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纽约世贸中心遗址卫星地图

纽约世贸中心坍塌原因分析

　　“9·11”事件，于人道角度看，是人类社会自身不可调和的政治、文化、宗教矛盾，带来战火屠城，美国国民被恐怖分子与政客们合力送进了地狱；于文明的角度看，两架飞机几乎摧毁了资本主义的精神支柱，这是恐怖分子以其疯狂的天才般的设想，给予西方世界文明可怕的一击；于世界政治外交格局看，这次事件给予全世界的合法政府一个极其严峻的考验，因为“亚政府”的组织力量以及其巨大的反社会反人类的潜能，已不是单一的某个国家所面临的困境，更不是某个国家单独可以解决的问题，甚至可以预见，在将来很长一段时期，将会困扰许多国家的正常运作与不少国民的正常生活。

　　这里，本人暂且不就上面话题展开论述，而仅仅从技术角度，对两架飞机如何使纽约世界贸易中心走向坍塌，略作一番分析。

　　撞击下的世界贸易中心

　　美国东部时间2001年9月11日上午8时45分，一架起飞重量达160吨的波音767型飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南塔。假设两架飞机的起飞重量是满负荷，再考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中心受到的冲量究竟有多少呢？

　　根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该质点的质心速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢量的方向相同。实质上，飞机撞击世界贸易中心是属于物体对障碍物碰撞的现象，我们先看看有关数据：

　　一、 北塔所承受767型飞机撞击的动量

　　m=160×1000=160000（千克）　　

　　v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒

　　P=mv=160000×277.8=44448000千克·米/秒

　　二、 南塔所承受757型飞机撞击的动量

　　m=100×1000=100000（千克）

　　v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒

　　P=mv=100000×277.8=27780000千克·米/秒

　　以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致命的，所以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达1000吨烈性炸药当量，应该是可信的。

　　南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井（因分段设置，47个电梯井可容104部电梯），外围是钢柱排列，9层以下的承重外柱间距为3米，9层以上承重外柱间距为1.016米，标准层窗宽仅0.55米，如此密植的钢铁森林，于极高速撞击之下，两架飞机还是全都没入其腹部，甚至撞击南塔那架还穿透整座进深达63.5米的大厦，撞击力量之巨，威力之大，实在令人悚然。

　　但是，事实上，世界贸易中心却经受住了这等力量的撞击，因为撞击造成的动量，并不是坍塌的决定因素。

　　所以，如果仅从材料力学的角度看，世界贸易中心的选材与构造，在防撞击方面，无论是强度还是刚度，抑或是稳定性（虽然撞击之下曾晃动达1米），都是非常出众的。这点，足以说明山崎实（Yamasaji）的设计水平的高超绝伦，况且两幢塔楼已屹立近30年了，而且还挨过一次炸，但它们这次坍塌，主要都不是因撞击之力所致。

　　我们可以明了，从力学的角度看，世界贸易中心是美的，可是，这一切，至今只残留在迷惘的记忆中，于现实的空白，总让人心中有种难以名状的痛楚。

　　烈火中的世界贸易中心

　　撞击两塔的波音767型或757型飞机，如果机体直径约计10米的话，也就是说，世界贸易中心北塔的80层左右，南塔的60层左右，在飞机的质量与速度的撞击下，应该各有三层都处于被飞机蹿通的状态。而且767机型满挂油料是45吨，757机型为30吨，这些油料霎时倾倒其中，可从具体数据看其惨烈之状。

　　世界贸易中心边长=63.5米

　　世界贸易中心每层的建筑面积=63.5×63.5≈4032平方米

　　如果除开间隔墙体所占面积，还有一般占摩天大厦建筑面积达1/5～1/4的电梯井的面积，也就是说，在3000平方米不到的面积里，浇灌了45～30吨的高燃值的油料在燃烧（南塔有一部分溢出）。

　　我们可以估量，以液态燃油的漫溢性质，这数十吨燃油所产生的热量，或可足以把受撞击层变成熔炉，兼有楼体里面许多例如纸张、塑料制品、各类管线气体等易燃易爆物品，特别是外幕墙玻璃被击破和电梯井被穿透后，电梯井便变作拔气管，成了助燃工具。所以被撞击后的世界贸易中心，远远看去，就像两根硕大的烟囱。同时，高达1000℃的温度，钢结构都易产生变形，更因上有重压，所以最终招致崩落现象。而且，高温之下，燃油有气化的现象，急速膨胀的气体，燃烧中必然夹杂着爆炸，这更是致命的。

　　因此，火，火，火，才是世界贸易中心殒落的决定因素。

　　坍塌时的世界贸易中心

　　在被撞后1个多小时里，于死里逃生的人们来说，是人生最值得珍惜最刻骨难忘的时刻了，因为这短短的1个小时过一点点，却为许多在撞击楼层下办公或生活的人们赢得宝贵的逃生时间。尽管如此，在高达1000℃的烈焰煎熬下，撞击后的1个半小时内，两幢塔楼最终还是坍塌了。

　　但是，燃烧之下，世界贸易中心为什么会坍塌？又为什么是坍塌而不是倒塌？

　　清华大学教授石永久认为，世界贸易中心坍塌，是因为大厦底部遭受了严重的二次破坏，那才是坍塌的根本原因。

　　我个人是不苟同他的看法的，因为，如果大厦底部遭受了严重的二次破坏，那么，恐怖分子用什么手段以什么工具破坏？飞机是没有的，炸药也被排除了，导弹也没有，下面的地铁也好好的。从生还者的逃生路径看，许多人是顺着楼梯逃生的，假设底部有遭破坏，那他们的逃生之路肯定被堵塞。

　　我认为，大厦被撞击后，那里面被飞机蹿空的三层，其核心部位——电梯井已失去作用（有部分油料会倒灌井内，引起井道内爆），里面几乎成了镂空状态，在烈火燃烧下，剩下的两侧外围承重的钢柱软化，以上数十层至少有20000余吨的楼层的重力（以两幢共用钢19.2万吨计，加上租赁方的什物就远不止这个数了），在有10米高的空间盈余下，夹着9.8米/秒的加速度作自由落体坠落，重力之下，势如破竹。

　　从电视画面可以观察到，撞北塔的飞机侧翼以45°“正中”撞入，所以后来北塔是作垂直坍塌的。而撞南塔的飞机虽然没有侧翼角度，但撞击点有点偏向楼体外侧（可以看到贯入的飞机机翼从里向外划破楼体一侧的画面），因不是“正中”镂空，所以南塔坍塌时是略微以15°倾斜砸下。

　　同时，因是坍塌，所以其一些管道，如电梯井等，在重压之下，压缩气体的压强也为撑破楼体起了不可低估的力量。当大厦坍塌时，我们看到下层的楼体是被压得向外四方爆裂的。

　　在这里，燃烧的高温致使被飞机冲力撞剩的钢柱软化，而被撞击层以上楼层的重力在加速度作用下，以雷霆万钧之势，造成了世界贸易中心遇袭后的必然结果——坍塌。所以，世界贸易中心只能是坍塌，而不是倒塌。

　　（网友：九曲子）

人民网 2001年9月17日