隨著經濟的發展,人們對於出行的效率要求也越來越高,很多人在長途旅行時都會選擇乘坐飛機。在登機就坐後,乘客們會看到飛機上的空姐走到飛機艙門前,吃力地將異常笨重的飛機艙門手動關閉,在關閉艙門的過程當中,空姐需要耗費大量的力氣才能慢慢將艙門關閉。很多人不禁會想,在科技如此發達的今天,為什麽不將艙門設計成電動的來減少空姐的工作量呢?
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工藝復雜的艙門
艙門是飛機的進出口,乘客和機組人員的進出都需要通過艙門,壹旦飛機出現安全故障,艙門是機上人員逃生的唯壹通道,因此艙門的安全性是在設計過程當中必須要考慮的問題。所以說,看似簡單的艙門成為了飛機上最復雜、功能要求最嚴格的部件,它需要滿足剛度、強度、氣密性等多重要求。
飛機上的艙門分為諸多種類,包括登機門、服務門、應急門等,這其中最為復雜、最具代表性的當屬登機門,也就是在飛機起飛前空姐最後關閉的艙門。
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目前來說,登機門的關閉過程主要是通過拉動釋放手柄使定位鎖從鎖銷上脫開,然後將艙門拉回關閉,艙門位置的密封帶能夠讓艙門與客機貼合的更為緊密,從而保證客艙增壓時的密封性。
民航飛機常用的登機門分為四種開啟方式:上拉式、下翻式、側拉式、外開式,最為常見的艙門開啟方式還是側拉式,側拉式可以減輕關閉的難度,但是它會占據客艙原本緊張而寶貴的空間。側拉式不僅占據了空間,而且自重非常大,大部分民航客機的登機艙門自重都在5000千克左右,同時側拉式的設計也讓空姐需要耗費更大力氣,那麽究竟是什麽原因制約了艙門的電動化發展呢?
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艙門手動關閉的原因
民航客機艙門手動關閉的第壹個原因就是安全性問題。安全問題絕對是民航業發展的第壹要務,同時也是民航客機在設計時首先考慮的問題。按照目前的科技發展,設計壹個電動飛機艙門是可以解決的問題,但是越復雜的關閉機制也就意味著更復雜的艙門設計,艙門在運行過程中出現的電機斷電或者電路損壞問題是工程師無法預測到的。
壹旦艙門在飛行過程中出現問題,在空中的維修人員幾乎無法立刻排除故障,需要將飛機進行緊急降落,這也就意味著飛機的安全出現問題,同時也會造成飛機的延誤,甚至對於機上人員造成不必要的驚嚇。
另壹個問題就是緊急逃生的需要,電動艙門壹旦無法打開,這也就意味著機上全部人員的逃生通道被堵,耽誤最佳的逃生時間。
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民航客機艙門手動關閉的第二個原因就是對於飛機氣密性的考慮。民航客機的飛行高度大約在壹萬米左右,此時空中的氣壓大約只有地面的30%左右,溫度大約為零下20攝氏度,低溫低壓對於民航客機的艙門材料有著異常嚴格的要求。同時,客艙內要保持與地面相同的溫度和氣壓就需要進行增壓處理。客艙內的壓強至少要保持在0.8個大氣壓左右,這樣才能讓乘客有壹個較好的乘坐感受,這就需要客艙增壓0.5個大氣壓。
這樣的增壓過程會讓機艙承受最大的壓力,據估算,每平方米承受的壓力超過了5000公斤。壹旦機械艙門更換成為電動艙門,這也就意味著機械組件在減少,對於艙門的固定性也就會減弱,壹旦出現異常就極有可能造成客艙內與高空的壓強差過大,導致艙門直接被彈飛出去,讓乘客直接暴露在萬米高空,飛機甚至會出現肢解。
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民航客機艙門手動關閉的第三個原因就是對於飛機成本的控制。飛機上的艙門布置有登機門,還有前貨艙門、後貨艙門、應急出口門、勤務門等十個艙門。飛機上存在的艙門不僅數量多,而且每部艙門的自重都非常大,比如波音737-800的前貨艙門重量達到了3558千克、後貨艙門更是重達4850千克,甚至有些民航客機的前後艙門自重接近20000千克。
如果真的通過電力控制這些自重如此大的艙門,就需要安裝大功率的電機,這無疑會增加飛機的自重和制造成本,進而引起飛行燃料的增加,這也增加的成本會通過上調票價的形式平攤到乘客身上。
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艙門事故引起的空難
現在民航業對於電動艙門的安裝制約,主要是因為民用飛機曾經因為艙門問題發生過嚴重的空難。1989年2月24日,壹架美國聯合航空公司所屬的波音747飛機,在經由夏威夷檀香山飛往新西蘭奧克蘭的途中發生事故,導致9人死亡。該飛機在飛行過程中,逐漸爬升至230000英尺,然而前貨艙門突然發生爆裂,強大的內應力直接將飛機的右前側機體撕裂開來,9名靠近貨艙門的乘客直接被吸出機艙墜入太平洋中,隨著飛機馬上迫降至夏威夷檀香山機場,除了9名被吸出墜落的乘客,其他人好在安然無恙。
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在飛機降落以後,航空公司馬上成立了調查小組,對於飛機的事故原因展開了細致的調查。原來飛機在飛行過程中,就已經預測到了當天的飛行航線上會有壹片雷雨雲,已經考慮到飛機在穿過過程當中會有壹定的顛簸。然而,在飛機穿過雲層過程中,飛機的商務艙突然傳來了壹聲巨響,隨後前貨艙門直接爆開,飛機內的氣壓急劇下降。經調查發現這次飛行事故的主要原因是因為貨艙的控制電門鎖設計上出現了失誤,導致C型閥在關閉時並未主動切斷馬達的電源,從而導致了C型閥在飛機的飛行途中出現了轉動,引起了前貨艙門的開啟,造成了這次飛行事故的發生。
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這次事故發生以後,引發了民航業對於飛機安全的深度考慮,尤其是對於艙門設計的反思,飛機設計師們積極優化飛機設計環節,力求降低飛行事故的發生。
艙門的不斷優化升級
艙門的重量設計原本是為了提高艙門的抗壓能力,但是這也加大了艙門關閉的難度,為此凱旋航宇結構公司為飛機的艙門設計了壹種新型的復合艙門,這種新型復合艙門可以在不降低艙門抗壓能力的前提大幅度降低艙門自身的重量,降低其關閉難度。這種新型艙門采用了新型熱塑性材料技術,能夠顯著增強艙門的韌性,而且這種材料自身具有較低的熔點,能夠更為方便地進行修理,降低修理的成本。據估算,使用這種新型材料制造的艙門能夠減少10%-20%的艙門重量。
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同時相關公司也在加快研發更為安全可靠且操作方便的電動艙門關閉系統。目前,薩伯飛機結構公司開發了壹種新型的機電作動系統,以此來代替傳統液壓作動系統,減少了在維修過程當中的成本,還能夠保證艙門重量和成本的不變。而且為了確保艙門關閉和開啟的正常,柯蒂斯 - 萊特公司加快了對於接近傳感器的研發,這種傳感器可以檢查艙門是否正確的關閉,在每個艙門安裝5-8個傳感器,就可以通過傳感器的反應感知艙門的開關情況,壹旦艙門開關出現問題,駕駛室的燈光就會及時報警。
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