Как днешните самолети са станали по-безопасни

Авиацията е привлекателна за хората. Самолетите будят любопитство, защото са бързи и вълнуващи. А за тези, които не са опитвали полет със самолет, това е очарователно и загадъчно преживяване.

В днешно време, въздушните катастрофи са рядкост. Това е така, защото самолетите стават все по-добри, по-„умни“ и по-надеждни. Въпреки това, форсмажорни обстоятелства като метеорологични явления остават трудни за предсказване. Затова никога не се настанявайте в модерен самолет с нагласата, че нищо не може да се случи.

Самолетите са невероятно инженерно постижение. Но производството им е само част от предизвикателството на конструкторите. Безопасността им от не по-малко значение.

Но как де се подсигури едновременно безопасност и удобство?

На голяма надморска височина, нивата на кислород са ниски и тялото на самолета е подложено на огромни промени в налягането. За да могат пътниците да дишат спокойно по време на полет, самолетите трябва да поддържат кислорода на ниво, близко до това на повърхността на земята.

Ако самолетът не може да устои на промените в налягането, един обикновен полет може да се превърне в кошмар. Именно това се случва със самолета комета.

Самолетът комета

През 1952 г. британският „Де Хавиланд Комет“ дава началото на ерата на пътническите реактивни самолети. Първият полет на кометата е от Лондон до Йоханесбург. Това инженерно — за онова време — чудо обаче носи трагични последици за пътниците.

През 1953 г. самолет комета катастрофира при два полета скоро след излитане. В инцидентите загиват общо 54 пътници. Следващата година кометата се разпада по време на полет над Средиземно море, убивайки всички 35 души на борда.

Разследващи откриват, че конструкцията на кометата не може да издържи на налягане на големи височини. Стресът от налягането върху метала разкъсва корпуса на парчета. В резултат на инцидентите, всички самолети комета са изведени от експлоатация.

Учените изследват дизайна на първия реактивен самолет, като го потапят в голям резервоар с вода, която многократно пълнят и изпразват. Целта е да се види как самолетът реагира на промените в налягането. Опитът симулира силите, на които самолетното тяло е подложено по време на действителен полет.

Тестът разкрива опустошителния ефект от продължителното натоварване на корпуса, а именно: умората на материала.

Разследващите забелязват пукнатини около квадратните прозорци на кометата. Тези пукнатини причиняват още пукнатини. В крайна сметка, всички пукнатини се съединяват и — под силата на променящото се водно налягане — водят до разкъсване тялото на самолета.

Дизайнът на кометата не е достатъчно добър, за да поддържа в самолета необходимия кислород под налягане. Но именно благодарение на кометата, съвременните самолети са проектирани със заоблени прозорци, още наричани илюминатори.

Заоблената форма цели да избегне натрупването на напрежение по ъглите. Сега илюминаторите са подсилени с допълнителни нитове. Те предотвратяват възникването на възможни пукнатини по корпуса.

Инцидентът с Aloha Airlines

През 1988 г. полет 243 на Aloha Airlines излита от Хило за Хонолулу, Хавай. На височина 7315 метра и 23 минути след излитането, машината Boeing 737 претърпява мощна експлозивна декомпресия. Цялата горна обвивка на самолета, простираща се от зад пилотската кабина до зоната на предното крило, се откъсва.

Разследване и лабораторни тестове от Националния съвет по безопасност на транспорта в САЩ (NTSB) разкрива пукнатини около нитовете по корпуса: класически признаци за умора на метала.

По това време дизайнът на самолетите вече се е подобрил значително. Инцидентът с возилото на Aloha Airlines се случва 35 години след тези с реактивните самолети комета.

Тогава на какво се дължи катастрофата?

Продължителността на живота на самолет тип Boeing 737 е 20 години. Производителят предупреждава, че самолетът може да издържи не повече от 75 000 полета. Самолетът на Aloha е бил в експлоатация само 19 години, но е натрупал зашеметяващите 89 000 полета.

Заради относително късите разстояния между Хавайските острови, самолетите, обслужващи района, трябва да летят по-често. Това подлага самолетния корпус на повече разширявания и свивания, в резултат на херметизация на салона. Така се създава сравнително повече стрес върху самолетното тяло.

Влажният тропически въздух допринася за корозия, която допълнително отслабва структурата на самолетите.

За да се предотврати развитието на пукнатини и тяхното разпространение по корпуса, съвременните самолети са проектирани с поредици от колони и редове нитове, образуващи 25-сантиметрови квадратчета.

Ако се образуват пукнатини, този дизайн помага те да се локализират в контролирани зони. Така се предотвратява разпространението и съединяването на пукнатините, застрашаващи целостта на самолетната конструкция.

Корпусът е проектиран да издържа многобройни цикли от разширения и свивания (или налягане) по време на експлоатация. Но дори добре изградената конструкция има граници.

В случая с полет 243 на Aloha, самолетът е достигнал отвъд експлоатационния си цикъл. Заради това са се развили пукнатини, които нитовете не са могли да задържат. Съединяването на тези пукнатини кара голяма част от конструкцията да се откъсне от корпуса.

За щастие, екипажът на полет 243 успява да приземи осакатения самолет безопасно и спасява живота на пътниците.

Трагедията с полет 811

През 1989 г., само година след инцидента с Aloha 243, машина Boeing 747 на United Airlines излита от международното летище Хонолулу на път за Окланд, Нова Зеландия. На борда има 337 пътници и 18 членове на екипажа.

Когато самолетът се приближава до височина от 7000 метра, почти 16 минути след излитането, товарната врата под предната част на самолета се отделя от корпуса. Празнината създава внезапно понижаване на налягането, от което подът на основния салон пропада. Два реда седалки заедно с пътниците се „изсмукват“ от самолета и излитат в небето.

За разлика от пътническите врати, за които е практически невъзможно да се отворят по време на полет, товарните врати разчитат на заключващ механизъм. Разследването на NTSB за полет 811 разкрива повреден заключващ механизъм, който се е самоотключил.

Докато самолетът продължава да набира височина, покачващото се компресиране на въздуха в салона повишава налягането върху товарната врата. Накрая тя се отделя от конструкцията.

След инцидента, NTSB инструктира всички Boeing 747 да оборудват вратите на товарните помещения със заключващ механизъм, които не може да се отключва самостоятелно.

Налягането в салона на самолета

Безопасното задържане на въздух под налягане на голяма надморска височина винаги е било предизвикателство за авиоинженерите. Един недостатък в проектирането или производството на самолет може да доведе до опустошителна декомпресия и да предизвика катастрофа за хората на борда.

Самолетите, които летят днес, са 100 пъти по-безопасни от тези през 50-те години на 20-и век. Макар и трагични, преживените инциденти доведоха до технологични пробиви, които направиха въздухоплаването по-безопасно и по-ефективно от всякога.

Например самолетът тип Airbus 320 има отлична статистика за безопасност. Надеждността на този пътнически самолет дължи много на дизайнерските недостатъци от миналото.

Airbus 320 използва изключително здрави титанови нитове за подсилване на корпуса. Всяко от крилата на самолета е съединено с по 3000 нита. Летателната машина е покрита с алуминиева обвивка с дебелина на монета. Именно тя предпазва пътниците от опасностите на голямата надморска височина.