Réponse courte

L'énergie cinétique impliquée dans un crash d'avion est inhumainement élevée.

Réponse un peu plus longue

Nous pouvons construire des bombes qui traverseront le béton les toits et les plafonds d'un bunker, en comptant le nombre d'étages qu'ils traversent en descendant pour qu'ils puissent exploser au niveau où les méchants sont assis et non où les veuves et les orphelins sont gardés. Nous pourrions tout aussi bien construire un avion avec ce genre de résistance, de sorte que le fuselage reste intact même lorsqu'il s'écrase à flanc de montagne. Ce n'est pas le problème.

Limites du corps humain

Le problème sera que les sauveteurs ne trouveront que des cadavres à l'intérieur. Le corps humain a été «conçu» pour supporter des choses comme courir dans un arbre, mais ne pas être jeté à Mach 0,85 et être ensuite arrêté presque instantanément. Grâce à des années de recherche, nous avons maintenant une assez bonne idée des limites. Martin Eiband a collecté beaucoup de données à ce sujet, si vous voulez en savoir plus, google pour "diagrammes Eiband". Si vous voulez une image complète, lisez le Guide de survie en cas de crash aérien de l'armée. Il se décline en cinq volumes et le volume 1 couvre les critères de conception. Le diagramme Eiband ci-dessous est tiré de cette source.

Notez l'échelle de temps: Une décélération de 40 g ne peut être tolérée que pour une durée de 0,1 seconde; si la décélération dure plus d'une seconde, la limite n'est que de 10 g. Voyons maintenant quelle distance de décélération est nécessaire pour arrêter un humain avec une décélération moyenne de 10 g. L'énergie $ E $ d'un corps de masse $ m $ augmente avec le carré de vitesse $ v $: $$ E = m \ cdot \ frac {v ^ 2} {2} = m \ cdot a \ cdot s $ $ A $ a = 98,0665 $ m / s², la distance d'arrêt $ s $ à partir d'une vitesse initiale $ v $ est $ \ frac {v ^ 2} {2 \ cdot a} $:

• Accident de voiture à 30 m / s: cela nécessite 4,6 m et de bonnes attaches, mais il est généralement possible de survivre.
• Chute libre à 60 m / s vitesse terminale: 18,4 m. Quelques humains ont en effet survécu à cela en tombant sur un sol meuble comme une forêt de conifères recouverte de neige. C'est aussi la vitesse d'approche typique des avions de ligne, et le 18,4 m est le fuselage devant vous. C'est la raison pour laquelle un accident est plus survivant pour les occupants des rangées de sièges arrière.
• L'avion à hélice s'envole en montagne (120 m / s): 73,42 m. Ce type de zone de déformation n’est tout simplement pas disponible et personne n’a survécu à un tel impact.
• Un avion de ligne vole dans une montagne (240 m / s): 293,7 m. Pour qu'un tel accident puisse survivre, chaque avion de ligne aurait besoin de transporter une flèche de 300 m de matériau rigide autour de laquelle serait nécessaire comme zone de déformation en cas d'accident. Pensez simplement à quel type de fuselage arrière et de queue cela nécessiterait.
• Et pour couronner le tout: un astronaute lors d'une promenade spatiale entre en collision avec un satellite sur une orbite opposée (16 000 m / s): 1305,23 km. Notez que j'ai dû changer d'unité pour garder le nombre gérable.

Veuillez considérer des limites de décélération plus basses pour les personnes âgées et non formées; la limite dans le diagramme Eiband a été établie en utilisant de jeunes pilotes en bonne santé (et des porcs, des chimpanzés et des cadavres pour les limites supérieures. Beaucoup de sang a été versé pour arriver à ces chiffres).

Le problème n'est pas l'avion structure, c'est le fait que les humains aiment aller vite mais ne sont pas construits pour s'arrêter rapidement.

La principale raison pour laquelle les accidents d'avion sont moins résistants, ce que personne vraiment ne semble saisir pleinement quand on parle d'avions de ligne, est la quantité d ' énergie inhérente à un avion commercial. Lorsque vous regardez un avion en approche, en particulier un gros avion comme un 747 ou un A380, il semble généralement très docile, l'avion approchant très lentement et doucement la piste. L'autre image classique est l'avion qui navigue à haute altitude, laissant peut-être une traînée derrière lui alors qu'il se déplace lentement dans le ciel. Nous comparons ces images de notre expérience à des images de voitures passant devant nous le long d'une route très fréquentée (ou d'un circuit). Nous regardons ensuite les conducteurs de voitures de course s'éloigner d'épaves spectaculaires, tandis que les accidents d'avion tuent tout le monde à bord, et nous nous demandons pourquoi les avions ne peuvent pas être aussi sûrs que les voitures de course (ou même les voitures de tourisme ordinaires).

Cette image de l'avion docile traversant le ciel amical, cependant, est une perspective forcée causée par un objet beaucoup plus grand beaucoup plus loin de nous, et dément le fait que des dizaines, voire des centaines de tonnes de poids se déplacent jusqu'à trois fois plus vite qu'une voiture Indy a même été cadencé.

Physique de base des projectiles; $ E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 $. La voiture dans votre allée, si elle est typique, a un «poids à vide» (réservoir vide mais autrement prêt à conduire) d'environ une tonne et demie, et roule à des vitesses comprises entre 30 et 70 mph. Conversion de mph en fps (multiplier par 5280, diviser par 3600), l'énergie, en pieds-livres, d'une voiture de 3000 lb à une vitesse d'autoroute de 60 mph est d'environ 23 millions de pieds-livres, plus l'énergie cinétique supplémentaire du conducteur, des passagers et cargaison. Lors d'une collision, cette énergie est transférée partout où elle ira; l'objet heurté, le châssis de la voiture, ses occupants, etc. Même à ces vitesses, une collision peut blesser ou tuer de façon permanente quelqu'un à l'intérieur (et une collision à pleine vitesse sur l'autoroute est le plus souvent mortelle).

Un avion de ligne typique, disons le B737-700 qui est couramment utilisé dans la flotte intérieure américaine, a une "masse à vide opérationnelle" (similaire au "poids à vide" dans les voitures; tout ce qui est nécessaire pour voler sauf le carburant et l'équipage de conduite ) d'environ 40 tonnes. Donc, là, l'énergie potentielle de l'avion de ligne est 30 à 40 fois celle de la voiture. Il décolle et atterrit également à environ 125-150 mph, et navigue jusqu'à Mach 0,78, ce qui à 30000 pieds correspond à environ 525 mph. Donc, nous parlons aussi d'une différence d'ordre de grandeur de vitesse, et cela augmente l'énergie totale sur le carré . En faisant le calcul, un avion de ligne à vitesse de croisière, sans compter l'énergie inhérente à sa cargaison ou à ses passagers, aura une énergie cinétique totale de l'ordre de 50 milliards pieds-livres. Même toutes choses étant égales par ailleurs, comme la distance autorisée pour la décélération et la répartition des forces d'impact sur les passagers, un passager dans un accident d'avion serait soumis à plus de dix fois les forces qu'il subirait dans un accident de voiture.

Maintenant, toutes ces choses peuvent être atténuées dans les deux cas. Ces chiffres comparent plus ou moins ce que subirait un passager dans une voiture par rapport à un avion si le véhicule s'engouffrait de front dans un obstacle inamovible à pleine vitesse. Cela n'arrive pas souvent dans les deux cas; les autoroutes sont construites en partie pour minimiser le risque qu'un conducteur soit jamais confronté à une barrière de front, et les conducteurs peuvent généralement appuyer sur les freins pour ralentir la voiture et diriger pour frapper dans une direction oblique, et même si cela n'empêchera pas un impact il en diminue la gravité du carré du changement de vitesse relative entre la voiture et ce qu'elle heurte.

De même, un CFIT (Controlled Flight Into Terrain) est à peu près le pire des scénarios pour un accident d'avion (le seul pire que je puisse penser est une collision en vol qui est extrêmement rare surtout pour avions de ligne), et il y a beaucoup de systèmes à bord de l'avion pour aider un pilote à réaliser qu'il est sur le point de le faire. Un atterrissage en collision, comme un atterrissage sur le ventre en raison d'une panne hydraulique, est généralement plus facile à survivre car le pilote fait tout ce qu'il peut pour minimiser la force d'impact et l'énergie cinétique totale de l'avion, en ralentissant à la fois la vitesse d'avancement de l'avion et en réduisant le plané. pente. L'énergie cinétique restante de l'avion peut ensuite être dépensée en dérapant sur la piste ou sur le terrain au lieu d'être transmise directement dans le châssis de l'avion et finalement ses passagers.

Cependant, cela représente encore beaucoup d'énergie pour l'avion pour se débarrasser de, et même avec le poids inhérent d'un avion de ligne, la capacité de voler est favorisée par les concepteurs plutôt que de garder la cabine en une seule pièce en cas de collision. Cela signifie que le risque intrinsèquement plus élevé pour la vie et l'intégrité physique du vol doit être atténué en maintenant les avions bien entretenus et en y mettant des équipages de conduite bien formés, expérimentés et en bonne santé. Ni l'un ni l'autre ne peut être dit pour la voiture moyenne et le conducteur arrachés de la rue; seules les conditions médicales les plus graves sont des motifs de révocation du permis de conduire, tandis que la plupart des voitures roulent sur des milliers de kilomètres après les intervalles d'entretien prévus. Les voitures doivent donc être conçues et construites pour garder les occupants en vie lors d'une collision, malgré la capacité ou même les intentions du conducteur. Les dispositifs de sécurité d'un avion ne sont utiles que lorsque le pilote fait correctement son travail; un masque à oxygène ou même une trappe d'évacuation est inutile dans un CFIT.

La question est en fait une analyse coûts-avantages du risque assumé. Vous pouvez piloter des avions avec des passagers équipés de combinaisons nomex complètes, un parachute, une goulotte de secours, un gilet de sauvetage, auto-déployant radeaux de sauvetage pleins de nourriture et d'autres équipements de survie soignés. L'avion pourrait avoir une goulotte à cadre complet, une cage de protection en acier et la meilleure protection contre les chocs disponible. Mais tout cela ajoute du poids à l'avion et réduit ainsi le nombre de personnes que vous pouvez accueillir. En retour, vous gagnez moins d'argent par vol car il est contre-productif pour les vols d'être peu coûteux, quelle que soit la sécurité. En fin de compte, vous seul ne pouvez pas vous déplacer aussi loin ou aussi vite qu'un avion commercial et vous n'avez pas les ressources pour fabriquer un avion presque parfaitement sûr. Donc, vous faites des compromis et assumez le risque pour la récompense de vous déplacer rapidement et de manière semi-efficace.

Au contraire, il convient de noter que certaines personnes ont les ressources nécessaires pour voler rapidement et en toute sécurité. Si vous aviez l'argent pour acheter un petit (ou même grand) avion, vous êtes libre de l'équiper (avec des limites légales et pratiques / physiques) comme vous le souhaitez. Cela pourrait inclure la protection que vous pourriez souhaiter contre les urgences auxquelles vous pouvez penser.

Une dernière remarque: ce sont généralement les urgences auxquelles vous ne pensez pas qui sont les vrais problèmes ...

Bien que ces efforts aient abouti à de meilleurs avions, même dans ce cas, pourquoi ne sont-ils pas assez forts pour garder les passagers en vie en cas de crash violent?

A un crash de feu pose de nombreux défis:

Physique

Les occupants de l'avion sont soumis à une forte accélération au moment où l'avion entre en contact avec le terrain. Le corps humain ne peut supporter qu'une douzaine de force g avant de subir des dommages internes.

Considérant un avion heurtant un terrain horizontal à une vitesse verticale de 1000 ft / min (5 m / s), et un avion dont l'espace de chargement déforme d'un mètre: passer de 5 à zéro m / s dans la distance de 1 mètre entraîne déjà une accélération de 12,5 g (5 à zéro m / s en 0,4 s) ce qui est à peine survivable.

Feu et fumées

Un crash de feu provoquerait probablement la rupture des réservoirs de carburant, renversant le carburant restant à bord et provoquant un incendie qui dégagerait des fumées qui rendraient rapidement les passagers incapables.

Déploiement de recherche et sauvetage

Comme les avions empruntent des itinéraires qui n'ont aucun lien avec le réseau routier au sol, le temps nécessaire à l'équipe de recherche et de sauvetage pour localiser et atteindre le site de l'accident est bien trop long pour sauver les passagers nécessitant une aide médicale immédiate.

Ces derniers temps, en particulier, il C'est un incident rare qu'un avion s'est écrasé et même certains de ses passagers ont survécu. Alors, pourquoi ce problème n'a-t-il pas encore été résolu?

Les accidents de la route, parmi les trois facteurs ci-dessus, seuls les facteurs physiques peuvent être pris en compte, peuvent déjà entraîner des blessures graves et la mort.

Avec les avions, voyageant à une vitesse plus rapide d'un ordre de grandeur, il est facile d'imaginer que les conséquences d'une collision avec le terrain sont bien plus dramatiques.

Parce qu'il n'y a que tellement d'accélération et de température qu'un corps humain peut survivre.

Les autres réponses fournissent des explications détaillées à quel point les énergies d'un accident peuvent être immenses et combien cela peut coûter cher lorsque vous transportez beaucoup moins de passagers en raison de l'espace nécessaire à toutes les fonctions de sécurité supplémentaires.

Cependant, il y a un autre problème: la rareté des urgences associée à la probabilité d'une décision correcte en cas d'urgence .

Supposons que l'argent ne soit pas un problème, et que nous pourrions installer des systèmes très puissants qui peuvent augmenter le nombre de survivants en cas d'accident, quelque chose comme l'installation de sièges éjectables pour les passagers, de parachutes plein cadre ou des rétro-fusées pour ralentir l'avion ou d'autres solutions farfelues comme envelopper l'avion entier de manière explosive dans une grosse bulle d'un matériau exotique. Ces contre-mesures actives doivent être déployables très rapidement et doivent donc être déclenchées de manière explosive. Même ces solutions ne sauveraient pas tout le monde: par exemple, avec les sièges éjectables dans les avions militaires, il y a environ 30% de chances de subir des blessures durables et 10% de chances de ne pas survivre du tout. Avec des passagers non formés qui sont en moyenne beaucoup moins en forme que les pilotes de chasse, le taux de survie serait plus faible.

Cependant, vous pourriez dire que si ces contre-mesures pouvaient sauver ne serait-ce que quelques personnes, elles sont toujours meilleures que tout le monde qui meurt dans l'accident? Faux! Nous devons considérer la probabilité que ces contre-mesures s'activent accidentellement en l'absence d'urgence du tout! Sans même compter les cas où y a une urgence, mais essayer de jeter l’avion sur un champ ou dans une rivière pourrait sauver plus de vies que d’activer les contre-mesures.

Les chances d'être sur un vol d'une compagnie aérienne entraînant au moins un décès sont 1 sur 3,4 millions, et cela compte même les cas où la majorité des passagers ont survécu. Comme la décision d'activer les contre-mesures doit être prise au moins une fois quelques minutes (ou peut-être quelques secondes), sinon il serait trop tard et le vol moyen d'un avion de ligne dure entre 3 et 6 heures, nous avons en outre au moins 2 autres ordres de grandeur. Cela signifie que si vous pouvez prendre une décision correcte concernant l’activation des contre-mesures d’urgence avec une précision inférieure à 99,999999997%, vous aurez plus de cas lorsqu’elles s’activeront dans un vol parfaitement ordinaire qu’en cas d’urgence . Une telle précision ne peut être attendue d'aucun processus de prise de décision, car les accidents peuvent avoir une grande variété de causes et sont influencés par de nombreux facteurs allant des conditions météorologiques aux défaillances mécaniques en passant par la psychologie humaine. Comme vous ne pouvez même pas vous rapprocher d'une telle précision, un tel système tuerait probablement plusieurs milliers de fois plus de passagers en s'activant alors qu'il ne le devrait pas, que le nombre de personnes qu'il pourrait sauver en cas d'urgence réelle.

Comme on l'a dit, il y a beaucoup de "coût" et de "poids" dans les raisons derrière cela. Pour les petits avions vous avez un avion-parachute par exemple mais comment faire fonctionner un système d'aspiration pour un avion de 200 tonnes volant à 800km / h plein de monde? Il y a de réels défis techniques derrière cette question.

Des choix ont été faits pour réduire la probabilité d'un crash au lieu d'ajouter des éléments pour être à l'épreuve des chocs: les systèmes électroniques et hydrauliques sont redondants, les procédures d'urgence, l'évitement des collisions système, etc.

Il faut également tenir compte du fait que l'aviation civile n'évolue pas rapidement: l'ajout d'une nouvelle technologie demande du temps pour être testé, validé, et une bonne raison de l'ajouter. Le déroulement habituel des événements dans ce cas est: crash -> investigation -> corriger ce qui ne va pas -> attendre le prochain crash etc ...

Le feu est mortel, dans un crash ou autre

Ce sont les gens qui maintiennent les passagers en vie

Pour répondre directement à votre question, vous survivez à un "crash de feu" en sortant de l'avion, qui se fait par évacuation d'urgence. Par exemple, un accident violent à Dubaï n’a fait récemment aucune victime. En revanche, le crash de Swissair 111 tout à bord a péri; un incendie en vol est passé d'une mauvaise situation à une situation mortelle. L'évacuation est dirigée par le personnel de cabine, des personnes formées sur la façon de faire sortir les gens d'un avion écrasé.

Le feu est un problème sérieusement mortel à avoir, que ce soit sur un navire en mer, sur un avion en vol ou après un crash.

D'ailleurs, si vous avez un incendie dans votre maison, vous mourrez si vous ne sortez pas, et c'est sans «crash de feu». (La meilleure amie de ma femme a perdu sa mère à cause d'un incendie: maman dormait quand le feu a commencé ... RIP.)

Si un avion s'écrase, il prend feu et le feu ne peut pas être éteint , et si vous ne pouvez pas évacuer, vous brûlerez et mourrez.

Beaucoup d'argent, de temps et d'efforts sont consacrés à la prévention des accidents, un processus itératif depuis l'aube de l'aviation commerciale. Des améliorations de la capacité d'évacuation en cas d'accident ou de dysfonctionnement sont incluses.

De nombreux autres systèmes de prévention des accidents ont été mis en place au cours du siècle dernier, ce qui a porté ses fruits au fil du temps avec l'objectif suivant: ne pas avoir le "crash de feu" dans le premier place.

Une once de prévention l'emporte sur une tonne de guérison.

En ce qui concerne votre réponse à la question sur un "crash de feu", la NASA a effectué un test dans les années 1970 en utilisant un 720 rempli de carburant formulé pour réduire le risque de provoquer un incendie. Je me souviens avoir vu les images sur les programmes scientifiques. Malheureusement, le carburant s'est enflammé.

Pour citer l'article de Wikipédia référencé "Le test a abouti à la conclusion que le carburant d'essai antimist au kérosène n'était pas suffisamment bénéfique et que plusieurs modifications de l'équipement dans l'habitacle des avions étaient nécessaires"