飛機座椅的奧秘

2020-09-03 助我飛

普通旅客對於起落架、機翼和發動機等部件是無法直接感知的，但是對於座椅卻有實實在在的親身體驗。旅客對某架飛機印象的好壞，很大程度上取決於對飛機客艙及其設施的感覺。如果旅客對座椅不滿意，就很有可能影響其對整架飛機的印象。因此，飛機製造商和航空公司在飛機座椅上下了很大功夫。

  • 良好的防護功能

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

大家都知道，飛機在急速減速和降落時，由於飛行加速度發生變化，乘客身體會受到極大的衝擊力。衝擊力如果超過人體承受極限，就會對人體造成傷害。此時，如果能將人體所受到的衝擊力轉移到其他物體上，那麼就既能保護乘客，又不影響飛行。於是，工程師設計出吸能式座椅，來充分保護乘客的安全。在吸能式座椅的椅腿結構中，有一個能拉伸的吸能器。當吸能器被拉伸時，可以吸收由座椅傳向地板的部分過載，保護座椅上的乘客。

一項研究顯示，客機起飛和著陸期間出現的事故佔總事故發生率的70.4%，而死傷人數中的60%是因墜機後座椅損壞導致旅客受碰撞造成的，這就對飛機座椅在出現意外情況時保持完好的性能提出了非常高的要求。

1981年，美國聯邦航空局（FAA）專門成立了一個飛機座椅動能測試機構，進行了大量的座椅過載實驗。根據實驗結果，FAA要求飛機上必須安裝動載為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才全部裝上了16g座椅。

  • 嚴格的動載試驗

和其他部件一樣，飛機座椅也要經過嚴格的動載試驗。這項試驗的場景可以參照我們比較熟悉的汽車碰撞試驗，使用仿真假人模擬各種情況，然後觀測試驗數據。

飛機座椅的動載試驗分為垂直衝擊試驗和水平衝擊試驗兩種。垂直衝擊試驗模擬高下沉率著陸狀態，用來分析沿旅客脊柱的衝擊載荷作用時，座椅提供給旅客的保護作用。試驗時，要求速度變化不小於10.3米/秒，撞擊後0.08秒內，出現在地板處的最大負加速度不小於14g。

水平衝擊試驗模擬飛機著陸時與地面障礙物碰撞的狀態，用來分析當座椅和旅客受到沿飛機縱軸的衝擊載荷作用時，座椅提供給旅客的保護作用。此時，旅客頭部與飛機內部設備或前排座椅碰撞的可能性很大。試驗時，要求速度變化率不小於10.3米/秒，撞擊後0.08秒內，出現在地板處的最大負加速度不小於14g。在試驗中，試驗人員在仿真假人身上裝上傳感器，穿上合適的衣服，在頭部或臉上塗上粉筆灰，以觀察仿真假人受碰撞的情況。

試驗結果直接影響飛機座椅能否被批准使用。2016年4月，FAA發布通知要求航空公司移除1萬多個卓達宇航公司生產的飛機座椅，因為這些座椅存在設計缺陷，在發生高衝擊力事故時，乘客可能會受傷。FAA宣稱，一般而言，在座椅認證測試中乘客的頭部會首先接觸椅背，之後貼著椅背滑落，但存在缺陷的座椅系統會造成其他傷害，比如乘客的下巴會磕到座椅上，造成頸部彎曲高負荷並使負荷集中壓到脖子上。在出現向前的衝擊力時，這種頭部和椅背的碰撞會導致乘客嚴重受傷。

  • 良好的阻燃性能

飛機座椅的安全性還體現在阻燃性上。為了防止在飛機出現事故時座椅起火危害乘客安全情況的出現，飛機製造商將阻燃性能列為座椅評判的重要指標之一。

早期的飛機座椅墊用的材料是聚氨酯塊狀泡沫，並不阻燃。後來，改進為熱熟化聚氨醋泡沫和冷熟化高回彈聚氨醋軟泡沫。此類材質具有質輕、柔軟、透氣、回彈性好、耐老化、隔音、保溫等許多優良特性，但也存在易燃燒並產生大量毒氣的缺點。不過受制於當時的科技水平，也只能如此。隨著材料科學的發展，工程師研究出具有抑煙性能的聚氨酯軟泡沫，這一材料的阻燃性比較強，可以滿足飛機座椅的阻燃要求。

  • 「苗條款」經濟艙座椅

旅客乘坐飛機，短則個把小時，長途飛行則要十幾個小時，因此如何能儘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心的問題。為此，飛機座椅的靠背在設計時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，工程師還將飛機座椅設計成可調一定的角度。經濟艙座椅因為空間有限，可調角度比較小，而商務艙和頭等艙的座椅則更加舒適。自1995年英國航空公司在一些長途航班的頭等艙推出能夠完全平躺的座位後，越來越多的航空公司都在頭等艙和商務艙推出了此類座椅，以吸引高價值旅客。隨著空中巨無霸空客A380的推出，阿聯航空等航空公司在飛機上推出了空中套房服務，將頭等艙座椅改造成一個私密空間，拓展了飛機座椅的概念，極大地提高了飛行的舒適性。當然，如此豪華的空中臥室，價格也不菲，從阿布達比到倫敦的單程雙人票售價高達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，各製造廠商仍在不斷地研發新型飛機座椅。比如，英國的一家飛機座椅設計公司就推出了一種「苗條款」的新型經濟艙座椅。這種座椅採用了輕質複合材料，使椅背更貼合乘客的身形，讓乘客感到更舒適。此外，複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。


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