《知識》航空科學的實驗「波音727客機的墜機測試」



2012年,美國探索頻道組織了航空專家,籌備了四年時間,進行了歷史上第二次的真實客機墜毀試驗,試驗的過程當然也被拍成了一部紀錄片。

這是一次非官方的墜機試驗,團隊並沒有得到美國當局的許可,最後是與墨西哥溝通後取得了許可,選擇了位於墨西哥的一個平坦沙漠。

團隊的測試計畫是,試驗客機與追逐機一起從機場起飛,試驗客機由專業飛行員駕駛,他們在即將到達墜毀區域前跳傘逃離;追逐機中的另一名飛行員透過遙控設備遠端駕駛,直到試驗客機成功墜毀。

墜毀地點必須嚴格控制在指定的區域內,再來是飛機飛往指定墜毀區域前會經過人口稠密的地區,必須由飛行員駕駛。

試驗客機的選擇,團隊首先考量機型不能太老舊,越接近當代主流機型越好,否則試驗得出的數據就沒有太多參考價值。然而,現役的機型往往價格過於昂貴,團隊最終決定選擇了一架的報廢的波音727當作試驗客機,並取名為Big Flo。

選擇波音727還有另一個考量,目前主流的客機引擎都位於機翼下方,從機身兩側的出口跳傘逃脫有可能會被引擎吸入或被噴出的高溫氣流傷害。波音727設計就比較特殊,它的三個引擎都位於機尾,而且在引擎的下方的機尾還有一個艙門,從機尾跳傘更加安全。

團隊針對試驗客機進行改裝,並開始準備各種用於收集墜毀數據的裝置,其中共包含三個單個價值15萬美元的測試假人。其中兩個假人被安置在靠近走道的座位上,另一個則被安排在遠處靠近窗口的座位上。

假人還特別設定以常規坐姿和緊急抱頭坐姿,看這兩種姿勢於墜機後,是不是真的承受的傷害不同?假人身上的大量感測器可以記錄各種資訊,通過軟體還可以還原出真實的情況,也就可以推斷出真人在同等情況下可能受到怎樣的傷害。

除了假人,團隊還在機艙內各處安裝了加速度感測器以及高速攝影機,紀錄墜機過程的任何細節。試驗機墜毀程度也需要控制,因為這些測試設備和假人要儘可能不被損壞,最後才能將收集的資料取回。

最後試驗機成功墜毀,從影片可以看到駕駛艙完整斷裂,但主體部分基本完整。當然,團隊透過數據得出了很多結論,包括證實了雙手抱頭彎腰的姿勢的確有助於減少傷害;而普通坐姿可能會撞擊前排座椅靠背,或是被亂飛的雜物擊傷要害。

衝擊力數據則顯示,由飛機前到後逐漸遞減。機身前半段將承受12G的衝擊,可能造成死亡;而機身中間和機尾的部分,分別會承受8G和6G的衝擊,相對衝擊較低。

儘管飛機墜毀後存活機率,會依照飛機衝擊時的角度及當下環境因素決定,但這次成功的客機墜毀試驗帶來的科學數據成果,確實有助於優化未來客機的設計。

波音727客機的墜機測試,完整的紀錄片


從Google Map衛星圖查看,仍可看到這架墜毀的波音727身影

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補充說明:
第一次真實客機墜毀試驗,其實美國航空太空總署也有做過。1984年,美國航空管理局FAA和NASA聯合設計了一次針對客機的碰撞測試,主要目的是測試一種新型的燃料添加劑能否降低事故後燃油霧化引發的大火。

然而,試驗卻發生了很大的變數,由於飛機墜地的姿態與當初計畫的不一樣,最終大火燃燒了1個多小時,試驗宣告失敗,大多數測量的設備都燒毀。由於危險係數大加上成本高,此類真實客機墜毀試驗從此銷聲匿跡。