空中逃生新思路

作為人們?nèi)粘３鲂械囊环N重要交通工具，飛機的安全性一直備受大家的關(guān)注。由于民航客機沒有彈射座椅、降落傘等專業(yè)逃生設(shè)備，因此一旦在高空發(fā)生嚴重故障導(dǎo)致墜機事故，那么乘客生還的幾率就微乎其微了。為此，各大飛機制造商除了不斷提高飛機的安全性外，還在研發(fā)設(shè)計新式逃生裝備，盡力保證乘客的安全。

2016年初，烏克蘭航空工程師發(fā)布了一種客艙分離技術(shù)。當飛行員無法挽救失控的飛機時，可迅速進入可分離式客艙，并啟動緊急分離按鈕，使客艙與主機體分離，保證乘客和機組人員能夠遠離飛機的動力系統(tǒng)和燃料艙等易燃、易爆的危險設(shè)備。隨后分離的客艙打開降落傘，帶著艙內(nèi)的人員安全降落。

不過這種可分離客艙及其配套的降落傘等結(jié)構(gòu)與設(shè)施顯然會增加飛機的重量，好在隨著碳纖維等新型復(fù)合材料在飛機上的廣泛應(yīng)用，飛機的結(jié)構(gòu)重量有了較大減輕，節(jié)省的機體重量正好可以加裝可分離式客艙結(jié)構(gòu)，而不會額外增加整機重量。

為了驗證這項技術(shù)，桂林航天工業(yè)學(xué)院機械工程學(xué)院微小型飛行實驗室經(jīng)過多次探討，結(jié)合參加CADC大賽空投項目的經(jīng)驗，用模型飛機改裝出一架帶有逃生艙（可分離式客艙）的客機。

帶有逃生艙的模型主要由兩部分組成：一是包括起落架、動力系統(tǒng)、分離機構(gòu)等部件的主機體；二是包括客艙、降落傘及緩沖氣囊等安全裝置的逃生艙。

逃生艙的分離可分為三個階段：

1.正常飛行階段。逃生艙作為機體的一部分，同模型一起正常飛行至指定高度。

2.脫離階段。通過一個脫離機構(gòu)將逃生艙與機身分離。分離后的逃生艙做自由落體運動，模型則由操縱手手動控制降落。

3.逃生艙傘降階段。逃生艙在降落傘等安全裝置幫助下，平穩(wěn)降落至地面。

驗證過程中，設(shè)計團隊將一架運12像真機改造成驗證機。因為運12采用上單翼布局，所以非常適合進行逃生艙部分的改造。它用EPO材料制成，抗沖擊性能好，利于多次重復(fù)試驗。此外，該模型飛行穩(wěn)定性較好、易操縱，逃生艙分離后的機體仍具有很好的操縱性能。

模型的具體改造主要有以下幾部分：

1.起落架

為了使逃生艙在分離時不被機體上的其他部分阻擋，要將原機三點式起落架中的后起落架從機腹下方移至主翼上的動力艙。不過動力艙較高，要維持機體停放時的姿態(tài)，使起落架的機輪處于同一水平面，后起落架的結(jié)構(gòu)要重新設(shè)計，增加其支撐高度。

2.逃生艙

逃生艙以原客艙為基礎(chǔ)改造而來，是飛機出現(xiàn)險情后保證乘客安全著陸的艙體。為貼近實際使用需求，逃生艙被劃分為乘客客艙、駕駛員逃生艙以及應(yīng)急醫(yī)療艙3大區(qū)域。設(shè)置應(yīng)急醫(yī)療艙是考慮到逃生艙遇到劇烈顛簸或降落時發(fā)生側(cè)翻等意外事故時，可能會造成艙內(nèi)人員的二次受傷。應(yīng)急醫(yī)療艙可在地面救援人員趕到現(xiàn)場前，為傷員提供簡單的急救幫助，避免因傷情拖延加重傷員的病情。

需要說明的是，與讓乘客使用降落傘逃生的方式相比，乘客與機組人員在相對封閉的艙內(nèi)與逃生艙一起落地，可免受低壓環(huán)境和高速氣流的危險，而且乘客也無需具備專業(yè)的跳傘訓(xùn)練.安全性更高。

3.分離機構(gòu)

逃生艙采用吊裝方式，通過兩個套環(huán)與機體上的分離機構(gòu)相連。當逃生艙需要脫離時，可通過控制舵機扭轉(zhuǎn)拉動兩個控制機構(gòu)，使套環(huán)分離，進而讓逃生艙脫離飛行中的機體。

4.安全裝置

逃生艙脫離機體后，通過安全裝置能夠保證其平穩(wěn)降落。

逃生艙頂部裝有降落傘。分離后，降落傘被抽出并展開，控制逃生艙以安全的速度降落。設(shè)計降落傘時重點要解決好兩個問題：能否順利展開以及展開后如何保持平衡。

在設(shè)計試驗機的疊傘方式、開傘程序等方面，與傳統(tǒng)的傘降模型有很大不同。為保證降落傘順利展開，不能將折疊好的傘布都放在逃生艙頂部，而要將一部分傘布固定在機體下部。這樣開傘時，由于一部分傘布在主機體上，因此逃生艙脫離時，傘布會晚于它與機體分離。當傘繩完全伸開后，降落傘才會順利展開，可以避免傘繩與降落傘布纏繞，導(dǎo)致開傘時機延后或開傘失敗的情況發(fā)生。

為保證逃生艙以平衡的姿態(tài)降落，傘繩采用了多吊點定姿系法，即在逃生艙端設(shè)置4個吊點，4條傘繩一端分別與吊點固定，另一端系于一點后再與降落傘連在一起。這樣，傘繩就不容易纏在一起了，并能保證艙體以接近水平的穩(wěn)定姿態(tài)著陸。

而且，當傘布展開時，每根傘繩上受到的拉力大小相同，傘布更易被完全展開。更快地展開降落傘，不僅能有效減少逃生艙做自由落體運動的時間，還能降低逃生艙在觸地前的運動速度，進而減少乘客所受到的沖擊力。

此外，考慮到實際情況下逃生艙可能會面對非常復(fù)雜的地面環(huán)境，如山峰、海面、溝谷等。設(shè)計團隊還在逃生艙底部加裝了用于緩沖的氣囊。當逃生艙以傘降形式落地時，氣囊能夠吸收掉艙體由高處下落而積累的剩余沖擊力，進一步減小對乘客的影響。

為保證艙體在落地前氣囊就能迅速充好氣，采用了50mm涵道風(fēng)扇作為充氣機，并將其固定在逃生艙內(nèi)。正常飛行時，固定在艙體底部的氣囊沒有充氣，完全收在艙體下，體積較小，幾乎不影響模型的正常飛行。一旦發(fā)生“事故”，逃生艙分離后操縱手手動控制涵道風(fēng)扇開關(guān)，即可快速為氣囊充氣。

經(jīng)過多次篩選，最終選用了一種特殊材質(zhì)的透明塑料薄膜作為氣囊，以保證充氣時不會破裂。這種薄膜的伸縮性非常好，安裝時只需將充氣口（直徑要小于涵道直徑）拉開固定在涵道風(fēng)扇的噴氣口上，它就能自動縮緊固定密封。在充氣時，這種薄膜即使過充也不易破裂。

本次試驗的重點在于驗證逃生艙的脫離方式是否可行。多次試飛表明，模型上的逃生艙均能較好地分離、落地。從安全角度看，其可有效填補傳統(tǒng)客機沒有應(yīng)急逃生機構(gòu)的空缺，在應(yīng)對各種空中突發(fā)情況時能更好地保護乘客和機組人員的生命安全。當然，這項技術(shù)能否真正應(yīng)用到實際中，還要考慮工藝、成本、材料等多方面因素。