给飞机装上造价近3.5亿的巨型降落伞,坠机时,可以直接打开吗?

MU5735坠机事件是一件牵动着全国人民的灾难,是所有人心中挥不去的痛。悲剧诞生后,人们不禁开始反思有没有什么好的办法可以防止这样的悲剧再一次发生,在查找其他大型机械从空中安全抵达地面的方案后,人们将目光放到了它——降落伞的身上。

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利用降落伞来作为安全保护的最后措施,乍一听显得十分科幻,又有那么一点点缺乏想象能力。可事实上,世界上运用较为广泛的一种飞机坠机的安全措施。这种技术在战斗机,小型飞机上都运用得较为成熟,就连“天问一号”这样的高精尖仪器从宇宙返回地球时,也采用的是降落伞着陆的方法。

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可以说,降落伞真的是一件靠谱且安全的救命措施。可是为什么这个连你我都能想到的解决办法,那为什么航空航天领域的专家没有采用它呢?毕竟迄今为止,我们都没有见到过大型客机安装降落伞

一切都是有原因的,不是不想做,而是现实与空想之间的距离太过遥远,所以没办法做。要解决大型客机上安装降落伞这个难题,首当其冲的就是需要设计出一个能够承受得起飞机重量的降落伞,然后再将降落伞的设计图纸交由厂家进行制作,最后将它安装到客机上进行运用。然而,这看似简单的题却是没办法解决的高山。

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首先,先让我们探讨一下降落伞设计的可能性。这也是降落伞制作最为困难的步骤,如何设计出一款能够承受住50到300吨重量的客机降落伞,而且在它降落到地面时还要保证乘客们的生命安全?

让我们向其他“老前辈”们取取经,第一位老前辈,就是我们的“天问一号”。“天问一号”是我国的火星探测器,由于火星大气稀薄。因此天问一号采取了利用“火星大气阻力进行气动减速”以及“盘缝袋降落伞”进行二次减速的方案。

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天问一号的重量在5吨左右,它的降落伞长度为34米,面积达到200平方米,该伞的主承力结构材料是芳纶Ⅲ高分子有机材料,全称杂环芳香族聚酰胺纤维,也被叫做是“杂环芳纶”。

工程界将其誉为“纤维之王”,因为它的特点与能力都极其突出:拥有超高强、高韧性、高阻燃的性能,还能耐高低温、耐辐照、耐疲劳、抗腐蚀,能够面对大多数恶劣环境,除了这些,它还具有优异的电绝缘性等其他的特性。

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在经过精细的计算和复杂降落伞安装过程,“天问一号”成功登陆火星完成任务后,搭载着降落伞顺利返回到了地面。那么客机呢?客机也可以采用这样的降落伞吗?

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首先,天文一号的减速不仅仅是依靠降落伞,还有降落之前火星大气提供的阻力,减缓了它的下落速度。还有多名科学家反复多次研究设计的高动态着陆惯导系统的辅助,这套系统能够实现降落伞开展、抛除被罩等关键事件的触发条件。

这些外在的因素,一方面可以掐准开伞时机,一方面能够给开伞留出富余时间。而客机装备降落伞,一方面是系统设计的耗费财力过大,还有就是时间不够充沛

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飞机一般发生事故都是在起降阶段,距离地面大概是在两公里左右,反应距离只有天问的五分之一,时间紧凑,根本来不及进行开伞。最后,客机的重量在50吨到三百吨,连最小型的客机重量都在天问重量的十倍左右,那得要多大的伞才能拉得住这么重的客机呢?

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这样大小的降落伞如何找到工厂制作且不说,航空公司是否有足够的财力支付降落伞的费用,也是一个难题。神州十二的降落伞大概在350万左右,它搭载的机体在3吨左右。不包括更复杂的制作成本,光是用重量简单计算一下,客机降落伞的估价也在3.5亿左右

无法设计并制作出这样巨型的降落伞是问题之一,还有更重要的一点,即使这样的降落伞制作出来,它又能否保证乘客们的生命安全?

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答案依然是否定的,因为我们没有办法对它进行安装

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在降落伞打开的一瞬间,气流会产生超过3个G的压力。假如将它安装在机翼的位置上,机翼会因为扛不住压力折断。结果降落伞不仅不会减缓飞机下落的速度,甚至还会加速飞机的坠落速度。而单独安装在能够抗压的机头和机尾上,则会导致没有安装的另一方率先着地。

这时还有人要问了,那就在飞机的头尾各装一个呗,多简单的事儿啊。姑且抛开一个飞机安装两个降落伞的成本不说,客机200公里的时速,上百吨的重量,降落伞的伞绳子也没办法承受得住

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最后,即便是这样的降落伞成功发明出来,并且能装到合适的位置上去,恐怕也没有航空公司愿意做冤大头花钱安装它。有美国的专家进行过简单的计算,如果一个乘坐有500名乘客的客机空中发生故障,那么至少需要再短短几分钟内有效启动21个巨型降落伞

且不说技术上的困难,21个降落伞的负重和燃油费,会高得吓人。也没有航空公司愿意承担这样一笔巨款

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可以说客机采用降落伞作为保护措施的方式是行不通的。难道我们就真的没有办法阻止这样类似事件的发生了吗?事实上,世界各地的专家都在积极研究,找到避免类似悲剧发生的办法。目前的解决方法还有两个

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第一就是为乘客单独配备降落伞。

在看电视的时候我们会发现,电视里的空难发生后,会有人自己背着降落伞逃生。既然可以单独配备降落伞,那为什么客机上没有采用这样的方法呢?主要是因为乘客没有经历过使用降落伞的训练,在没有训练的情况下想要开伞逃生,生还的可能性几乎为零

再者,飞机上的人员人数较多,有近300名,而飞机的安全出口只有八个,想要在飞机坠机的短短几分钟内,通过逃伞的方式将乘客疏散完是完全不可能的。因此,这个研究方向还存在着很大的问题。

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第二个就是分离客舱,在客舱上装巨型降落伞。

乌克兰的一名航空工程师,塔塔连科已在乌克兰设计了相关专利,他设计出了一款飞机分离式的机舱,并且配备了降落伞和避震装置,保证在发生意外时能够最大程度减少人员伤亡

分离式客舱的诞生,能够最大程度上减少以上文中提出的因为飞机重量而造成的不少问题,这也是目前来看,可行性比较高的解决措施。相信在不久的将来,他的分离式客舱能够挽救不少人的性命。

参考资料:

[1]本报记者 侯颗 杨文佳. 黑匣子:最后的“信息记录员”[N]. 中国纪检监察报,2022-03-24(003).

[2]张延泰,孙建红,侯斌,许常悦,冯传奇.民机弹射降落伞离机充气过程和安全分析[J/OL].空气动力学学报:1-9[2022-03-28]
.http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1192.TK.20210603.0856.002.html

[3] 孙智,冯传奇,孙建红,喻东明,许常悦,寇泽普.发动机喷流对飞机阻力伞性能的影响[J].南京航空航天大学学报,2021,53(02)
:202-210.DOI:10.16356/j.1005-2615.2021.02.006.

[4] 颜巍,王磊,李永涛,赵晶慧.大型飞机的极限飞行状态研究[J].民用飞机设计与研究,2020(03)
:54-60.DOI:10.19416/j.cnki.1674-9804.2020.03.010.

[5] 乌克兰工程师历时3年研发可分离机舱,配备降落伞 中国新闻网

作者:小果 初审:许墨元 校稿编辑:小宛

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