客機(jī)因空難而改變
在過去10年間,幾乎每年都有重大空難發(fā)生,從法航飛機(jī)解體,到俄空難事故頻發(fā),再到韓亞墜機(jī)事件,每一次空難總是增加我們對飛機(jī)安全系數(shù)的懷疑,作為最重要的跨國交通工具,飛機(jī)真的如一些研究所說是最安全交通工具嗎?歷次空難后,人類如何在傷痛中改進(jìn)飛機(jī)安全性能?現(xiàn)有科技是否有無法突破的安全瓶頸嗎?一些航空業(yè)人士認(rèn)為,技術(shù)革新某種意義上也增加了另一種“安全隱患”,那就是飛行員過分依賴高科技提高安全性能,而忽視自身駕駛技術(shù)。
【針對操作】 近地警告系統(tǒng)保駕起降
此次韓亞空難發(fā)生在降落之時,應(yīng)驗(yàn)了飛機(jī)失事的一個重要規(guī)律,黑色10分鐘。所謂黑色10分鐘是指起飛和著陸所占用的時間,10分鐘時間雖短,但事故幾率卻高達(dá)68%,科學(xué)家用了很多技術(shù)來彌補(bǔ)這兩個階段的安全性能,特別是監(jiān)控下降速度和高度的設(shè)備。
得益于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、高速及大存儲容量的計算機(jī)技術(shù),以及精確而復(fù)雜的世界地形數(shù)據(jù)庫,自1998年以來,一些飛機(jī)制造商開始在飛機(jī)中安裝增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)。
安裝這種系統(tǒng)的飛機(jī)在一定高度飛行時,如果相對地面有較大的下降幅度,系統(tǒng)就會發(fā)出“下降率”以及“拉起”的警告聲音。
除警告較大下降幅度外,該系統(tǒng)還能預(yù)警起飛后掉高度過量、地面間隔不足夠、風(fēng)切變等。這一系統(tǒng)主要針對可控飛行撞地事故。
可控飛行撞地的原因主要由于飛機(jī)自身系統(tǒng)設(shè)計的警告時間不夠,在飛機(jī)接近危險地形時,沒有足夠反應(yīng)時間避讓,一般都發(fā)生在機(jī)場附近,即在飛機(jī)著陸的最后階段。
為了減少可控飛行撞地,美國聯(lián)邦航空局1974年要求所有在美國空域飛行的飛機(jī),必須安裝近地警告系統(tǒng)。由美國生產(chǎn)的增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)于1996年開始在飛機(jī)上使用。
傳統(tǒng)的近地警告系統(tǒng)往往在已經(jīng)緊急的時刻才警告,致使留下的處理時間不夠充分。而增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)通過引入地形數(shù)據(jù)庫和地形顯示預(yù)警功能,可提前60秒進(jìn)行預(yù)警。
從1998年下半年開始,我國各航空公司在新引進(jìn)的波音及空客飛機(jī)上,也陸續(xù)安裝增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)。
雖然這種起降監(jiān)控系統(tǒng)有效提升飛機(jī)安全系數(shù),但是《華爾街日報》也提醒,飛機(jī)因?yàn)榭萍甲兊迷絹碓桨踩鹿事蕝s沒有降下來,這是因?yàn)檫@些提升安全性能的高科技讓一些飛行員松懈了,有些人甚至不注重駕駛技術(shù),因?yàn)樗麄冋J(rèn)為電腦可以控制飛機(jī)。資深機(jī)長凱文·海耶特認(rèn)為,是時候關(guān)注飛行員駕駛技巧了,這是安全飛行的重中之重。
【針對故障】 油箱惰化系統(tǒng)防升空爆炸
燃油系統(tǒng)起火造成飛機(jī)升空后爆炸是引起飛機(jī)失事的主要原因之一,要知道這種悲劇或許只是因?yàn)橐恍《坞娋€出現(xiàn)電火花,引發(fā)了油箱著火。
飛機(jī)油箱里很可能混入燃油以外物質(zhì),例如,空氣??諝庵泻醒鯕猓绻軣?,油箱中所剩的燃油就會汽化,汽化的燃油和氧氣混合,就極易引起爆炸。
怎么確保油箱不會爆炸?就要減少氧氣含量,這就是惰化,即用安全不可燃?xì)怏w取代密閉空間的可燃氧氣。
飛機(jī)燃油箱惰化系統(tǒng)的核心裝置是空氣分離裝置,分為分子篩型和滲透膜型惰性氣體產(chǎn)生系統(tǒng)。滲透膜型惰性氣體產(chǎn)生系統(tǒng)采用中空纖維膜,利用空氣中不同氣體在有機(jī)高分子膜中的不同滲透速率,實(shí)現(xiàn)氧氣和氮?dú)夥蛛x。當(dāng)有一定壓力的空氣通過中空纖維膜時,氮?dú)庖驖B透速度慢將留在隔膜中,氧氣、二氧化碳及水蒸氣以快速透過膜壁滲透到纖維外。
氮?dú)夥肿幼詈筝斎氲娇沼拖渲?,可避免燃燒爆炸事故?006年,燃油惰化成為硬性規(guī)定,所有的新飛機(jī)都強(qiáng)制裝配這一系統(tǒng)。
【針對天氣】 氣象雷達(dá)探測“風(fēng)殺手”
另一引發(fā)空難的重要原因是天氣,特別是不穩(wěn)定氣流,例如風(fēng)切變。風(fēng)切變是指大氣中不同兩點(diǎn)間風(fēng)速或風(fēng)向的急劇變化,這是飛機(jī)的天敵,尤其是飛機(jī)降落時的低空風(fēng)切變被航空界公認(rèn)為起飛和著陸階段的“無形殺手”。
在風(fēng)切變過程中,威力最大的是微暴,這是一種局部性的冷空氣下沉,下沉氣流到達(dá)地面后,會產(chǎn)生一股與龍卷風(fēng)破壞力相當(dāng)?shù)闹本€風(fēng),向四面八方擴(kuò)散。
飛機(jī)接觸到微暴后,會受到很強(qiáng)的沖擊,會突然受到下壓的力量,這個時候飛機(jī)需要在幾秒鐘內(nèi)重新獲得高度,但往往會突遭順風(fēng)的影響,被狠拍向地面。
航空專家認(rèn)為,針對風(fēng)切變,有兩種解決方案。第一是避讓,即避開微暴。第二種就是放棄降落,立刻繞開,但只有飛行員知道微暴的存在才能避開。
上世紀(jì)80年代末,地面雷達(dá)很發(fā)達(dá),能可靠識別微暴,塔臺發(fā)現(xiàn)微暴后,可通知飛行員,但很難及時。其實(shí)只要提前10秒報警,就可以避開哪怕是最強(qiáng)烈的風(fēng)切變。
美國航空局用一架特別改裝的737飛機(jī),測試裝在機(jī)頭部分的多普勒雷達(dá)改良系統(tǒng)。顧名思義,該雷達(dá)原理正是來自多普勒效應(yīng),即急駛過來的貨車鳴笛聲變得尖細(xì)(即頻率變高,波長變短),而遠(yuǎn)去的火車鳴笛聲變得低沉(即頻率變低,波長變長),氣象雷達(dá)由此判斷飛機(jī)前方是否存在風(fēng)切變。
機(jī)組得到風(fēng)切變警告后需立即采取措施,比如停止降落,然后復(fù)飛,并機(jī)動飛行,以便躲開風(fēng)切變。新預(yù)警系統(tǒng)1994年投入使用,現(xiàn)在機(jī)載氣象雷達(dá)大多都加裝了前視預(yù)測風(fēng)切變功能。
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