彗星号客机空难-疲劳裂纹

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/6/7,#,“彗星”号客机陨落,彗星（,Comet,）客机是英国的德,哈维兰公司（,de Havilland,）研制的历史上第一种喷气式民航客机。这种飞机的研发，使英国成为航空界的翘楚。也因当时二战的结束，兴起欧洲西方资本主义阵营的旅游风气，彗星型客机也在当时大放异彩。“彗星”号采用了当时的新技术和新材料，被认为是在飞行速度、舒适性、载客人数等方面都代表了当时最先进水平的大型喷气式客机,背景提示：,1954,年,欧洲各地洋溢着浓厚的乐观气氛，二战的阴霾逐渐消散，到处弥漫着创业的气氛。一架全世界第一款喷气式客机从意大利起飞升空。乘坐这架科技含量颇高的飞机成为一种奢华的享受。但飞机在起飞,26,分钟后就爆炸坠毁，造成,35,人死亡。,彗星型客机满载可以搭乘,42,人进行飞行，巡航时速可达,800,公里，为了达到这样的速度，飞机需要爬升至空气比较稀薄的高度：,1,万,2,千米，因此机内的驾驶舱和客舱均增设加压系统，所以舱内能保持在地面,2,千,5,百米高度的气压水平。,Rome London,1954,年,1,月，在西北方向,200,公里外的厄尔巴岛（,Elba,）上，有一群意大利渔民正在补网，正在此时，一堆飞机的残骸呼啸的栽向海面。航管中心也接到消息说有架飞机坠向了厄尔巴岛外海。飞机只飞行了,26,分钟。,1954,年,4,月，在彗星号没有查明空难原因时，英国政府让彗星号复飞的决定又酿大祸。一架同款喷气客机客机从罗马飞往埃及，机上共有,21,人。飞机在起飞,33,分钟后，飞行员回报说飞机按照正常路线飞行，高度为,1,万,1,千米，不料这是他和地面最后一次通话。此次飞机坠毁后无一幸存者。在短短的,4,个月内，接连摔下,2,架飞机！,丘吉尔立即作出决定，他制定英国皇家航空研究院全权负责负责此次空难的调查任务。调查小组的负责人是霍尔勋爵，他是一名剑桥大学的学者也是当时杰出的科学家，即使是当时的顶尖专家，面对此事也是一筹莫展。第二架飞机更是沉入,1,千米深的海底，根本无法进行打捞，他们把希望都寄托在,781,号班机的残骸上。,制造商的实验证明机身的使用寿命可以承受,1,万次起降周期，这远超过两架失事飞机的飞行次数，所以铝制蒙皮破裂的可能性较低。调查组决定对整个机身进行试验。,他们建造一个足够大的水槽（水槽长,34,米，宽,7,米，深,5,米，体积达到,1190,立方米）。调查小组拆除一架彗星型客机的发动机和内饰后，将其放入了水槽内。这个水槽可以对机翼和客舱进行从起飞到着陆以及座舱加压而引起的重复载荷。,往机舱和水槽内充满水后，为模拟高空飞行过程中机舱内的压力，继续对飞机灌水加压，压力持续五分钟，然后减压，这样每天,24,小时不间断试验。原本预计试验需要,5,个月才会有结果。,但令人们惊讶的是才进行了不到一个月，相当于飞机执行了,3,千个起降周期，彗星型客机的机身就发生了破裂痕迹。工程师立即放掉了水槽内的水，阿诺德勋爵检查后发现飞机蒙皮出现,2,米长、,1,米深的裂痕。,爆裂的裂痕顺着飞机窗户和舱门延伸出去,。,飞机在高空中飞行时，所受的压力应平均分散到机身各处，但在机身上安装舱门或者窗户会令飞机的整体结构强度变弱，这样就会使压力集中到结构最弱的部位。为了进行更进一步调查组决定在另一架飞机上安装了变形测量器来测量机身承受的具体压力。调查员发现飞机在飞行时，飞机窗户和舱门四周的蒙皮承受的压力达到全部的,70%,，这是飞机其他蒙皮部分受力的,4,倍，这超出了设定值的,2,倍。后来调查组又发现了另一个隐患，彗星型客机窗户四周的支撑物采用铆钉钉上，而不是原始设计推荐的粘合方式。核心问题是铆钉是被打入金属中，而非钻入，这种连接方法非常容易造成细微的制造瑕疵,关键的物证，直到,8,月,12,日，一艘意大利籍的拖网渔船意外地打捞上来一大块飞机残骸，那块残骸本来位于,781,号航班的机身顶部，,飞机上有两个用来收发无线电讯号的小窗户,。调查小组对此残骸立即进行观察，发现,其中一扇窗户角落的铆钉洞有一道细微的裂痕,。,终于，爆炸的原因被查清楚。元凶是制造飞机机体结构的金属材料产生疲劳。金属机体表面存在细小的裂纹，飞机增压舱内方形舷窗处的机身蒙皮，在反复的增压和减压冲击下，不断地来回弯曲变形，使裂纹逐步扩展，反复数次，最终招致金属疲劳断裂。在高空中，疲劳断裂导致座舱内外瞬间的压差如同压缩空气一样爆炸，使飞机顷刻解体。,“彗星”陨落,正当,707,原型机紧锣密鼓地装配时，“彗星”号爆炸的消息传来。设计人员马上对,707,的结构进行了针对“疲劳”问题的重新核检。他们在用材问题上没有发现漏洞，特别是,707,采用的是圆形舷窗，比“彗星”号的方形舷窗在受力上要合理得多。,1954,年,7,月,15,日，波音,707,进行首飞，尽管其技术上与“彗星”号没有根本性的不同，但由于设计人员对飞机内部到外部的每个细节都考虑得非常细致，所以综合优势明显胜于“彗星”号。,江山易主,波音,707,不战而胜,这说明，“彗星”飞机项目失败的原因是对于超出需求的技术的狂热，这导致过于野心勃勃的设计。对于具有挑战性和激动人心的技术解决方案的欲望会导致人们采用“前沿”方案。这在本质上比经过验证的方案更有风险。,情况经常是，可以用更简化、更容易的方案，但是项目决策者往往被充满风险的“前沿”方案所吸引。,翼下吊挂发动机,翼根发动机,Thank You,