日前，乘坐两架国内民航飞机的乘客遭遇剧烈颠簸。发生空中颠簸的原因是什么？乘客在乘机时应该怎么做才能确保自身的安全？民航客机在空中遭遇剧烈颠簸，乘客该怎么办？
撰文/记者 段然 图文编辑/陈永杰
新媒体编辑/吕冰心
采访专家：
王亚男 （《航空知识》杂志主编）
“刚从拉萨起飞不久，飞机就左右、上下不停颠簸，持续了十几分钟，太吓人了！”
这是2月11日，乘坐中国西部航空PN6392航班的乘客所描述的惊恐一幕。事发时，该次航班刚刚从拉萨贡嘎机场起飞不久，旋即遭受强气流影响而剧烈颠簸，并多次出现下坠，持续了十几分钟后才恢复平稳状态。
▲遭遇剧烈颠簸的西部航空PN6392次航班航班（图片来源：jetphoto.com）
无独有偶，几乎在同一时间，同样是从拉萨贡嘎机场起飞的祥鹏航空8L9750航班，在起飞后仅10多分钟就突然出现强烈颠簸，让客舱内的乘客产生不小的恐慌情绪。
虽然这两次航班最终分别顺利降落到目的地重庆江北机场与昆明长水机场，乘客与机组也都安然无恙，但回想起那段客舱内由颠簸引起的失重体验，不少乘客依然心有余悸，有些乘客甚至手心都捏出了汗。
▲遭遇剧烈颠簸的祥鹏航空8L9750次航班（图片来源：jetphoto.com）
空中颠簸发生频率较高，且无法对其准确预测，因此对高空飞行构成一定的威胁。发生空中颠簸的原因是什么呢？乘客在乘机时应该怎么做才能确保自身的安全？
颠簸，飞行旅途中的“常客”
坐过飞机的朋友应该不会对空中颠簸感到陌生，在飞行旅途中乘客就时常能听到关于颠簸的预报，乘务员会提前通知乘客：“受气流影响，飞机将产生颠簸。”
一般而言，机舱内轻微的颠簸震动无伤大雅，可如果气流引起的颠簸来得有些剧烈，甚至让飞机出现急速上升或下坠的现象，对于乘客的小心脏就是一种考验了，舷窗外上下摆动的机翼、左右晃动的舱室和脚下突兀的失重感，都会让乘客不由地产生一种恐慌：这飞机不会颠出事儿吧？
在这种气流引起的颠簸面前，飞机会有危险吗？为了解答这个问题。我们首先要从空中颠簸的原理入手。“现代民航客机在飞行中遇到的空中颠簸现象，大部分是由大气运动引起的。” 《航空知识》杂志主编王亚男对记者介绍道，“空中气流的抬升或者下降都会引发飞机姿态的变化，这种变化一般只会给乘客上升或者下降的感觉，如果来势比较剧烈，就会形成颠簸。”
作为御风而行的交通工具，天空中复杂的气流是飞机经常要面对的自然现象，有时在气候、温度、湿度或地形等客观条件的影响下，部分气流的运动会变得不规则，这在气象学上被称为“扰动气流”，或者“乱流”“湍流”。
这些散布在空中的乱流，就像喜欢恶作剧的淘气包一样，当它们冲击机体时，会破坏飞机飞行时原有的空气动力和力矩平衡，让飞机产生诸如来回震动、左右摇晃、上下抛掷等现象，这种受扰动气流影响产生的现象就叫做“航空器颠簸”。这就如同日常驾驶车辆，在行驶过坑坑洼洼的烂泥路或者崎岖不平的山路时会产生颠簸感一样，空中颠簸在民航客机的日常飞行中是极为常见的现象。根据国际航空运输协会（IATA）的统计，近10年来，全世界平均每年都会发生超过5000起的飞机剧烈颠簸事件。
影响飞机飞行的乱流种类非常多，如果按照成因可大概分为三种：第一种叫做“热力乱流“，他们常出现在低纬度地区的大气对流层下层，由于地表温度不均导致气流出现紊乱所致，在夏季的午后飞行于热带亚热带航线的飞机会经常遇到热力乱流的干扰。
▲由于地表温度不均导致的热力乱流示意图（图片来源：global.discourse-cdn.com）
第二种是“动力乱流”，因复杂地形引起的空气变化以及风切变是这一乱流的始作俑者，这类乱流经常袭击在山地高原上空对流层飞行的飞机。
▲由于复杂地形造成的动力乱流也是飞机颠簸的元凶之一（图片来源：blog.klm.com）
第三种是“晴空乱流”，与前两种常出现在中低空不同，这一乱流出现在对流层上层的高空中。当高空大气的热力与动力因素出现变化时，就会引发晴空乱流，这一乱流通常潜伏在高空的万里晴空之中，故而得名。由于气象监测系统难以对其预报，相比于前两种乱流，它们往往会毫无征兆地搞突然袭击，让飞机猝不及防地产生颠簸。
▲由晴空乱流引发的飞机颠簸（图片来源：chinadaily.com）
“现代民航客机的巡航高度都是在万米左右的平流层，在这个高度进行平飞时，飞机是不大容易因乱流而产生颠簸的。不过在飞机的起飞、爬升和降落过程中，飞机会在对流层中飞行，那么遇到乱流的可能性就比较大。” 王亚男解释道。
相比于平流层，对流层的气象条件就复杂得多，大气锋面、空中槽脊、高空低涡等这些地理课本里出现的气象概念，无一不是乱流产生的温床。比如开头所述的两个航班，都是在起飞后的爬升阶段，在对流层遭遇乱流导致剧烈颠簸。
三道防线应对颠簸
所谓“魔高一尺，道高一丈”。人类百年的航空历程，就是一部不断与气流较量的历史。即然乱流如影随形，颠簸也是家常便饭，在长期的技术演变过程中，人类早已建立起一整套针对颠簸的预防机制，最大程度地保证飞机安全。
首先，要从机体强度入手构建第一道防线。如今，无论是飞短途航线的支线客机，还是执行中远程航班的干线客机，在研制之初就要在地面经过各种复杂而严苛的测试项目，考核合格整个研制工作才能继续推进。王亚男介绍道：“民航飞机在设计之初就充分考虑了乱流所带来的冲击，飞机的主要机构，比如机翼、机身纵梁结构等，都必须保证遇到气流颠簸时承受尽可能大的载荷。” 他同时强调，在飞机服役之前必须要通过两项重要试验。
第一项是静力试验，这是检验飞机结构强度的重要一环。所谓静力试验，就是在地面实验室内，模拟飞机在空中飞行时所有可能的受力情况，以验证飞机结构的刚度与强度是否达到设计要求。
▲1962年开展静力试验的英国VC-10型客机（图片来源：英国宇航公司）
现代民航客机静力实验室的规模往往非常庞大，如同飞机总装厂房一样要塞进全尺寸的原型机，试验室内设有复杂的约束装置和载荷加载系统。试验人员在飞机周围布置了形如蜘蛛网的杠杆系统，模拟真实飞行中机体各部分的载荷情况，并在机身表面放置了成千上万的应力片，向计算机实时传输测试数据。
在静力试验中，飞机在起飞、爬升、巡航、降落和着陆等各个阶段可能遇到各种极端情况都被考虑到了，各种极端条件下的测试会反复“折腾”机体，检查出机身结构中的任何一处“隐患”和“瑕疵”。
“其次是疲劳试验，飞机除了承受足够的力量之外，还要承担这个力量加载后又卸掉而产生的载荷变化，以满足飞机服役期间多达20万-30万次起落需求。”王亚男介绍道。飞机的疲劳试验与交变载荷息息相关。想象一下，你平时拧一根细铁丝，在反复的弯折动作后，细铁丝终于断开了。在这一过程中，细铁丝就是受到你双手施加的交变载荷而产生金属疲劳断裂的。
在人类早期航空史上，因设计缺陷而导致的机体金属疲劳，曾酿成惨烈的空难事故。因此疲劳试验同样容不得半点马虎，在试验过程中，试验人员会根据不同飞行状态的载荷及载荷分布情况，通过对机体施加交变载荷谱，以检测机体结构的疲劳反应。
这两种严苛的试验将飞机飞行中的各种极端情况囊括其中，空中颠簸这种日常遭遇，在这些测试面前也只是“餐前小点”而已。比如，在颠簸过程中，乘客看到舷窗外上下剧烈摆动的机翼，往往会产生“机翼要折断”的错觉，而实际上，早在静力试验中，机翼可能受到的最极端摆动幅度早已经被考虑进去。
比如美国的波音787客机，在静力试验中其主翼可以向上弯曲达到5.2米——普通的空中颠簸对于客机机翼而言不过是“活动活动筋骨”而已。
▲正在进行静力载荷试验中的机翼弯曲测试的波音787原型机（图片来源：Wired.com）
▲2016年正式开展静力试验的C919原型机（图片来源：中国商飞）
第二道防线则要建立在机组操作规范上。民航飞机的飞行员在上岗前都会进行应对复杂气象条件的培训与考核，在遇到颠簸时，如何控制飞机油门、如何切换驾驶模式、如何控制飞行姿态和机动速度等等这些问题都被细化为高度程式化的操作规划，同时机载气象雷达也会自动搜索和识别各种突发的气象信息，辅助机组轻松应对各种条件下产生的颠簸。
▲美国霍尔韦尼公司开发的RDR-4000机载气象雷达能够为机组提供三维视角的气象数据（图片来源：霍尔韦尼公司）
除此之外，还有构筑第三道防线的航空监控与气象预警系统。“地面的气象雷达会对起降机场、航线、航段以及备降机场等地上空的天气情况进行监测和预报。如果出现危险天气，那么地面是不会让飞机起飞的。”王亚男解释道。
这套预警系统会根据实时气象数据，制定详细的飞行预案。比如关于颠簸，系统会将可能的颠簸区域、预计颠簸时长，相关操作要求等重要数据告知机组，最大限度避免颠簸产生的危害。
▲深圳空管站的气象自动观测系统（图片来源：中国民用航空网）
保护自己才是最重要的！
有上述三道防线保护，空中颠簸对飞机本身的影响是很小的。王亚男对此说道：“人类在长期的商业航空领域积累了丰富的经验，在遇到颠簸时，根本无需担心飞机的安危。” 但他同时指出：“乘客最需要关心的，是如何在遇到颠簸时保护自己。”
虽然现代民航客机能够在颠簸中安然无恙，但客舱里的乘客如果处置不当，在遇到中度及以上颠簸时，则很可能受到伤害。在中度颠簸时，飞机的飞行姿态会变得忽上忽下，并带有明细的摆动，在这种情况下，人在客舱内行动变得难以控制。而在重度颠簸时，飞机的飞行姿态变动幅度加大，这时舱内未固定的物品会散落一地。
“剧烈颠簸的幅度，甚至可以将没有系安全带的乘客身体抛起来，头部或上半身部位就会重重撞在舱壁上，会对身体造成比较大的伤害。” 王亚男介绍道。在近几年，因为遭遇空中颠簸而导致的乘客与机组受伤事故不胜枚举：2016年6月5日，一架哥伦比亚航空航班在飞行途中遭遇晴空颠簸，包括空乘在内的23名乘客受伤。
▲2016年一架哥伦比亚航空客机在空中遭遇剧烈颠簸，两名空乘人员因未及时回到座位上而受伤（图片来源：airlive.net）
2022年12月18日，美国夏威夷航空一架飞往檀香山的航班遭遇严重颠簸，至少36人受伤。由此可见，遭遇颠簸虽不至酿成事故，但因此产生的人身伤害风险还是值得警惕的。
在遭遇颠簸时，客舱内都会及时将相关信息和注意事项以广播的形式通知乘客。这时，作为乘客最应该做的就是听从乘务人员的指挥，回到座位上，系好安全带，不要开启行李架，并尽量平复情绪。“如果你还在使用卫生间，也要立刻蹲下抓住马桶旁的扶手，保证安全。” 王亚男建议道。
“在剧烈颠簸中，人们产生紧张情绪是难免的。但作为乘客，一方面心里要有底，无需担心飞机会结构破损。另一方面要做好安全措施，只要这些措施做到位，基本不会有太大的安全问题。” 王亚男最后总结道。
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