最近发生的飞机失踪事故令人关注到飞机的设计及安全问题。今期Excel@PolyU邀请到工程学院副院长(业界关系)刘建德教授分享飞机设计的基本原理，阐明飞行规条、安全及监察系统的设计，并从科学角度，剖析引致飞机事故的可能原因。

飞机设计的基本原理是什么？

飞行作用力分为重力、升力、推力和阻力四种。任何作用力的改变都会影响飞机的速度或方向。一般飞机的飞行高度距离地面三万呎，约相等于额菲尔士峰的高度。而一些雀鸟的飞行高度亦跟飞机相约，这为飞机飞行构成一定的风险。此外，飞机越飞得高，其周边环境的变化会越大。例如温度下降至零下度数，直至到达对流层顶而变得平稳；气压下降，直至抵达温层；以及空气密度不断下降。

机舱的设计是飞机设计重要的一环。机舱内的气压、温度、氧气量及湿度都必须控制在离地八千呎的状态，方为人类及飞机结构可抵御的状态。此外，飞机的飞行原理亦取决于机翼的设计和运作，以符合起飞、爬升、巡航、下降及降落等不同阶段的升力要求。飞机设计必须是一个自然稳定的系统，即使在没有任何操控指令时，亦可以回复到稳定的条件下飞行。

一般飞机事故的成因包括什么？

导致飞机事故的成因大致分为：天气相关或机械相关的人为错误、其他人为错误、恶劣天气、机械故障、蓄意破坏及其他原因。一九五零至二零一零年间，人为错误而导致的事故占一半。最常见的人为错误包括：机尾着地、紧急着陆时没启动机轮等。其他由机件或引擎故障而引起的事故则包括：单引擎飞行、外物撞击、机油渗漏、机油温度过热、机油压力过低、紧急着陆、液压制动器损坏、金属腐蚀、硬着陆、维修问题等。人为错误涉及多方面的考虑，包括跑道状况、维修质素、机师质素和态度，以及控制塔指示是否准确。

飞机内置的「黑盒」是甚么？

飞机设有「黑盒」，可抵受3,400倍地心吸力、记录17-25小时的数据、电池有效30天、在水深6,000米仍可传送数据、抵御摄氏1,000度高温，以及每秒发出37.5Hz超音波频率。然而，为保障记录了的数据，黑盒并没装置实时传送系统，故只能在事故发生后，搜寻出黑盒才可作资料分析。因此，飞机事故发生后，最重要是寻回黑盒，因为它记载着机上一切系统的数据和驾驶舱内机师的对话。