飞机,安全哉?

看见英版生活版里有人说非常害怕坐飞机,想坐船去英国,呵呵,其实坐船估计也停浪漫的吧,不是每个人这一生都有机会走一遭苏伊士运河的,坐船去就没问题了,停靠几个港口,估计还有口岸签证,上岸转转,悠哉游哉,不亦乐乎。
 
话归正题,飞机到底安全吗?
 
首先,想纠正一个观念,很多人说统计表明飞机要比其他交通工具安全很多很多,其实不然,机动车的交通事故大多是由人为因素——主要是驾驶员的技术问题造成的,而经过严格训练的飞行员,在执照这个关口上,就已经把这一点降到很低很低,现在国内满大街二把刀司机,可民航尽管迅猛发展,但也不会有二把刀飞行员上天吧。所以不要用这方面做比较。
 
其次,机械故障对于汽车来说不是要命的事情,但对于飞行器来说就是。当然,拜可靠性工程的发展所赐,机械故障对于飞行器来说已经不太要命了,但可以看到,每年还是会有很多起空难是由机械故障造成的,他们往往引发不可挽回的灾难。
 
第三,结构疲劳。君不见那吉利汽车,铁皮像纸一样,一顶就皱了,去修车场钣一下金就平了,继续上路开,这要是飞机,可就瞎了,同样,结构疲劳对于汽车来说几乎不是问题,十二年的汽车也不会有人担心什么地方疲劳了,但是飞机呢?这要比机械故障还严重。如果飞机在天上,那个地方突然疲劳了,飞行员估计什么也做不了了,只能广播让大家写遗嘱吧。
 
所以不要相信所谓的统计,而是要以科学的眼光来看待飞行安全这一话题。
 
okay,继续展开。
 
我就是学飞机的,但不是学设计的,而是学力学的,说白了就是研究飞行器飞行过程中的各种力学问题,尽管学的不好,但还是在这里卖弄一下好了。
 
我们学院8个班,5个是飞行器设计,2个是力学,还有一个是飞行器环境控制。
 
那么多学飞设的同学,还有那么多保研的,看了半天,哪个也不想是能设计出一架让我安心的飞机的。呵呵,其实我自己设计的飞机,我自己估计也不敢坐…
 
从设计师角度来说,尽管现在设计飞机都是一个庞大的团队,但是每当我想到,以后就是我们那些天天在宿舍打魔兽,打实况,找gf,研究漫画的哥们儿去组成一个团队设计飞机,我就觉得很滑稽…嗯…我估计美国那些搞设计的,上学的时候,也都不是省油的灯…
 
在飞机设计的时候,我们有一个概念,叫做冗余。其实这是可靠性的一部分。一架整机的可靠性是各局部零件的可靠性的乘积,所以如果每个零件都是99%,一百个部件之后可靠性已经降得很低了——只有36.6%了,而我要说的是,各位不要指望我们平时坐的飞机每个部件的可靠性都是99%,这太不现实,也不够经济。所以飞机运营的时候,都是采用消耗件替换的方法,及时更新易损零件,但是更新周期是用统计方法得出的,既然是统计方法,那就有偶发事件概率——这就是空难了吧~
 
冗余,说白了,就是如果一个铆钉可以承受3kg的力,那么我只让他最多承受1kg的力,在飞机设计中,冗余通常都是非常大的,一般都是3~5倍,所以一架飞机的安全是以极大的消耗工业材料,和极大的浪费动力来实现的——一架747,四个引擎,要求它三个停车了,也要可以飞,一架777,要求它在进场范围内,全部停车了,靠滑翔也要能落在跑道上。
 
此外,飞机设计的过程,大量依靠的都是实验,而实验其实是没法完全模拟出实际情况的;这两年随着计算技术的发展,计算也被大量应用进来,可涉及到飞机的计算,大部分都是非线性的,很难有精确的解析解,导致计算结果也是近似,所以一整驾飞机,成百上千个部件,每个都是近似解,最后的结果,你就可以设想一下,呵呵。这也就是为什么高冗余在飞机设计中无比重要了。既然没有人能肯定它到底要承受多大的载荷,那我们就取五倍的假相载荷,应该就没事了吧…
 
最后讲一个实例,空中客车——隶属于欧洲防务集团的民用客机制造商,在他现在生产的全系列飞机中(包括A320系列,A330,A340,A380)采用了fly by wire的电传操控系统,说白了,就是一个像摇杆一样的在一边的侧杆,取代了传统的布置在面前双柄操控杆。空中客车宣称他们的电传操控系统可以帮助飞行员节省体力,简化飞行,但是很多人都觉得,如果全机停电,那么这个电传操控的“电”的基础也就没了,整机也就失控了,为此,空客设计出一个叫做应急空气冲压涡轮的东西,其实就是一个风力发电机,可以在飞行过程中放出,用来发电,这个东西在一些波音的飞机上也是有的,比如777上就有。但平心而论,我还是觉得boeing飞机的传统的双柄操控杆要更可靠一点。
 
列几个链接:
 
空中客车A321的驾驶舱,可以看到一边一个,两个手柄,就是侧杆了,fly by wire:
 
这个是空中客车A330的,也是侧杆:
 
这个是波音boeing 747的,就是双柄操控杆了:
 
波音最新的boeing777-200LR的驾驶舱:
 
空中客车的空气冲压涡轮:
以上所有图片均为其拍摄者版权所有,未经许可,请勿下载、保存、修改、发布,谢谢~
 
呵呵,说了这么多,大家也不要害怕,我就是BT一下,吓唬大家一下,呵呵~
 
尽管飞机设计和其它一些机械的设计存在天壤之别,看起来几乎是滑稽而荒谬的,但是,他仍然是这一百年以来人类最伟大的发明之一,并且仍然在迅猛发展之中。赖特兄弟的飞行家一号在天上停留十几秒的时候,没有人能想到100年之后,boeing的777-200LR可以做到在地球上任意两点之间不间断飞行,比如伦敦——悉尼,比如悉尼——纽约
 
飞机的安全性已经有了长足的发展,现在,人们还更加关心给予旅客舒适的旅行乘坐环境,so,enjoy your trip in sky,enjoy your flight吧!
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0 Responses to 飞机,安全哉?

  1. Qiming says:

    interesting man! good stuff!我来霞说几句,我 听几个飞行学院的说:就是和开车差不多,只不过仪表乘以10,外加天儿不好的时候不出门而已。

  2. LEI says:

    说什么不好,拿我们天津夏利说事,考虑一下我的地域感情成不?
     
    给我改了!

  3. 蜗牛 says:

    改完了…

  4. LEI says:

    又成黑户了。。。。。
     
    改了就好,乖~

  5. 蜗牛 says:

    嘿嘿~一天到晚不露脸,当然是黑户了~
    ber一下~

  6. i386 says:

    电传操纵确实遭到很多质疑,但实际上,机械操纵也并不十分保险。F16 用的电传,侧杆(如果我没记错的话),在战争中并不比用中立杆机械传动的 F15 更不可靠。。。F16 的问题在于脆弱的前起落架。我不熟悉商用客机的飞行,如果飞机没有 AutoPilot 或者风向和推力补偿,连续巡航飞行 n 小时都需要抱杆不放的话,侧杆电传对飞行员来说的确是非常大的改进阿。如果有 AP,那其实是机械传动还是电传都无所谓了,控制权还是不在人。有时间打算好好玩一下 MSFS

  7. 蜗牛 says:

    楼上是不是企鹅啊?!
    捣腾的那么专业,民机不能和军机比啊~民机到了巡航高度飞行员基本就是监视了,根本不操杆了。航线上全部都是autopilot的~
    民机强调的是可靠,不看中机动性,所以相对而言,fly by wire和机械传动相比肯定可靠性要降下去一点的吧~

  8. Lu says:

    过来学习一下~记得以前材料力学里面有个安全系数根据这个冗余来确定的不?还有阿,飞机每次飞行结束都要检修,是怎样一个过程阿?
    ps:其实过多的担心交通工具的安全性也是米有什么必要的,走路还会崴脚的,呵呵~

  9. Googol Lee says:

    刚看完混沌,非线性即便在有很大冗余的情况下,也可能突然脱离既定稳定解,而进入到另一个混沌的,不稳定的,依赖初始条件的,完全随机的状态。
     
    最典型的就是心脏。平常状态下,心脏循环收到冠状动脉顶端的一个电脉冲刺激,进行生物体既定好的收缩过程。但如果在某些特殊情况下,心脏的脉冲循环没有变,心脏对电脉冲的响应没有变,神经对电脉冲的传导没有变,但就是无法进行正常的收缩过程,而是非常混乱的,整个心脏呈现不规则无循环收缩,这就是常见的纤维性颤动。
     
    八成飞机上某个零件也会存在这种混沌现象……这种现象不是因为扰动,是非线性自身固有的特性,也就是说,无法通过优化消除。如果想通过另外一种非线性来抑制的话……抱歉,又引入新的非线性了……
     
    我也是吓唬吓唬,其实大家的心脏还是很不容易挑出正常的循环周期的,即便没留神跳出去了,大不了用起搏器加个强干扰,让心脏再恢复原有周期嘛(这个要依概率……)

  10. 蜗牛 says:

    楼上的把我吓到了…

  11. i386 says:

    个人认为,混沌在金属材料和人工系统中出现的可能性比自治的生物系统中小得多,毕竟细胞的生理生化环境并不是恒定不变的,同样的信号在经过突触传递的时候,其神经递质(乙酰胆碱)小泡的产生和输送是随机的,协调和规律只是一个宏观的表象,出现混乱的概率应随神经和心肌纤维的健康度以及细胞间质的成分而变。而对于金属零件组成的飞机,远没有那么复杂。。

  12. 大飞 says:

    咳嗽一下

  13. 大飞 says:

    另外强调,我的名字是gemini或者点点点,其余均不是我干的

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