客舱在空中分离

　　近日，有媒体报道，有设计师向美国和俄罗斯专利局申请注册“具有可分离式模块化客舱的飞机”的专利。该专利申请方案的提出，在遇到无法人为挽救的事故时，可以在经过合法判断流程后，将客舱与机身脱离，并凭借客舱携带的降落设备安全着陆，确保乘客的生命安全。不久的将来，我们真的能乘坐这样的飞机出行吗？让我们来看看各个领域的“元芳”怎么看。

　　降落伞在空中打开

　　物理学家问 降落伞拉得住脱离的机舱吗？

　　安全性是永无止境的，也是飞机设计、制造、操作的重中之重。航空运输是一项关系到乘客生命安全的事情，以目前的设计水平来看，已经完全可以把飞机的安全水平确定为千万飞行小时。因此，每一项新技术的应用都必须经过严格的论证和安全性设计与评估的。

　　再来说说降落伞。有专家表示，轻型飞机在理论上是可以安装降落伞的。那为大型客机安装降落伞是否可行呢？英国布鲁内尔大学航空研究员盖伊·格拉顿指出，在技术上是完全可行的。但他同时指出，这种做法是否具有现实价值和意义，因为安装降落伞意味着客机不得不损失大部分有效载荷。为了尽可能减少降落伞对有效载荷的影响，减轻降落伞所需承受的重量是最合理的一种做法，即在发生紧急情况时抛弃飞机的所有重型组件，例如发动机和机翼，降落伞只承担客舱重量。但这无疑是一种极端做法。他说：“如果一定要这么做，抛弃机翼和发动机，我只能希望这事不要发生在城市上空。”

　　BRS公司是目前世界上生产整机降落伞的主要厂商之一，总部设在美国佛罗里达州迈阿密，由鲍里斯·波波夫创立。他指出，让飞机上的1磅（约0.5公斤）重量安全着陆大约需要1平方英尺（约0.1平方米）的降落伞。据了解，目前世界上最大的降落伞应用在黄金赌城神舟系列载人飞船上，面积达到1200平方米，而飞船本身只有8吨重，即使这样，在着陆时还要使用反推来避免冲击碰撞。100多吨的飞机在抛弃了机翼、尾翼、发动机后，还有40吨～50吨的重量，这样的重量对应的降落伞面积大小是什么概念呢？按照上面说的换算方法粗略推算，承受如此重量的降落伞打开面积应该达到6000平方米～10000平方米。一般被世界足联认可的足球场大概在7000平方米。这个展开后将近一个～两个正规足球场面积的巨伞，真的可谓是震撼非常，相信它的造价也会让任何一家航空制造商心惊胆战的。而且，即使现在的降落伞采用非常轻且坚韧的复合材料，这么大的降落伞重量也是十分惊人的。负重增加的油耗、占用的空间、摆放的位置、是否对现有机载系统产生影响，这都是民机设计研发人员需要思考的关键问题。最后说句题外话，未来大型客机即使成功“背上”了降落伞，如果落地后有乘客摔伤，被踩踏受伤，甚至死亡，说不定保险公司会找出各种的理由拒绝赔偿，然后就是漫长的调查取证，可能一二十年才会有定论。

　　在陆地降落

　　工程学家问 可分离本身会影响安全吗？

　　从气动、结构、系统等方面去分析可能的两种方案。一种方案是机身有独立的生命支持系统，其结构只是吊在机翼下不走线、不传力。那么，机头、机翼和尾端的连接就要借助厚重的纵梁，并且自带完整的动力、燃油、飞控和起落架等系统，而在气动上要处理好接缝和整流；另一种方案是机身仍然作为飞机整体的一部分，气动上可以完美无缺，结构上可以传力、走线、要装系统和燃油，但是所有的连接点在紧急情况下都可以由爆炸螺栓切断。

　　两种方案前者可以模块化设计，但增加重量明显，飞机性能损失可能较大。后者增加重量相对较小，但集成度高可能导致脱离时的故障率高，反而降低了弹射客舱的安全性。两种方案可以共享火箭弹射装置、稳定伞和减速伞、着陆时的缓冲或漂浮气囊、求救信标和黑匣子。

　　可分离客舱结构的“可分离性”将会降低飞机结构的整体性，并且通常要考虑结构在载荷的作用下所体现出来的整体协调能力与保持整体承受能力。

　　而当机舱与驾驶舱变为两个独立可分离部段时，显而易见，飞机结构将由一个整体变成多个部分，这将极大地影响飞机载荷的传递和作用方式，进而影响飞机的整体设计。同时，由于客机在使用环境和安全性上有要求，“可分离设计”在对机舱和驾驶舱的连接方式和强度等方面将面临极大的挑战。但是，如何确保连接结构的稳定性和可分离性将是一大难题。

　　可分离结构将会给飞机本身带来很大的结构增重，而用来确保驾驶舱和机舱连接的连接件结构及操纵系统必定会相当复杂、笨重，这一系列为了“可分离”所附加的重量将无法为飞机运营提供有效的载荷，最终将极大地增加制造成本。

　　例如，美国军方在F14上使用的可变后掠翼设计，其结构复杂性远远小于“可分离机舱”，可在完成相应设计后发现，虽然飞机性能上具有一定优势，但由于维修成本过高，安全性能的降低，最终F14被更为简单高效的F18所取代。最后，可分离机舱结构导致机舱与飞机其他部段在理论上处于分离状态。

　　由于当前飞机巡航高度普遍在35000英尺，这是一个低气压、低氧、严寒的环境，机舱内部要有相应的供氧、舱压平衡等一系列独立系统，从而确保飞机出现重大问题并分离机舱后，保证乘客的安全，否则乘客可能瞬间就昏厥，甚至死亡，最终根本没有机会等到降落。因此，机舱内部的密封及系统等需要单独进行设计和安装，并同时应考虑到与其他部段的配合，其难度是显而易见的。

　　值得一提的是，由于机舱弹出后具有不可控性，对于其降落后的影响没有办法进行有效预测，如在人口密集区上空进行了分离，机舱可能与建筑物或者居民区相撞，其危险程度会造成社会骚动、经济损失、人员伤亡等。

　　在海面降落

　　伦理学家问 飞行员会让机舱弹射吗？

　　航空运营中有一个“高大上”的概念：飞行员伦理道德。相信很多人对这个词不太熟悉。每一名飞行员在做飞行学员的时候就被教导，飞行员的四条肩章分别代表着职业、知识、飞行技能、责任。

　　笔者采访了几名飞行员，均表示，如果可以用个人生命换取乘客安全会义无反顾地按照检查单执行，但对具有可分离式模块化客舱的飞机的可行性及抛出客舱后乘客的安全保障表示深度的质疑。

　　有数据显示，82%的空难是发生在飞机起飞和着陆阶段的。如果在起飞和着落阶段发生无法人为挽救的事故而不得不将客舱与机身脱离时，飞行员们均表示，对可分离式模块化客舱能否发挥作用并最大程度保障乘客生命安全持保留意见。

　　再有，飞机在巡航阶段飞行速度达1000公里/小时，此时打开降落伞，乘客会瞬间承受巨大过载而导致受伤；同时降落伞虽然可以减缓下降速度，但是水平速度可能仍然超过40公里/小时，如果此时撞上山谷、大楼等凸起物，必将造成更大伤害。作为一名乘客安全至上的飞行员来说，无法接受这些可能的伤害，更让他们感到痛苦的是，其可能对这些伤害束手无策。任何一名飞行员不到最后一刻，是绝对不会放弃自己作为机长的责任的。

　　经济学家问新飞机会让票价上涨吗？

　　飞机是一个 包含成千上万零部件的复杂系统，可分离式模块化客舱的使用恐怕将进一步提高飞机系统的复杂程度，从而对整机的安全水平提出更高的要求。此外，可分离式模块化客舱的使用恐怕将大大增加飞机的设计和制造成本，从而影响飞机的经济性。但如果把可分离式模块化客舱的昂贵设计、制造成本体现在乘客购买的机票上，原本从北京—上海的机票由不到2000元增加到4000元、6000元甚至8000元，也许一直游离在飞机、高铁之间的乘客，会毫不犹豫地放弃乘坐飞机吧？（《黄金赌城娱乐民航报》、黄金赌城娱乐民航网柏言）

　　链接：创新只为更安全

　　设计者在发明这项专利的时候，更多考量到了乘客生命安全。

　　安全性作为民用飞机四性之首，是在型号设计时必须考虑的首要问题，对安全性指标的要求将直接影响民用飞机的设计、制造、使用和维修。为保证航空安全，各国政府和航空器设计者、制造商及运营人都采取了大量的措施来减少飞行事故和风险。

　　笔者统计了1971年～2012年所发生的170起典型民用飞机事故，死亡总数为7585人。按照发生事故和事故死亡人数进行分类，无人死亡的96起，占比56.47%；死亡40人以下的25起，占比14.71%；死亡41人～100人的15起，占比8.82%；死亡101人～200人的24起，占比14.12%，死亡超过200人的10起，占比5.88%。

　　此外，近年来，民用飞机事故次数呈下降趋势。2015年，全球共发生16起致人死亡的空难，是自1946年以来发生空难最少的一年。就概率而言，乘客乘坐任意一个航班发生空难事故而遇难的概率仅为485.7万分之一。

　　在科技革命的进程中，需要一些头脑风暴和大胆的创新，正如莱特兄弟凭借自己的勇气和坚持创造了第一架飞机，经过许多年飞机制造技术的不断迭代创新，才有了今天航空领域的蓬勃发展。同时，有针对性地将已有的创新技术成果通过专利的形式保护起来，是当今世界赢得市场的重要手段。通过专利保护合法地形成技术包围圈，也能为日后开展可能的市场推广工作打下坚实的基础。

　　然而，我们也应该清醒地认识到，在粗线条的头脑风暴过后，技术的发展需要更加脚踏实地，并且遵从自然规律，正如世界航空技术长期以来的发展轨迹一样，方能创造出更安全、更新颖、更经济的民用飞机。