乘坐航班時遇到空中顛簸怎么辦?嚴重顛簸會有墜機風險嗎?發生空中顛簸的原因是什么?乘客在乘機時應該怎么做才能確保自身的安全?
撰文/記者 段然 圖文編輯/陳永杰

采訪專家:

王亞男 (《航空知識》雜志主編)

7月10日,一架上海飛往北京的國航CA1524航班,在空中遭遇了嚴重顛簸。據航旅縱橫APP顯示,此次航班為15時24分從上海虹橋機場起飛,17時17分降落于北京首都機場。

科普博主、中國地質大學(北京)副教授邢立達稱,自己也是此次航班的乘客之一,“空姐和乘客被甩到了頂面”。

(圖片來源于@邢立達)

邢立達接受媒體采訪時表示,7月10日他計劃從上海回北京,而華東有雷雨,好多飛機都落不了上海,只有CA1524的前序航班CA1523順利抵達,他便改簽了此班。航程前半段還挺順利和平穩,大概離降落三四十分鐘時,有一次比較小的顛簸。邢立達向記者介紹,“第一次小顛簸前,有蠻多乘客站起來,來來回回上洗手間,也多虧這次比較輕的顛簸,機組人員提醒大家系好安全帶,一些乘客也陸續回到座位上。隨后沒隔多久,可能十幾秒后,就有一次非常強烈的、下墜的感覺,很強的失重感。現場大家都在尖叫,還看到當時枕頭和礦泉水瓶掉了一地,也有手機掉在了地上。”

事后,據國航回應,CA1524航班(上海-北京),機型A330-300,在飛行過程中突遇晴空顛簸,機組和乘務組按程序處置,全力維護旅客安全,在此過程中一名旅客和一名乘務員受傷。航班于17時18分正常落地,國航安排專人陪同受傷旅客和乘務員前往醫院治療。

同樣的,今年2月,中國西部航空PN6392和祥鵬航空8L9750兩架航班先后從拉薩貢嘎機場起飛不久,旋即遭受強氣流影響而劇烈顛簸,并多次出現下墜,讓客艙內的乘客產生不小的恐慌情緒。

飛機遇氣流顛簸一般不會造成空難

此次國航CA1524航班遭遇的嚴重顛簸,讓公眾對“晴空顛簸”產生了關注。民航專家李瀚明表示:“雷達是探測不到晴空顛簸的,因為晴空顛簸本質上是風造成的。乘坐飛機和坐船很相像,顛簸就像是突然一個大浪打過來。”

雷達本質上是通過物體對電磁波的反射能力來發現物體,但流動的空氣和靜止的空氣對電磁波的反射能力是一樣的。
李瀚明介紹,通常情況,惡劣天氣下風的變化更大,但是晴空也有發生嚴重顛簸的可能,有很多這樣的事例。飛機顛簸可能會讓飛機內的旅客遭受人身傷害,通常不至于造成墜毀。李瀚明提醒,為了防止空中顛簸,坐飛機旅行的時候還是要全程系好安全帶。有網友建議盡量不要坐夏天下午航班,李瀚明對此答復,夏天由于雷雨云等天氣情況更加復雜,航班遇到顛簸的概率確實更高,但這個概率并沒有大到要“躲著坐”的地步;只要系好安全帶,顛簸的影響完全是可控的。空中顛簸發生頻率較高,且無法對其準確預測,因此對高空飛行構成一定的威脅。發生空中顛簸的原因是什么呢?乘客在乘機時應該怎么做才能確保自身的安全?

顛簸,飛行旅途中的“常客”

坐過飛機的朋友應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于顛簸的預報,乘務員會提前通知乘客:“受氣流影響,飛機將產生顛簸。”

一般而言,機艙內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,甚至讓飛機出現急速上升或下墜的現象,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。“現代民航客機在飛行中遇到的空中顛簸現象,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飛機姿態的變化,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。”

作為御風而行的交通工具,天空中復雜的氣流是飛機經常要面對的自然現象,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則,這在氣象學上被稱為“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,讓飛機產生諸如來回震動、左右搖晃、上下拋擲等現象,這種受擾動氣流影響產生的現象就叫做“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象。根據國際航空運輸協會(IATA)的統計,近10年來,全世界平均每年都會發生超過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“,他們常出現在低緯度地區的大氣對流層下層,由于地表溫度不均導致氣流出現紊亂所致,在夏季的午后飛行于熱帶亞熱帶航線的飛機會經常遇到熱力亂流的干擾。

▲由于地表溫度不均導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”,因復雜地形引起的空氣變化以及風切變是這一亂流的始作俑者,這類亂流經常襲擊在山地高原上空對流層飛行的飛機。

▲由于復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”,與前兩種常出現在中低空不同,這一亂流出現在對流層上層的高空中。當高空大氣的熱力與動力因素出現變化時,就會引發晴空亂流,這一亂流通常潛伏在高空的萬里晴空之中,故而得名。由于氣象監測系統難以對其預報,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生顛簸。

▲由晴空亂流引發的飛機顛簸(圖片來源:chinadaily.com)

“現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的氣象概念,無一不是亂流產生的溫床。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致劇烈顛簸。

三道防線應對顛簸

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,在長期的技術演變過程中,人類早已建立起一整套針對顛簸的預防機制,最大程度地保證飛機安全。

首先,要從機體強度入手構建第一道防線。如今,無論是飛短途航線的支線客機,還是執行中遠程航班的干線客機,在研制之初就要在地面經過各種復雜而嚴苛的測試項目,考核合格整個研制工作才能繼續推進。王亞男介紹道:“民航飛機在設計之初就充分考慮了亂流所帶來的沖擊,飛機的主要機構,比如機翼、機身縱梁結構等,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,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,這是檢驗飛機結構強度的重要一環。所謂靜力試驗,就是在地面實驗室內,模擬飛機在空中飛行時所有可能的受力情況,以驗證飛機結構的剛度與強度是否達到設計要求。

▲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)

現代民航客機靜力實驗室的規模往往非常龐大,如同飛機總裝廠房一樣要塞進全尺寸的原型機,試驗室內設有復雜的約束裝置和載荷加載系統。試驗人員在飛機周圍布置了形如蜘蛛網的杠桿系統,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力片,向計算機實時傳輸測試數據。

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“折騰”機體,檢查出機身結構中的任何一處“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,還要承擔這個力量加載后又卸掉而產生的載荷變化,以滿足飛機服役期間多達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。想象一下,你平時擰一根細鐵絲,在反復的彎折動作后,細鐵絲終于斷開了。在這一過程中,細鐵絲就是受到你雙手施加的交變載荷而產生金屬疲勞斷裂的。

在人類早期航空史上,因設計缺陷而導致的機體金屬疲勞,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,試驗人員會根據不同飛行狀態的載荷及載荷分布情況,通過對機體施加交變載荷譜,以檢測機體結構的疲勞反應。

這兩種嚴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范上。民航飛機的飛行員在上崗前都會進行應對復雜氣象條件的培訓與考核,在遇到顛簸時,如何控制飛機油門、如何切換駕駛模式、如何控制飛行姿態和機動速度等等這些問題都被細化為高度程式化的操作規劃,同時機載氣象雷達也會自動搜索和識別各種突發的氣象信息,輔助機組輕松應對各種條件下產生的顛簸。

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

除此之外,還有構筑第三道防線的航空監控與氣象預警系統。“地面的氣象雷達會對起降機場、航線、航段以及備降機場等地上空的天氣情況進行監測和預報。如果出現危險天氣,那么地面是不會讓飛機起飛的。”王亞男解釋道。

這套預警系統會根據實時氣象數據,制定詳細的飛行預案。比如關于顛簸,系統會將可能的顛簸區域、預計顛簸時長,相關操作要求等重要數據告知機組,最大限度避免顛簸產生的危害。

▲深圳空管站的氣象自動觀測系統(圖片來源:中國民用航空網)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:“人類在長期的商業航空領域積累了豐富的經驗,在遇到顛簸時,根本無需擔心飛機的安危。” 但他同時指出:“乘客最需要關心的,是如何在遇到顛簸時保護自己。”

雖然現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,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,飛機的飛行姿態會變得忽上忽下,并帶有明細的擺動,在這種情況下,人在客艙內行動變得難以控制。而在重度顛簸時,飛機的飛行姿態變動幅度加大,這時艙內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,但因此產生的人身傷害風險還是值得警惕的。

在遭遇顛簸時,客艙內都會及時將相關信息和注意事項以廣播的形式通知乘客。這時,作為乘客最應該做的就是聽從乘務人員的指揮,回到座位上,系好安全帶,不要開啟行李架,并盡量平復情緒。“如果你還在使用衛生間,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,無需擔心飛機會結構破損。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。” 王亞男最后總結道。

來源: 北京科技報社

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