有乘客嚇到寫遺言！飛機劇烈顛簸，會顛出事兒嗎？

坐過飛機的朋友應(yīng)該不會對空中顛簸感到陌生，在飛行旅途中乘客就時常能聽到關(guān)于顛簸的預(yù)報，乘務(wù)員會提前通知乘客：“受氣流影響，飛機將產(chǎn)生顛簸?！?/p>

一般而言，機艙內(nèi)輕微的顛簸震動無傷大雅，可如果氣流引起的顛簸來得有些劇烈，甚至讓飛機出現(xiàn)急速上升或下墜的現(xiàn)象，對于乘客的小心臟就是一種考驗了，舷窗外上下擺動的機翼、左右晃動的艙室和腳下突兀的失重感，都會讓乘客不由地產(chǎn)生一種恐慌：這飛機不會顛出事兒吧？

在這種氣流引起的顛簸面前，飛機會有危險嗎？為了解答這個問題。我們首先要從空中顛簸的原理入手?！艾F(xiàn)代民航客機在飛行中遇到的空中顛簸現(xiàn)象，大部分是由大氣運動引起的。” 《航空知識》雜志主編王亞男對記者介紹道，“空中氣流的抬升或者下降都會引發(fā)飛機姿態(tài)的變化，這種變化一般只會給乘客上升或者下降的感覺，如果來勢比較劇烈，就會形成顛簸?！?/p>

作為御風(fēng)而行的交通工具，天空中復(fù)雜的氣流是飛機經(jīng)常要面對的自然現(xiàn)象，有時在氣候、溫度、濕度或地形等客觀條件的影響下，部分氣流的運動會變得不規(guī)則，這在氣象學(xué)上被稱為“擾動氣流”，或者“亂流”“湍流”。

這些散布在空中的亂流，就像喜歡惡作劇的淘氣包一樣，當(dāng)它們沖擊機體時，會破壞飛機飛行時原有的空氣動力和力矩平衡，讓飛機產(chǎn)生諸如來回震動、左右搖晃、上下拋擲等現(xiàn)象，這種受擾動氣流影響產(chǎn)生的現(xiàn)象就叫做“航空器顛簸”。這就如同日常駕駛車輛，在行駛過坑坑洼洼的爛泥路或者崎嶇不平的山路時會產(chǎn)生顛簸感一樣，空中顛簸在民航客機的日常飛行中是極為常見的現(xiàn)象。根據(jù)國際航空運輸協(xié)會（IATA）的統(tǒng)計，近10年來，全世界平均每年都會發(fā)生超過5000起的飛機劇烈顛簸事件。

影響飛機飛行的亂流種類非常多，如果按照成因可大概分為三種：第一種叫做“熱力亂流“，他們常出現(xiàn)在低緯度地區(qū)的大氣對流層下層，由于地表溫度不均導(dǎo)致氣流出現(xiàn)紊亂所致，在夏季的午后飛行于熱帶亞熱帶航線的飛機會經(jīng)常遇到熱力亂流的干擾。

▲由于地表溫度不均導(dǎo)致的熱力亂流示意圖（圖片來源：global.discourse-cdn.com）

第二種是“動力亂流”，因復(fù)雜地形引起的空氣變化以及風(fēng)切變是這一亂流的始作俑者，這類亂流經(jīng)常襲擊在山地高原上空對流層飛行的飛機。

▲由于復(fù)雜地形造成的動力亂流也是飛機顛簸的元兇之一（圖片來源：blog.klm.com）

第三種是“晴空亂流”，與前兩種常出現(xiàn)在中低空不同，這一亂流出現(xiàn)在對流層上層的高空中。當(dāng)高空大氣的熱力與動力因素出現(xiàn)變化時，就會引發(fā)晴空亂流，這一亂流通常潛伏在高空的萬里晴空之中，故而得名。由于氣象監(jiān)測系統(tǒng)難以對其預(yù)報，相比于前兩種亂流，它們往往會毫無征兆地搞突然襲擊，讓飛機猝不及防地產(chǎn)生顛簸。

▲由晴空亂流引發(fā)的飛機顛簸（圖片來源：chinadaily.com）

“現(xiàn)代民航客機的巡航高度都是在萬米左右的平流層，在這個高度進行平飛時，飛機是不大容易因亂流而產(chǎn)生顛簸的。不過在飛機的起飛、爬升和降落過程中，飛機會在對流層中飛行，那么遇到亂流的可能性就比較大?！?王亞男解釋道。

相比于平流層，對流層的氣象條件就復(fù)雜得多，大氣鋒面、空中槽脊、高空低渦等這些地理課本里出現(xiàn)的氣象概念，無一不是亂流產(chǎn)生的溫床。比如開頭所述的兩個航班，都是在起飛后的爬升階段，在對流層遭遇亂流導(dǎo)致劇烈顛簸。

三道防線應(yīng)對顛簸

所謂“魔高一尺，道高一丈”。人類百年的航空歷程，就是一部不斷與氣流較量的歷史。即然亂流如影隨形，顛簸也是家常便飯，在長期的技術(shù)演變過程中，人類早已建立起一整套針對顛簸的預(yù)防機制，最大程度地保證飛機安全。

首先，要從機體強度入手構(gòu)建第一道防線。如今，無論是飛短途航線的支線客機，還是執(zhí)行中遠(yuǎn)程航班的干線客機，在研制之初就要在地面經(jīng)過各種復(fù)雜而嚴(yán)苛的測試項目，考核合格整個研制工作才能繼續(xù)推進。王亞男介紹道：“民航飛機在設(shè)計之初就充分考慮了亂流所帶來的沖擊，飛機的主要機構(gòu)，比如機翼、機身縱梁結(jié)構(gòu)等，都必須保證遇到氣流顛簸時承受盡可能大的載荷?！?他同時強調(diào)，在飛機服役之前必須要通過兩項重要試驗。

第一項是靜力試驗，這是檢驗飛機結(jié)構(gòu)強度的重要一環(huán)。所謂靜力試驗，就是在地面實驗室內(nèi)，模擬飛機在空中飛行時所有可能的受力情況，以驗證飛機結(jié)構(gòu)的剛度與強度是否達(dá)到設(shè)計要求。

▲1962年開展靜力試驗的英國VC-10型客機（圖片來源：英國宇航公司）

現(xiàn)代民航客機靜力實驗室的規(guī)模往往非常龐大，如同飛機總裝廠房一樣要塞進全尺寸的原型機，試驗室內(nèi)設(shè)有復(fù)雜的約束裝置和載荷加載系統(tǒng)。試驗人員在飛機周圍布置了形如蜘蛛網(wǎng)的杠桿系統(tǒng)，模擬真實飛行中機體各部分的載荷情況，并在機身表面放置了成千上萬的應(yīng)力片，向計算機實時傳輸測試數(shù)據(jù)。

在靜力試驗中，飛機在起飛、爬升、巡航、降落和著陸等各個階段可能遇到各種極端情況都被考慮到了，各種極端條件下的測試會反復(fù)“折騰”機體，檢查出機身結(jié)構(gòu)中的任何一處“隱患”和“瑕疵”。

“其次是疲勞試驗，飛機除了承受足夠的力量之外，還要承擔(dān)這個力量加載后又卸掉而產(chǎn)生的載荷變化，以滿足飛機服役期間多達(dá)20萬-30萬次起落需求。”王亞男介紹道。飛機的疲勞試驗與交變載荷息息相關(guān)。想象一下，你平時擰一根細(xì)鐵絲，在反復(fù)的彎折動作后，細(xì)鐵絲終于斷開了。在這一過程中，細(xì)鐵絲就是受到你雙手施加的交變載荷而產(chǎn)生金屬疲勞斷裂的。

在人類早期航空史上，因設(shè)計缺陷而導(dǎo)致的機體金屬疲勞，曾釀成慘烈的空難事故。因此疲勞試驗同樣容不得半點馬虎，在試驗過程中，試驗人員會根據(jù)不同飛行狀態(tài)的載荷及載荷分布情況，通過對機體施加交變載荷譜，以檢測機體結(jié)構(gòu)的疲勞反應(yīng)。

這兩種嚴(yán)苛的試驗將飛機飛行中的各種極端情況囊括其中，空中顛簸這種日常遭遇，在這些測試面前也只是“餐前小點”而已。比如，在顛簸過程中，乘客看到舷窗外上下劇烈擺動的機翼，往往會產(chǎn)生“機翼要折斷”的錯覺，而實際上，早在靜力試驗中，機翼可能受到的最極端擺動幅度早已經(jīng)被考慮進去。

比如美國的波音787客機，在靜力試驗中其主翼可以向上彎曲達(dá)到5.2米——普通的空中顛簸對于客機機翼而言不過是“活動活動筋骨”而已。

▲正在進行靜力載荷試驗中的機翼彎曲測試的波音787原型機（圖片來源：Wired.com）

▲2016年正式開展靜力試驗的C919原型機（圖片來源：中國商飛）

第二道防線則要建立在機組操作規(guī)范上。民航飛機的飛行員在上崗前都會進行應(yīng)對復(fù)雜氣象條件的培訓(xùn)與考核，在遇到顛簸時，如何控制飛機油門、如何切換駕駛模式、如何控制飛行姿態(tài)和機動速度等等這些問題都被細(xì)化為高度程式化的操作規(guī)劃，同時機載氣象雷達(dá)也會自動搜索和識別各種突發(fā)的氣象信息，輔助機組輕松應(yīng)對各種條件下產(chǎn)生的顛簸。

▲美國霍爾韋尼公司開發(fā)的RDR-4000機載氣象雷達(dá)能夠為機組提供三維視角的氣象數(shù)據(jù)（圖片來源：霍爾韋尼公司）

除此之外，還有構(gòu)筑第三道防線的航空監(jiān)控與氣象預(yù)警系統(tǒng)?！暗孛娴臍庀罄走_(dá)會對起降機場、航線、航段以及備降機場等地上空的天氣情況進行監(jiān)測和預(yù)報。如果出現(xiàn)危險天氣，那么地面是不會讓飛機起飛的。”王亞男解釋道。

這套預(yù)警系統(tǒng)會根據(jù)實時氣象數(shù)據(jù)，制定詳細(xì)的飛行預(yù)案。比如關(guān)于顛簸，系統(tǒng)會將可能的顛簸區(qū)域、預(yù)計顛簸時長，相關(guān)操作要求等重要數(shù)據(jù)告知機組，最大限度避免顛簸產(chǎn)生的危害。

▲深圳空管站的氣象自動觀測系統(tǒng)（圖片來源：中國民用航空網(wǎng)）

保護自己才是最重要的！

有上述三道防線保護，空中顛簸對飛機本身的影響是很小的。王亞男對此說道：“人類在長期的商業(yè)航空領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗，在遇到顛簸時，根本無需擔(dān)心飛機的安危?！?但他同時指出：“乘客最需要關(guān)心的，是如何在遇到顛簸時保護自己。”

雖然現(xiàn)代民航客機能夠在顛簸中安然無恙，但客艙里的乘客如果處置不當(dāng)，在遇到中度及以上顛簸時，則很可能受到傷害。在中度顛簸時，飛機的飛行姿態(tài)會變得忽上忽下，并帶有明細(xì)的擺動，在這種情況下，人在客艙內(nèi)行動變得難以控制。而在重度顛簸時，飛機的飛行姿態(tài)變動幅度加大，這時艙內(nèi)未固定的物品會散落一地。

“劇烈顛簸的幅度，甚至可以將沒有系安全帶的乘客身體拋起來，頭部或上半身部位就會重重撞在艙壁上，會對身體造成比較大的傷害?！?王亞男介紹道。在近幾年，因為遭遇空中顛簸而導(dǎo)致的乘客與機組受傷事故不勝枚舉：2016年6月5日，一架哥倫比亞航空航班在飛行途中遭遇晴空顛簸，包括空乘在內(nèi)的23名乘客受傷。

▲2016年一架哥倫比亞航空客機在空中遭遇劇烈顛簸，兩名空乘人員因未及時回到座位上而受傷（圖片來源：airlive.net）

2022年12月18日，美國夏威夷航空一架飛往檀香山的航班遭遇嚴(yán)重顛簸，至少36人受傷。由此可見，遭遇顛簸雖不至釀成事故，但因此產(chǎn)生的人身傷害風(fēng)險還是值得警惕的。

在遭遇顛簸時，客艙內(nèi)都會及時將相關(guān)信息和注意事項以廣播的形式通知乘客。這時，作為乘客最應(yīng)該做的就是聽從乘務(wù)人員的指揮，回到座位上，系好安全帶，不要開啟行李架，并盡量平復(fù)情緒。“如果你還在使用衛(wèi)生間，也要立刻蹲下抓住馬桶旁的扶手，保證安全。” 王亞男建議道。

“在劇烈顛簸中，人們產(chǎn)生緊張情緒是難免的。但作為乘客，一方面心里要有底，無需擔(dān)心飛機會結(jié)構(gòu)破損。另一方面要做好安全措施，只要這些措施做到位，基本不會有太大的安全問題?！?王亞男最后總結(jié)道。

出品：科普中央廚房

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