向地面后,飞机内没有完全固定的物体和人员,都会在重力的作用下,向机头方向汇聚。
飞机在这种非正常的姿态下,对飞机机构和材料的是一次很大的考验,如果飞机上某些构件不够结实,很可能会在机身的持续震动或快速下坠过程中,从机体上脱落。
飞机上的人员会是什么感受?
如果你有坐过山车的经历,可以回想一下,当过山车慢慢加速到最高点,然后在几乎没有阻力的情况下俯冲,此时你会是什么感受?
过山车下坠俯冲,在重力的作用下,速度会越来越快。而在这个过程中,最可怕的不是速度,而是方向的变化。
由于整个人几乎面朝地面方向,再加上速度很大,你会感觉整个身体失去控制。除此以外,由于你的姿态突然发生变化,体内的血液、体液等,并不适应这种变化,在惯性的作用下,会快速向头部堆积。
这就是为何有人乘坐过山车后,会出现头晕、呕吐的现象,甚至有人从过山车上下来后,腿也会瑟瑟发抖。
其实飞机如果真的垂直下坠,这种姿态下的感受,与坐过山车有些类似,但感受体验会更加糟糕。
一般来说,过山车的轨道和高度,都是经过专门计算的,即便是向下俯冲,持续的时间也不会太长。甚至在有些过山车上,还会在接近底部的位置,进行减速制动,以减轻乘坐人员的不适感。
如果飞机有事,将会一头栽向地面,在飞机与地面接触或改变姿态之前,这个动作会一直持续,直到与地面接触。
有很多人认为,在此过程中,乘客可能会昏迷,不会见证飞机接触地面时刻。从理论上讲,确实有乘客昏迷的可能,但这也需要满足几个条件。
在飞机的机舱内,有专门的一套装置,用来保证飞机内部的气压。尤其是在高空飞行时,室外的空气稀薄、含氧量低,此时维持飞机内气压稳定就十分重要。
如果飞机在下坠过程中,出现裂缝等情况,导致飞机失压,由于缺氧,乘客确实有昏迷的可能。
除此以外,飞机的驾驶室的挡风玻璃,此时承受着很大的冲击力,也可能会破损。一旦驾驶室的玻璃破裂,在气压的作用下,可能会将驾驶室与机舱间的门打开,造成整个飞机失压。
如果飞机没有失压,飞机内的大多数乘客,依然有条件保持清醒。
有人可能会说,飞机的速度这么快,会不会因为过载太大,导致昏迷?过载的一个物理学名词,当物体在没有外界干扰,以0米/秒的初速度自由落体,所产生的过载是1g。
有数据认为,普通成年人大多能承受5G左右的过载,而飞行员由于经过专门训练,能承受8G,甚至更高的过载。
值得一提的是,过载指的是加速度,而不是速度。由于飞机在空中飞行时,本身就具备一定的速度,而且在变为下坠姿态时,也能获得一定的速度,因此飞机自由落体下坠,过载也往往会大于1G。
如果当时飞机在下坠时,发动机没有继续提供推力,此时飞机内的过载不会太大,一般情况下不会超过2G。即便飞机的发动机还在工作,所引起的过载大多在3G左右。
这意味着,飞机向下坠落时,对大多数人而言,产生的过载依然在可以承受的范围内,这与不同人的身体素质有较大关系。
如果飞机没有失压,过载也不是很大,机内的乘客和空乘,大多都能保持清醒,并不会昏迷。
落地的那一刻,会发生什么?
虽然飞机的机身机构,用了很多复合材料,甚至在机翼等部位,还进行了专门的加固处理,但当飞机下坠到与地面接触时,后果依然不堪设想。
中小型民航客机的重量,一般在几十吨至上百吨,如此大的重量的飞机冲向地面,产生动能,飞机的机身机构,很难承受。
就以一架波音737客机为例,我们按照40吨的重量,经历8000米的自由落体下坠后,在与地面接触时,它将产生很大的动能和速度。有兴趣的朋友可以自己计算一下,就知道为何飞机在这样的高度冲向地面时,为何会发生解体。
可能有人会问,如果飞行员控制方向,让飞机撞到水面上,有没有可能减轻飞机的损伤吗?
在体育赛事上,我们看到运动员从跳板上跳下,以优美的姿态落入水中,自己也不会受伤。从跳水的角度看,跳向水面,确实对运动员有一定的保护作用。
别忘了,飞机是从约8000米的高空坠下,此时的状况,与运动员跳水完全是两回事。水面也有阻力,虽然比地面要小,但在巨大的冲击力和飞机速度面前,水面依然无法让飞机周全。
有研究认为,让飞机这样的高度冲向水面,与冲向水泥地面没什么区别。
科学家们认为,如果飞机的速度不是很大,在有条件的情况下,让飞机坠落在雪山或者植被茂密的森林,借助雪地和树木的缓冲,有可能可以让飞机得到更好的保护。
让人遗憾的是,这种借助雪地和森林,延缓飞机受到冲击力的方式,能发挥的作用也十分有限。从8000米的高空坠下,以目前的技术,几乎任何地面结构,都无法让高速下坠的飞机平稳降落。
结语
如果飞机平安落地,我微笑着送你出舱;如果不能,我陪你到最后。当我在网上看到这段话,再也绷不住内心的情绪。
从前面的分析不难看出,飞机从8000米高空坠下,就像折翼的天使,冲向地面。
飞机在整个下降过程中,机内的乘客和空乘人员,除了可能要面对方向颠倒、加速、物品散落、失重和失压等多种复杂的环境,还要承受当时内心的恐惧和无助。
或许当时飞机上呐喊声、哭叫声交融,又或许会出奇的安静,无论是哪种场景,我们都很难真实地感受到,那种人类在大自然面前的卑微和渺小。
即便如此,我最近依然有乘坐飞机的打算,当我下次遇见空乘人员时,我真想对他们说一声“谢谢”。
也衷心地建议各位,乘坐飞机时,应该听从空乘人员的安排和指挥,系好安全带、调整好坐姿。不要刻意给这些用生命伴我们前行的人找麻烦,对他们多一份理解和包容。
如果需要远行,记得提前告诉家人,到达后,向家人问好、报平安。
意外和明天,我们谁也不知道,哪个会先来。珍惜我们遇到的每个人、生活的每一天,总能找到属于自己的精彩和幸福。
别急,我们一起耐心等待,期待还有奇迹发生。
为什么飞机翅膀能承受很高重量
空中解体
空中解体(俗称散架),是指飞机(或其它飞行器)由于各种原因,比如气流、撞击、爆炸、操作不当、超过最大过载等,机体发生结构性损坏,从而导致机身破裂,由于飞机机舱是增压的,内部的压力会将飞机撕裂,然后整个机体就变成碎片,原理就好像是气球爆裂一样,就是所谓的空中解体。
解体原因
由于外力(如撞击,爆炸等)所造成的空中解体比较好理解,这里解释一下何为“超过最大过载”导致空中解体。
过载,是指飞机在进行机动飞行(非直线运动)时所产生的离心加速度与自身重力加速度的矢量和,单位是“G”。
当飞机在高度速度方向都不变的情况下飞行时,过载是1G。当它开始做变速运动时,升力大于重力的倍数就是多少G。假设一架飞机在做机动动作时,过载达到4G时,这就意味着飞机要承受其重量4倍的力。
而当飞机在进行剧烈的机动动作,如翻筋斗、倒飞、高速小半径转弯、极限加速等。所产生的过载超过了机体所能承受的最大过载(客机通常最大是3.5G,战斗机通常最大是9G),就会因为机体结构无法承受如此之大的过载,导致空中解体。
其实,这就好像你手拿着一个装满水的薄袋子,然后拼命地甩动,最终袋子会承受不了水的重力和离心作用而自行破裂,其原理是一样的。
飞机很重,为什么飞机下的三个小轮却子可以支撑整个飞机的重量?
主要依靠空气动力学原理:空气动力学是力学的一个分支,研究飞行器或其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。
在低速空气动力学中,介质密度变化很小,可视为常数,对于亚声速流动,无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程。
简单的来说根据伯努利定理,气流经过上翼面,气流受挤流速加快,压力减小,而流过下翼面时气流受阻力影响流速缓慢,压力大,于是,这个压力差便形成了一种向上的升力,当这个升力大于飞机的重量时,飞机就飞起来了。
这是由设计导致的,因为航空轮胎的设计必须在足以安全支撑飞机重量的同时尽可能的减少与地面的接触面和减重。如果接触面过大,与地面和轴承之间摩擦力就会增加,这样不利于飞机在起飞阶段的加速,所以飞机轮胎表面一般也比较光滑。而如果轮胎体积和重量过大,又会占用飞机宝贵的内部空间和装载量以及影响飞机本身的气动布局。
飞机降落减速时还有两个措施:第一个就是利用发动机反喷,产生一个与飞机相反的力,加快减速。第二、打开扰流板,当飞机着陆时,地面扰流板打开,这样可以消除机翼的升力,增加阻力,缩短着陆滑跑距离。
数十上百吨的机体以每小时几百公里的速度冲向地面,重力加速度造成的冲击力使每平方厘米的航空轮胎胎面要承受上千牛的压力,所以航空轮胎制造起来比普通车轮胎要精密厚实的多。跟大家想的不一样,航空轮胎不是实心的,而是充气的,为了便于维护保养,没有设计内胎。
航空轮胎胎面通常采用耐磨耐高温的特种高强度胶合钢丝制造而成,而且通常有两层胎面,在上下胎面之间还加入了数层特殊的“补强帘布层”用来承受摩擦撞击,一般当帘布层被磨损露出第二层胎面时,这个轮胎就算是报废了。
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