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飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

www.creaders.net | 2024-02-25 09:03:33  答案如下 | 0条评论 | 查看/发表评论

飞机上不允许使用充电宝,是已经烂熟于耳的常识。但总有人不信邪,冒着被罚的风险也要给自己的手机续上命。

2月19日晚,由菲律宾长滩岛直飞上海的航班上,一名乘客的充电宝燃烧导致机舱中弥漫浓烟,航班不得不备降香港。

为什么平日里听话的充电宝,到了飞机上就“易燃易爆炸”了呢?

在起飞、巡航和降落的过程中,看似和地面环境一样平平无奇的机舱内,其实充满了变数。

海拔越高的地方空气越稀薄,对应的大气压力也就越小。在飞机起飞和降落的过程中,机舱外的空气压力会经历逐渐降低、复又回升两个阶段。

当飞机升至11,000 m的典型巡航高度时,舱外的大气压力仅有海平面的五分之一左右,这个条件下人很难生存[1]。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

高空中,舱内较低的气压也导致飞机餐更难吃 。(图/unsplash)

为了能让乘客在高空中存活且舒适,飞机内部最理想的情况是通过加压保持和地面上一样的气压。但机舱本身的承受能力有限,舱内外的压力差值一般不允许超过55–62 kPa,不然飞机自己就得内爆[2]。因此,飞机内舱的加压器会让舱内的空气压力在地面气压的基础上,随着外界大气压的变化而进行小幅度调整。

不仅大气压在变,机舱外的环境温度也在变。

在标准情况下,当飞机爬升至典型巡航高度时,机舱外的空气温度已经降至-40°C以下[3]。此时,当你打开遮光板想拍个照,即便隔着三层厚厚的玻璃,也能感受到最里层窗户冰凉的触感。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

(图/unsplash)

为了避免机舱变成“冰窟窿”,飞机上的空调系统全程都得就着客舱内的空气“动手动脚”。

在常见的民航喷气式客机中,经过压气机加压的空气温度极高,如果直接灌入,舱内就成了冰火两重天;所以一般都是混合了一部分外界的冷空气后,再统一送入客舱[4]。

此外,客舱的各个区域也都配备了温度表,驾驶员能够从仪表盘上直接读取数据,在必要时进行调整[4]。每排座位上方基本都有可调节的送风口,如果你觉得热了,还可以直接让它对着你吹。这些方式都让客舱内的空气自成一体,形成了与外界不同的小气候。

不过,压力和温度的调节都是一点点发生的,毕竟操之过急对机舱和乘客都不友好。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

(图/pixabay)

一般而言,机舱压力高度变化率在爬升期间限制为不超过 5 m/s,在下降期间限制值更是达到了 2.3 m/s[3]。与之相应的,机舱内部的压力和温度调控速率也就被限制在了一定的范围内。

也就是说,不论是加压、减压,还是随之而来的降温、升温,坐在机舱内的你除了耳朵不适之外,也许感受不到任何变化。

但你感受不到并不代表包里的充电宝也一样迟钝。在这种环境下,当你从包里拿出充电宝连接上手机,无异于给自己装上了一枚“炸弹”。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

机场安检时,带有锂电池的设备需要单独过检,且不允许托运。(图/unsplash)

市面上常见的充电宝一般包括外壳、电芯和电路三个部分,电芯就像燃油车的发动机,能在你电量告急时“雪中送炭”。

由于锂离子电池的重量轻、能量密度高,加上聚合物锂离子电池可以做到薄形或者任意形状,生产厂家一般都会选择锂离子电池作为电芯中的储能元件[5]。

但在充放电的过程中,锂离子电池的正负极和电解液之间会发生复杂的化学反应,产生一定的热量[6]。就像你冬天给自己的锂电池手机充电一样,过一会它就会变成“暖宝宝”。

伴随着手机电量的上升,不良的散热环境使得你手里的那块充电宝也越来越烫,再加上飞机客舱内不稳定的气压和环境温度,锂电池内一个小单元的故障,就能把足够的热能传递到相邻的电池单元里,引起热失控现象,轻则冒出缕缕白烟,重则直接喷射明火,温度瞬间可升至800摄氏度[7]。

除了这些肉眼可见的燃烧爆炸现象,热失控后电池析出的大量可燃性气体则让飞机客舱变得更加危险。就算明火被迅速扑灭,高浓度的碳氢化合物和氢气也会让气体爆炸成为潜伏中的灾难事故[7]。

根据美国联邦航空局的测试,常见的安装在运输类飞机上的灭火剂Halon没有冷却效果,无法阻止锂电池中电解质和气体的释放,也难以阻止电池本身热失控的传播[7]。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

在发生火灾时,机组人员会立即调整客舱内的通风系统,关闭客舱氧气面罩的供应,以避免火势蔓延。(图/pexels)

除此之外,充电宝一不小心发生碰撞跌落、电池本身老化和锂离子电池固有的缺陷都容易成为燃爆的不稳定因素[5]。

充电宝在多次充电放电过程中会形成固体电解质界面膜(SEI,Solid Electrolyte Interface),当温度升高时,这层膜很容易发生分解反应,导致电池内部接触短路[8]。

而目前商业化生产的锂离子电池无法做到对SEI膜的定向调控,也就是说,你拿到手的充电宝还是正在更新迭代的试错产品[9]。

飞机上的不定时炸弹,就藏在你包里?

(图/unsplash)

事实上,根据市场监管总局的产品质量国家监督抽查结果,移动电源合格率一直徘徊在60%至80%之间。自2024年8月1日起,未获得CCC认证证书和标注认证标志的移动电源,才不得出厂、销售、进口或者在其他经营活动中使用[10]。

所以,千万不要偷偷摸摸在飞机上使用充电宝。否则,一旦冒烟或爆炸让飞机迫降,社会新闻的头条就是你的“杰作”了。

——————

参考资料

  • [1]National Research Council. (2002). The airliner cabin environment and the health of passengers and crew.

  • [2]Bagshaw, M., & Illig, P. (2019). The aircraft cabin environment. In Travel medicine (pp. 429-436). Elsevier.

  • [3]ASHRAE (American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). (1999). Aircraft. Chapter 9 in 1999 ASHRAE Handbook: Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Applications. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA.

  • [4]中国民用航空局.(2015).适宜的客舱压力和温度.

  • [5]吴涛.(2018).国内移动电源(充电宝)质量抽查案例分析和相关安全标准展望. 中国标准化(14),178-179.

  • [6]孙强.(2018).低压环境对锂电池热灾害扩展特性影响研究(硕士学位论文,中国民用航空飞行学院).

  • [7]FAA.(2016).Summary of FAA StudiesRelated to the HazardsProduced by Lithium Cells inThermal Runaway in AircraftCargo Compartments

  • [8]杨世春,王潇,陈飞,郑一帆,钟益林 & 周思达..锂离子电池故障预测及健康管理技术研究进展. 北京航空航天大学学报. 

  • [9]梁大宇,包婷婷,高田慧 & 张健.(2018).锂离子电池固态电解质界面膜(SEI)的研究进展. 储能科学与技术(03),418-423.

  • [10]国家市场监督管理总局.(2023).市场监管总局关于对锂离子电池等产品 实施强制性产品认证管理的公告.

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