飛機(jī)座椅的奧秘

詹東新 方沐

普通旅客對(duì)于起落架、機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)等部件是無法直接感知的，但是對(duì)于座椅卻有實(shí)實(shí)在在的親身體驗(yàn)。旅客對(duì)某架飛機(jī)印象的好壞，很大程度上取決于對(duì)飛機(jī)客艙及其設(shè)施的感覺。如果旅客對(duì)座椅不滿意，就很有可能影響其對(duì)整架飛機(jī)的印象。因此，飛機(jī)制造商和航空公司在飛機(jī)座椅上下了很大功夫。

良好的防護(hù)功能

作為飛機(jī)客艙的重要部件之一，座椅既要舒適，又要具備一定的保護(hù)功能，兩者缺一不可。

大家都知道，飛機(jī)在急速減速和降落時(shí)，由于飛行加速度發(fā)生變化，乘客身體會(huì)受到極大的沖擊力。沖擊力如果超過人體承受極限，就會(huì)對(duì)人體造成傷害。此時(shí)，如果能將人體所受到的沖擊力轉(zhuǎn)移到其他物體上，那么就既能保護(hù)乘客，又不影響飛行。于是，工程師設(shè)計(jì)出吸能式座椅，來充分保護(hù)乘客的安全。在吸能式座椅的椅腿結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)能拉伸的吸能器。當(dāng)吸能器被拉伸時(shí)，可以吸收由座椅傳向地板的部分過載，保護(hù)座椅上的乘客。

一項(xiàng)研究顯示，客機(jī)起飛和著陸期間出現(xiàn)的事故占總事故發(fā)生率的70.4%，而死傷人數(shù)中的60%是因墜機(jī)后座椅損壞導(dǎo)致旅客受碰撞造成的，這就對(duì)飛機(jī)座椅在出現(xiàn)意外情況時(shí)保持完好的性能提出了非常高的要求。

1981年，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）專門成立了一個(gè)飛機(jī)座椅動(dòng)能測(cè)試機(jī)構(gòu)，進(jìn)行了大量的座椅過載實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，F(xiàn)AA要求飛機(jī)上必須安裝動(dòng)載為16g（g是指重力加速度）的座椅。到2009年9月，世界上所有的民航客機(jī)才全部裝上了16g座椅。

嚴(yán)格的動(dòng)載試驗(yàn)

和其他部件一樣，飛機(jī)座椅也要經(jīng)過嚴(yán)格的動(dòng)載試驗(yàn)。這項(xiàng)試驗(yàn)的場(chǎng)景可以參照我們比較熟悉的汽車碰撞試驗(yàn)，使用仿真假人模擬各種情況，然后觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

飛機(jī)座椅的動(dòng)載試驗(yàn)分為垂直沖擊試驗(yàn)和水平?jīng)_擊試驗(yàn)兩種。垂直沖擊試驗(yàn)?zāi)M高下沉率著陸狀態(tài)，用來分析沿旅客脊柱的沖擊載荷作用時(shí)，座椅提供給旅客的保護(hù)作用。試驗(yàn)時(shí)，要求速度變化不小于10.3米/秒，撞擊后0.08秒內(nèi)，出現(xiàn)在地板處的最大負(fù)加速度不小于14g。

水平?jīng)_擊試驗(yàn)?zāi)M飛機(jī)著陸時(shí)與地面障礙物碰撞的狀態(tài)，用來分析當(dāng)座椅和旅客受到沿飛機(jī)縱軸的沖擊載荷作用時(shí)，座椅提供給旅客的保護(hù)作用。此時(shí)，旅客頭部與飛機(jī)內(nèi)部設(shè)備或前排座椅碰撞的可能性很大。試驗(yàn)時(shí)，要求速度變化率不小于10.3米/秒，撞擊后0.08秒內(nèi)，出現(xiàn)在地板處的最大負(fù)加速度不小于14g。在試驗(yàn)中，試驗(yàn)人員在仿真假人身上裝上傳感器，穿上合適的衣服，在頭部或臉上涂上粉筆灰，以觀察仿真假人受碰撞的情況。

試驗(yàn)結(jié)果直接影響飛機(jī)座椅能否被批準(zhǔn)使用。2016年4月，F(xiàn)AA發(fā)布通知要求航空公司移除1萬多個(gè)卓達(dá)宇航公司生產(chǎn)的飛機(jī)座椅，因?yàn)檫@些座椅存在設(shè)計(jì)缺陷，在發(fā)生高沖擊力事故時(shí)，乘客可能會(huì)受傷。FAA宣稱，一般而言，在座椅認(rèn)證測(cè)試中乘客的頭部會(huì)首先接觸椅背，之后貼著椅背滑落，但存在缺陷的座椅系統(tǒng)會(huì)造成其他傷害，比如乘客的下巴會(huì)磕到座椅上，造成頸部彎曲高負(fù)荷并使負(fù)荷集中壓到脖子上。在出現(xiàn)向前的沖擊力時(shí)，這種頭部和椅背的碰撞會(huì)導(dǎo)致乘客嚴(yán)重受傷。

良好的阻燃性能

飛機(jī)座椅的安全性還體現(xiàn)在阻燃性上。為了防止在飛機(jī)出現(xiàn)事故時(shí)座椅起火危害乘客安全情況的出現(xiàn)，飛機(jī)制造商將阻燃性能列為座椅評(píng)判的重要指標(biāo)之一。

早期的飛機(jī)座椅墊用的材料是聚氨酷塊狀泡沫，并不阻燃。后來，改進(jìn)為熱熟化聚氨醋泡沫和冷熟化高回彈聚氨酷軟泡沫。此類材質(zhì)具有質(zhì)輕、柔軟、透氣、回彈性好、耐老化、隔音、保溫等許多優(yōu)良特性，但也存在易燃燒并產(chǎn)生大量毒氣的缺點(diǎn)。不過受制于當(dāng)時(shí)的科技水平，也只能如此。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，工程師研究出具有抑煙性能的聚氨酷軟泡沫，這一材料的阻燃性比較強(qiáng)，可以滿足飛機(jī)座椅的阻燃要求。

“苗條款”經(jīng)濟(jì)艙座椅

旅客乘坐飛機(jī)，短則個(gè)把小時(shí)，長(zhǎng)途飛行則要十幾個(gè)小時(shí)，因此如何能盡量緩解旅客的疲勞感、提升座椅的舒適度始終是工程師們關(guān)心的問題。為此，飛機(jī)座椅的靠背在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮了人體的坐姿和人體曲線，讓其更契合脊椎的生理曲線。

為了增加舒適度，工程師還將飛機(jī)座椅設(shè)計(jì)成可調(diào)一定的角度。經(jīng)濟(jì)艙座椅因?yàn)榭臻g有限，可調(diào)角度比較小，而商務(wù)艙和頭等艙的座椅則更加舒適。自1995年英國(guó)航空公司在一些長(zhǎng)途航班的頭等艙推出能夠完全平躺的座位后，越來越多的航空公司都在頭等艙和商務(wù)艙推出了此類座椅，以吸引高價(jià)值旅客。隨著空中巨無霸空客A380的推出，阿聯(lián)酋航空等航空公司在飛機(jī)上推出了空中套房服務(wù)，將頭等艙座椅改造成一個(gè)私密空間，拓展了飛機(jī)座椅的概念，極大地提高了飛行的舒適性。當(dāng)然，如此豪華的空中臥室，價(jià)格也不菲，從阿布扎比到倫敦的單程雙人票售價(jià)高達(dá)2萬美元。

為了既滿足航空公司多放置座椅以增加收益的要求，又滿足旅客乘坐舒適性的要求，各制造廠商仍在不斷地研發(fā)新型飛機(jī)座椅。比如，英國(guó)的一家飛機(jī)座椅設(shè)計(jì)公司就推出了一種“苗條款”的新型經(jīng)濟(jì)艙座椅。這種座椅采用了輕質(zhì)復(fù)合材料，使椅背更貼合乘客的身形，讓乘客感到更舒適。此外，復(fù)合材料還能減輕座椅的重量，減少燃油消耗，降低航空公司的成本。