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驚!美客機引擎空中爆炸竟然和眼鏡架斷裂一個原因……

前天,美國西南航空一架客機上演了驚魂一幕!

當地時間4月17日早晨,西南航空的一架波音737航班從從紐約拉瓜迪亞機場飛往達拉斯的途中,突然引擎爆炸。當時,機上載有144名乘客和5名機組人員。事故造成一名女乘客重傷,在送院後不治身亡,另有多名乘客受傷。

「金屬疲勞」是罪魁禍首

飛機緊急降落數小時後,美國國家運輸安全委員會對這起事故進行了調查。

在對破損發動機進行檢查時,工作人員發現爆炸發動機少了一片風扇葉,他們初步判定,「金屬疲勞」是導致這起事故的罪魁禍首。

什麼叫「金屬疲勞」呢?

金屬疲勞是指材料、零構件在循環應力或循環應變作用下,在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷,經一定循環次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。這種在交變載荷重複作用下材料和結構的破壞現象,就叫做金屬的疲勞。

事實上,這已經不是飛機第一次發生這樣的事故了。

2007年,美國空軍的一架F-15戰鬥機在模擬空戰時就出現了如此驚險的一幕。這次事故造成美軍F-15戰機大面積停飛,而調查結果顯示,事故起因於飛機上的一根金屬縱梁發生了疲勞。

無獨有偶,2002年,一架由我國台灣飛往香港的波音747客機在澎湖附近海域解體墜毀,造成包括機組成員在內共225人不幸罹難。

事後調查認為,飛機上一塊修補過的蒙皮發生了嚴重的金屬疲勞開裂,造成機尾脫落,最終導致飛機因艙體失壓而解體

F-15戰機機頭與機身分離及飛行員彈射出艙過程

看到這裡,不少小夥伴都會疑惑:人累了會疲勞,怎麼金屬也會疲勞?

金屬為什麼會疲勞呢?

上世紀初,人們就已經發現了金屬疲勞的「破壞力」,但由於當時科技水平的局限,儘管事故頻發,工程師對此也是一籌莫展。

▲二戰中,美國高強度使用的5000多艘貨輪中出現了一千多起由金屬疲勞引起的事故,其中200多艘船徹底報廢。

雖然很多人都沒聽過金屬疲勞的事兒,但它卻廣泛潛伏在人們的日常生活中,常常引發出人意料的嚴重事故。據估計,約90%的機械事故都和金屬疲勞有關。

生活經驗告訴我們,要想徒手拉斷鐵絲是非常困難的,但如果反覆折幾下卻很容易折斷。

這表明,即使反覆變化的外力遠小於能將金屬直接拉斷的恆力,也會使它的機械性能逐漸變弱並最終損毀。

金屬疲勞示例

金屬的這種現象和人在長期工作下的疲勞非常像,科學家們便形象地稱其為「金屬疲勞」。

正所謂「黃金無足色,白璧有微瑕」,我們目前所用的金屬並非是完美的,在加工或使用的過程中,金屬總會存在一些缺陷,比如內部有雜質或孔洞、表面有劃痕。這些缺陷往往只有微米量級,很難通過肉眼觀察,如果給金屬施加一個不變的拉力,它們並不容易產生裂縫。

顯微鏡觀測到的金屬缺陷及起始於該缺陷的金屬疲勞開裂過程

可如果外力是反覆變化的,一會兒是拉力一會兒是壓力,一部分能量就會轉換成熱,積累在金屬內部,一旦超過某個限度,金屬就很容易在缺陷處發生原子間的化學鍵斷裂,導致結構開裂。

人如果過度疲勞,常會引發疾病甚至死亡,金屬如果疲勞了,則會帶來更大的危害,甚至造成群體傷亡。除了前文提到的飛行事故,輪船、列車、橋樑、汽車等也常因金屬疲勞招致災難:

眼鏡架也會疲勞

事實上除了大型的金屬工具外,小的金屬器件同樣存在金屬疲勞,比如:眼鏡

眼鏡店有時會遇到這樣的客戶投訴——

「今天早上起床拿起眼鏡準備戴時,鏡腿突然就斷了,才配半年的眼鏡,質量怎麼會這麼差,我要投訴你們!」顧客想當然的認為眼鏡的質量差!

GIF

然而事實上,大部分眼鏡並不是被「折斷的」,而是因為「金屬疲勞」。

事實上眼鏡架在持續、循環受力的作用下,逐漸產生局部永久性累積損傷,最終產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。

所以,一定要提醒消費者,眼鏡一旦變形,不要自己動手調整,這樣反而會引起金屬疲勞;正確的做法是:將眼鏡送到專業眼鏡店,由配鏡師進行調整。

文字/編輯:朱亞運

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