飞机座椅的安全性

1 旅客座椅的发展

旅客座椅的发展，与民用航空客机的发展是分不开的。随着民用航空客机飞行速度的提高，客舱日益变大，各层次旅客日益增多，旅客座椅为了适应各方面需要，得到不断的改进，并开始考虑到了人身安全问题。

客舱增大，人数增多，服务标准也有所不同。客舱分成头等舱、公务舱和经济舱。客舱的等级不同，首先体现在座位的安排。经济舱的座椅尺寸小，而且座椅之间的距离也小。客舱等级升高，座椅本身的尺寸和座椅之间的间距也越来越大。不管是什么舱位，航空器设计人员对于怎样保护旅客人身安全的思路都是一样的。

最初的旅客座椅，主要是用来乘坐，给每位登机的旅客准备一个位子，其他的方面还没考虑到。后来，由于飞行速度提高了，旅客座椅的强度也根据飞行中发现的问题有所增强。另一方面，航空公司为了提高客运量，吸引各层次旅客乘坐飞机，对旅客座椅提出了美观性与舒适性的要求，使旅客座椅设计者绞尽脑汁，翻新求奇。

客舱内的旅客座椅全是高靠背沙发。扶手是活动的，可以掀起和放下。扶手内侧边缘上方，有靠背调节按扭。当你按住按钮后，同时依靠背部用力向后靠，靠背便会以下端为轴心，上端向后下方移动，从而达到调节靠背倾斜度的目的。它有一定调节范围，调整到极限后就不会再动了。这样，可以靠着休息。如果你想坐直时，再按动靠背调节按钮，轻轻抬起自己的身体，靠背就会自动恢复原来位置。头等舱内安装的是全躺式软椅，你在需要时从椅子下面拉出一个长方形软凳子，可以将腿部平斜托放在上边，再将靠背向后调至较低的位置，就如同睡在一张松软的卧床上。有的头等舱和公务舱内配备有脚蹬架，利用其躺下睡觉是很舒服的。

旅客座椅的扶手上，有各种小装置，能给旅客提供各种服务。扶手的顶端上是烟灰缸，从一边向下一按就打开了。后来提出禁止机上吸烟，又逐步取消了。右扶手内侧靠里的上部是头灯开关，其上面有发光灯泡的图案，打开后，右上方阅读灯就亮了。下边是呼唤空中小姐的按钮，通常上面画着个空中小姐图像。如遇事需呼唤空中小姐时，你可以按一下此按钮，空中小姐就来了，因此没什么事情时则不要随便按动此按钮。靠外还有三个音响的小装置，最下面是耳机塞孔，中间是选择频道键，上面是控制音量旋钮。不同机种有不同的设置和布局。另外，前排座椅的靠背后部上面，有一块塑料板，那就是供旅客吃饭、饮水、写字用的小餐桌，可以随时收放。靠背后部下面，有一夹层口袋，里面装有安全须知等机上读物，还有一个清洁袋，供你存放丢弃物等。有的机种靠背后还装有小电视等。

总的来说，旅客座椅在乘坐方面有很大发展，但近年来，人们主要关注的是座椅对人身安全的保护作用。

2 人对过载的耐限

现代客机速度越来越快，遇到紧急情况，特别是紧急着陆时，突然从高速降到低速或停止运动，由于惯性的作用，旅客身体就会不由自主地向前冲，并受到一个较大过载的作用。坐汽车时，当车子猛一下刹住，也会有这样的情况。但没出问题，这时因为人对轻微的过载可以耐受。人对过载的耐限是有一定极限的。

过载是由物体受到外力的作用，作加速或减速运动时，实际作用在物体上的一种载荷。现代飞机不仅速度大，加速度也大，因而过载就大。人的生理条件现在已成为飞机飞行性能发挥的障碍。飞机能承受的过载，比人能承受的过载要大得多。据统计数据表明，飞机在飞行或紧急情况下所发生的事故中，座舱完整无损，而坐在里面的人却会受到致命的损伤。这一切迫使人们以足够的注意力，来研制能保证人耐受各种过载的装备。

过载g是物体运动加速度与重力加速度之比值，也可以说过载g是物体运动加速度与重力加速度的倍数。所以人们常说过载值是几个过载或几个g。由过载定义可知，过载是一个无量纲的值。它反映了物体加速度的相对大小，也反映了物体受外力的相对大小。同时，过载也是有方向的。过载的方向与加速度的方向相反。可以说，在加速时与运动方向相反，而在减速时与运动方向相同。紧急着陆时，过载是与运动方向相同的，所以旅客会向前冲。安全带把人系紧，旅客不会被碰伤了，但紧急着陆时的过载是否能够承受，值得研究。

人体是由骨骼、肌肉和内脏器官等组成的。骨骼系统是刚性结构，具有一定的强度，不易变形，起着支持全身重量的作用，是人体承受过载的主要构件。肌肉附着在骨骼上，在过载时起维持姿势的作用，也是受力部分。心、肺、脾、肝、肾等脏器则以韧带及结缔组织悬垂在骨架中，在过载作用下会发生移位、变形，此外，人的循环系统中的血液，也会受过载作用而影响流动。另外，人的心理和生理状态，人在承受过载时的姿势，对耐受力也有影响。

在第二次世界大战时，为了研制军用飞机弹射座椅，开始了对人体经受碰撞的研究。德国基尔兹和茹夫的著作提出的基本的判定依据。这些理论至今还在用于评估座椅和约束系统的性能。以后，经过几十年的研究，各国科学家补充完善了评估方法，从大量的实验中找到了各种情况下人体对过载的耐限，为飞机及座椅的设计提供了可靠的依据。

目前，国外及我国航空工业系统与民用航空系统都制订了《航空器座椅和卧铺技术标准规定》、《航空器座椅和卧铺最低性能要求》、《运输类飞机座椅约束系统与乘员保护的动态评估》等规章。这些规章明确了对乘坐飞机的人的过载及碰撞的保护措施与要求，对地面动态水平冲击模拟试验、试验用假人、评估的方法与标准作了详细规定。客机上已装机的产品，都是符合这些规定的，旅客可以放心乘坐。

3 几种高过载座椅

经过对民用航空事故进行长期调查分析，客机起飞和着陆的事故发生率分别为25.1%和45.3%，占总事故发生率的70.4%，而死伤人数中60%是因坠机后旅客座椅损坏导致旅客受碰撞造成的。这是1980年前后的分析结果，从那时起各国就开始研制高过载民用飞机旅客座椅。

现代大型喷气式客机正常着陆速度可达240千米/小时，坠机时作用于人体的制动过载可达25g，超出了人的过载耐限。过去安装的是静载9g的座椅，后又提出安装动载16g座椅的要求，以缓解直接加给人体的过载。这种座椅必须通过两项动载试验。一项是水平冲击试验，制动过载的峰值最小为16g；另一项是垂直冲击试验，制动过载的峰值最小为14g。这两项试验均须达到规定要求的人体生理指标。通过上述两项试验的座椅称为16g高过载吸能式座椅。

所谓吸能式座椅，就是当座椅受到较高的过载时，其整体结构或某些金属部件弯曲、起皱变形，吸收部分过载，而使座椅和旅客产生一个非常规的运动。座椅吸能主要参数有两个，一个是结构变形的起动载荷，另一个是结构变形的几何行程，都会受到飞机地板的许用载荷、制动过载的能量变化、人椅组合重心的变化等影响。虽然如此，吸能座椅的出现，为紧急着陆情况下旅客的人身安全起到了保护作用。

目前高过载座椅有几种常见的形式：

1） 吸能式座椅

吸能式旅客座椅的椅腿结构中，装有一个能拉伸的吸能器。当吸能器被拉伸时，可以吸收由座椅传向地板的部分过载。为使座椅能适应不同强度的地板，吸能器须在不同的条件下工作。当座椅受到动载作用，吸能器伸长时，座椅结构绕前后腿下支点转动，控制座椅与旅客在16g向前冲击峰值运动。当座椅解除动载以后，向前16g动载脉冲的剩余能量，则由刚性框架的座椅结构所承受，座椅仍能保持完好或结构完整无损。除吸能器伸长外，旅客仍保持一个正常的坐姿，仅比初始位置向前移动了50~80毫米。

2）X型椅腿和N型椅腿旅客座椅是靠椅腿的直接变形来适应过载的。X型座椅受冲击后，前椅腿弯曲变形，后椅腿拉伸变形，变形后座面倾斜。其优点是碰撞瞬间可承受双向载荷，且座椅变形后的水平位移量较小，这样在有限的排距内，可增加旅客在冲击后应急撤离的可能性。N腿座椅受到冲击后，前腿弯斜杆和后椅腿绕椅腿后连接点向下转动。变形后的座椅仍较水平，但向前向下移动，使旅客能保持正确的坐姿。该座椅也可承受双向冲击载荷，但前椅腿的变形不是一个恒力，而吸能器的伸长变形则是一个恒力，这个问题对地板有一定影响。

高过载民用航空旅客座椅有缓解高过载对人体的冲击作用，近年来迅速得到发展。

4 紧急着陆的坐姿

看过座椅动载试验的人，比没有看过试验的人更能理解紧急着陆的坐姿。不合适的坐姿扩大了事故不应有的损害后果。

我们来了解一下座椅的动载试验方法。

垂直冲击试验，模拟高下沉率着陆状态。该试验用来鉴定沿旅客脊柱的冲击载荷作用时，座椅提供给旅客的保护作用。此时，防止脊柱的受伤十分重要。试验时要求速度变化不小于10.3%米/秒，飞机纵轴相对水平面下倾30°，机翼水平。撞击后的0.08秒内，出现在地板处的最大负加速度不小于14g。

水平冲击试验，模拟飞机着陆时，与地面障碍物碰撞。该试验用来鉴定当座椅和旅客受到沿飞机纵轴的冲击载荷作用时，座椅提供给旅客的保护作用。此时，旅客头部与飞机内部设备，或前排座椅碰撞的可能性很大。试验时，要求速度变化率不小于10.3米/秒，飞机纵轴相对水平面下倾30°，机翼水平。撞击后的0.08秒内，出现在地板处的最大负加速度不小于14g。

在座椅动载试验中，不用真人直接试验，而是用仿真假人进行试验。仿真假人装有传感器，可以测出所需的各个参数。给仿真假人穿上合适的衣服，在头部或脸上涂上粉笔灰，用以观察仿真假人受碰撞的情况。将仿真假人放在座椅上，让背部靠着椅背而无间隙，双手放在大腿上，并防止回弹时手臂甩打。回弹时，头部会遭受碰撞，试验中会测下碰撞情况，在高频次摄像片上，也能清楚地看到。因此，旅客座椅设计与安装时，已经考虑了这些可能引起不安全的因素。

作为民用航空的参与者，旅客走上飞机坐在座椅上，就应该把自己和民用航空及客机紧密联系在一起。客机如意外发生事故，这是民用航空的事，也是每一位旅客的事。客机有可能主动紧急着陆，也可能被动地紧急着陆。在主动地紧急着陆时，驾驶员有控制飞机的主动性，这种情况下一般不会出现大的问题，只在旅客按要求去做，不会有生命危险。在被动地紧急着陆时，驾驶员有可能失去控制客机的能力。除极少回天无力的不可存活事故外，大多数还是可存活的事故。这类可存活的事故具备下列三个条件：

——燃油不起火；

——客舱还有必要的生存空间；

——过载值还在承受范围之内。

所以，为了减少事故死伤人数，还应在下列方面采取措施：

——尽量约束自身；

——借助吸能装置；

——努力保护头部。

在事故发生的瞬间，坐姿正确与否关系着救生效果。旅客一般使用以下两种坐姿：

——将上身依附在前座的椅背上，用双手顶住额头，这就是依靠型的前倾姿态；

——将身体向前下方弯曲，双手抓住双腿或双手抱住双腿，这就是自力坚持型的前屈姿态；

紧急着陆时，有了思想准备，你便能马上反应过来，及时以正确的坐姿保护自己。