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鳥擊
先來聊聊鳥擊的問題。首先呢,簡單來講飛機在空中(哪怕是起飛或降落階段)也保持著相當高的速度,因此假若有一只鳥飛了過來,其產生的破壞力也是巨大的(可以用動量定理簡單估算)。那麽飛機常見的受鳥擊的部位是飛機的正面部份和發動機,並且這兩種情況會產生較大的危險。
對於飛機的正面部份,最脆弱的還不是風擋,因為在飛機風擋的鳥擊碰撞測試中要求在飛機最高速時,風擋可以承受1.8千克重量的鳥類撞擊,並且無穿透性損壞 [1] 。並且通常來說撞鳥事件會發生在起飛和降落階段(畢竟巡航高度那麽高鳥也比較少)那麽最容易受到鳥擊的部位是機翼前側的前緣縫翼,這個部份的作用是提高升力系數,因此在飛機起飛時要放出,因此受到撞擊的機率也越大。還有一個部位就是雷達罩。例如國航CA4307便是雷達罩遭到鳥擊返航。
另外一個就是飛機引擎。現在飛機的發動機都要吸入大量空氣,特別是起飛階段進氣量巨大,因此鳥也更容易被「吸」進發動機。當然我們都知道,發動機內部有高速旋轉的葉片,那麽鳥這個異物的吸入少則熄火,大則會造成葉片損壞,然後損壞的零件便會被「甩出」進一步破壞其它發動機結構。當然,所有飛機發動機都是要進行鳥擊實驗的,因此現在會對飛機發動機造成嚴重破壞的要麽是鳥群要麽是品質很大的鳥。
那麽還有可能造成飛機事故的原因大概有——飛行員或空管失誤、飛機本身設計和結構缺陷(這兩點就不談了)、極端天氣和維修失誤。
極端天氣
我們在這裏介紹三類可能造成致命事故的極端天氣——風切、雷暴和結冰。當然並非只有這三類可能導致飛機事故。
風切
低空風切是飛機起飛和降落階段非常危險的因素。不過呢中科院有一篇專門講風切的文章見下(其實是我懶得碼字嘻嘻)不過呢,現在飛機上大多搭載了風切檢測系統,飛行員都會繞開。
雷暴
雷暴是局部性的強對流天氣,發生在積雨雲中,通常伴隨強風、大雨甚至冰雹,並且強度較高的雷暴可能會伴隨風切。在雷暴的各種型別中,下擊暴流(Downburst )是對航空威脅最大的一種,歷史上發生了數十起由於風切導致的飛行事故。
下擊暴流是指能引起地面或近地面出現大於18m/s雷暴大風的突發性的強烈下降氣流,水平尺度4-40km;微下擊暴流出現在下擊暴流之中,水平尺度400-4000公尺,地面風速22m/s以上,離地100公尺高度上的下降氣流速度甚至可達30m/s。微爆經常導致飛機在試圖降落時墜毀。微爆是一股極其強大的空氣,一旦撞擊地面,就會向各個方向擴散。當飛機降落時,飛行員試圖將飛機減速到適當的速度。當微爆擊中時,飛行員將看到他們的空速出現大幅峰值,這是由微爆產生的逆風力引起的。沒有微爆經驗的飛行員會試圖降低速度。然後,飛機將穿過微爆,並飛入順風,導致流經機翼的空氣量突然減少。飛機機翼上氣流的減少導致產生的升力下降。這種升力的降低加上強烈的向下氣流會導致保持在高度所需的推力超過可用值,從而導致飛機失速。 [2]
結冰
積冰可能會聚集在機身或發動機,有時也會對飛機產生較大影響,比如說如果機翼結冰,那麽機翼通常就會產生較低的迎角,從而以較高的空速失速。並且歷史上也有數十起與結冰相關的事故。其中最著名應屬法航447號。該班機的空速管(位於機頭和機翼,主要用來測量飛行速度,同時還測量一些天氣數據)被冰晶堵塞,導致飛行速度讀取錯誤,自動駕駛儀斷開,然後機組人員反應也並不正確,最終機上228名乘客和機組人員全部遇難。這起空難是法航歷史上最大的空難事故。
維修失誤——金屬疲勞
金屬疲勞也常常是導致飛機事故的因素。所謂金屬疲勞,簡單來說就是:當金屬受到重復迴圈的力時,在一個應力集中的部位就容易發生斷裂,而這也比較好理解。實際上,在民航領域,由金屬疲勞導致的事故並不罕見,據統計在1934年至1981年期間,共有306起飛機事故可歸因於飛機金屬疲勞,導致1803人死亡。比較近的一起便是2021年2月20日美聯航的一架班機發動機風扇葉片脫落導致起火,所幸並無人員傷亡。在飛機維護過程中需要替換老化的部件,然而對於一架飛機進行完整的檢查和維修往往成本高昂,因此可能存在一些維修疏漏,進而引發事故。
當然說了這麽多,是不是飛機就不安全呢?恰恰相反,飛機是這個世界上最安全的交通方式之一,據統計在2018年,民航致命事故率為每100萬次航班0.28起,相當於每420萬次航班發生一起致命事故。並且中國民航的安全記錄一直在世界前列,因此大家可以放心地去坐飛機啦!
參考
- ^ 戰機風擋和客機的有什麽區別? https://m.thepaper.cn/baijiahao_14312624
- ^ Downburst https://en.wikipedia.org/wiki/Downburst#Danger_to_aviation