特此致謝邢有光將軍撰文並允發布
前言
為什麼飛機不賣站票？其答案是顯而易見的，當然是為了乘客安全的考量。若是我們從美國聯邦航空法規的有關條文來研究一下，當更可瞭解飛機為什麼不賣站票的原因。在美國聯邦航空法規第23.561、２３.５６２、25.561、25.562章節的內容中清楚的規定在設計飛機座椅時，(含安全帶或安全肩帶)，必須滿足座椅在靜態及緊急降落的動態狀況下的安全要求，同時在第91.107章節裡亦清楚的規定航空公司應當在起飛之前告訴旅客如何使用安全帶，同時空服員亦必須巡視檢查一遍所有乘客確確實實的按規定扣好安全帶之後，飛機方可起飛及降落，以保障乘客的安全。
慣性力
相信大家均有乘坐汽車的經驗，當汽車突然剎車時，你的整個身體會身不由己的往傾倒，輕則無事、重則身體可能會受傷害。這個現象便是大家所熟悉的牛頓慣性定律現象，若用比較科學化的字眼來說明，當某一物體之速度發生變化時，亦即有加速度產生時，即會產生一個力，這個力大小等於該物體的質量乘以加速度；其公式為F=ma，F表示力，m表示物體之質量，a表示物理的加速度。
飛機若在緊急的狀況下降落，一方面飛行的速度要大於汽車很多，同時在衝擊地面的一剎那，飛機要承受很大的撞擊力，並且尚要在有長度的跑道上下來，可以想像在這種情況下你此刻若坐在飛機上，座椅或是安全帶不牢固的話，頭撞擊到前面的座椅受傷的機會是很高的；或是座椅變形導致安全帶打不開了，影響你的逃生機會。因此，美國聯邦航空法規在座椅的設計上有詳細的安全設計要求。
座椅安全設計
在介紹美國聯邦航空法規對座椅設計之要求內容之前，先給大家介紹一個名詞：「加速度」，我們用飛機作為例子，飛機從很大的速度突然降低到很小的速度，也就是它在某一段時間內速度發生了變化，我們將變化量除以所需要的時間，得到了飛機在單位時間內的速度變化率，稱之為加速度。我們當用g這個英文字母表示加速度的大小，一個g值就是32.2英呎/每秒²的加速度。簡單的說，加速度為正值則表示速度愈來愈快，加速度為負值則表示速度愈來愈慢。但是力的大小不是正值就很大，負值就很小，而是代表相反方向的力量。
在美國聯邦航空法規第23.561的章節裡對座椅安全設計的一般性要求為：
- 飛機在緊急著陸的狀況下，雖然飛機結構可能會受到各種不同程度的損害，但是若乘客按規定繫好自己的安全帶、椅背豎直、餐桌收起的情形下，座椅及其與飛機地板的結構設計應當避免對乘客造成傷害。
- 在靜態的狀況下，座椅必須能承受向前方9個g的力量。簡單的說，如果乘客加上椅子的重量是200磅時，9個g就是椅子要能承受1,800磅的力量而不會產生永久變形。同時，座椅必須能承受向上方3個g的力量，側面方向要能承受1.5個g的力量。由於飛機座艙內還有許多其它裝備，這些裝備的固定結構若是不牢固的話，亦有機會傷害到乘客，因此它們的安裝結構設計必須能承受向前方18個g的力量，向上方3個g的力量，側面方向4.5個g的力量。
- 除了上述之外，若飛機的起落架無法放下而需要靠機腹落地時，飛機要能承受向下3個g的力量。
以上簡單明了在靜態狀況下的設計要求，在美國聯邦航空法規第23.562章節裡規定了在飛機緊急著陸狀況下，動態的結構要求：
- 在不同的速度變化下、以及飛機處在不同的姿態下，在緊急著陸觸地的一剎那，座椅及其周遭結構分別要能承受19個g、以及26個g的力量，(分述於後)。同時乘客處在這種撞擊跑道的險惡環境下，能有所保護不受到嚴重傷害。
美國聯邦航空總署定義了兩種飛機緊急著陸的狀況：
- 第一種狀況是飛機的確對準了跑道，但是飛機平面與地面跑道的夾角為60°，也就是飛機的機頭是以上仰60°的姿態落地，在觸及到地面時座椅安全帶及其相關結構要能承受19個g的力量。
- 第一種狀況是飛機飛行的方向（前進的方向)雖然對準了跑道，但是機頭卻沒有對準，機身與跑道呈10°的夾角，飛機是與跑道呈10°夾角的姿態側面落地時，座椅安全帶及其相關結構要能承受26個g的力量。
一般而言，這個要求難以用理論分析的方法來證明，必須用試驗的方法來證明自己的設計能符合美國聯邦航空法規。而試驗的時候就很像汽車的撞擊試驗一驗，座椅上要坐一個假人，依規定把安全帶和肩帶繫好，只是飛機座椅在試驗時不是整架的飛機，而是座椅以及其周遭的環境而已。同時在不同的位置及假人的頭部和背部，安裝一些數據記錄器，以便獲取不同的數據來分析試驗的結果是否滿足設計上的要求。美國聯邦航空法規要求假人的重量為170磅，座姿要正確、安全帶繫好，在這種情況下此動態試驗的結果允許座椅發生變形，但不能妨礙到乘客之逃生，同時亦要滿足下列的要求：
- 假人不能有脫離座椅的情形
- 座椅必須固定在飛機地板結構上
- 安全帶沒有脫離人體
- 乘客頭部不能有嚴重的傷害
- 壓在人體脊椎上的力量不能超過1,500磅
你讀到這裡或許會有一個感覺，飛機座椅的設計是相當安全的！事實上從過去發生的緊急著陸事件上來看，鮮有座椅發生脫離飛機地板或乘客脫離了座椅傷到自己或其他乘客的現象。
空服員的職責
前面所提到的座椅、安全帶、座椅安裝等，整個系統是在乘客繫好了安全帶、椅背豎直、餐桌收好的情形下，通過了嚴格之靜態及動態的測試，以保障乘客的安全。但是問題發生在一般民眾或乘客不瞭解美國聯邦航空法規有這樣嚴格的要求，也不知這些要求的重要性，因此在美國聯邦航空法規第91.107章節裡就很明確規定在沒有向乘客介紹說明如何使用安全帶時，飛行員是不允許起飛的；同時也規定必須檢查所有乘客的安全帶確實繫好時，飛機方能滑行起飛或降落。這也是為什你搭乘飛機的時候，航空公司的空中小姐或空中少爺總是不厭其煩的示範說明如何使用安全帶，在飛機起飛或降落之前一定從頭到尾巡查一遍是否所有的乘客均確實繫好安全帶了。
所以你下次搭乘飛機的時候，看到空服員示範說明或廣播時，千萬不要認為這是無關緊要的、是空服員的例行公事。而且，雖然前述的規定已經隱含的說明搭飛機時每一個人都需要有座位，但在美國聯邦航空法規仍再白紙黑字寫下僅有二歲以下的小孩可以由大人抱著不佔座位，其他的人包括飛航服務人員均必須每人一個座位。
結語
在美國聯邦航空法規第23.561、23.562章節裡述說了當乘客在坐姿正確、繫好安全帶的情況下，要求座椅及安全帶的設計要能承受相當高的力量。依照目前的規定是最高達到26個g的力量時，雖然允許座椅安全帶發生變形，但不能變形到妨礙乘客逃生，同時乘客處在這個險惡的環境下乘客脊椎所受到的壓力亦不能大於1,500磅，以保障乘客的安全。同時在美國聯邦航空法規第91.107章節中亦規定航空公司必須對乘客說明安全帶的正確使用方法，並必須在飛機起飛及降落前確實檢查乘客是否將椅背豎直、餐桌收回、安全帶繫好。
從這篇文章中，你可以體會筆者在前面幾篇文章中提到美國聯邦航空法規所謂的適航標準僅僅是對航空器與發動機設計安全上的最低要求，它規定了基本條件，設計和證明的工作要由自己去執行的。
註：體重超過170磅(77公斤)的讀者要注意了啊！最好能減重，因為美國聯邦航空法規在座椅測試的要求中，假人的重量是170磅。一笑！
0 留言:
張貼留言