高空駕駛艙破損減壓故障還原

航空學(xué)會(huì)理事徐勇凌

作為一名試飛與航空專家，我的任務(wù)之一是對(duì)突發(fā)的航空案例進(jìn)行持續(xù)的追蹤。根據(jù)我的職業(yè)習(xí)慣和個(gè)人性格，我通常不會(huì)對(duì)熱點(diǎn)事件進(jìn)行過多的評(píng)價(jià)，博眼球不是我的個(gè)人愛好，更不符合我的性格，對(duì)于2017海軍航空兵艦載機(jī)飛行員撞鳥事件和俄航空速管結(jié)冰墜毀事件這樣的航空熱點(diǎn)事件，我都沒有在第一時(shí)間給予分析解答，原因是這些復(fù)雜案例背后的技術(shù)要素非常復(fù)雜，急于介入和淺層的分析很可能在案例解讀中出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。然而，對(duì)于5月14日發(fā)生的川航駕駛艙爆破案例我卻有許多話不吐不快。

5月14日，四川航空公司3U8633航班執(zhí)行重慶-拉薩航班任務(wù)，在成都區(qū)域巡航階段，駕駛艙右座前風(fēng)擋玻璃破裂脫落，機(jī)組實(shí)施緊急下降。

2018年5月14日，川航3U8633重慶-拉薩航班，在成都區(qū)域巡航階段，駕駛艙右座前風(fēng)擋玻璃破裂脫落，機(jī)組實(shí)施緊急下降。在民航各保障單位密切配合下，機(jī)組正確處置，飛機(jī)于07:46安全備降成都雙流機(jī)場(chǎng)，所有乘客平安落地。

駕駛艙右座前風(fēng)擋玻璃在高空高速的情況下破裂脫落。

處境危急

艙內(nèi)破損失壓是近年來民用并不罕見的的一類故障，就在不久前發(fā)生了客機(jī)客艙因?yàn)?a href="http://htin8.cn/cs/jtaq/clyh/byxm/fdj/" target="_blank">發(fā)動(dòng)機(jī)碎片導(dǎo)致破損，引發(fā)旅客被吸出罹難的突發(fā)事件，聯(lián)想大約20年前日本航空的一架客機(jī)在太平洋上空遭遇晴空喘流，造成客艙頂部大面積脫落旅客被吸出的罕見案例，客艙破損對(duì)飛行與旅客安全的危害想必讀者并不陌生。然而此次川航駕駛艙破損的嚴(yán)重性在于，由于駕駛艙是飛行操控與安全管理的核心部分，因此，駕駛艙破損相對(duì)于客艙破損其對(duì)安全的危害更為嚴(yán)重。

根據(jù)我搜集的航空安全案例看，此次駕駛艙破損的情況極為罕見，通常的駕駛艙破損是由外力擊傷所致，因此破損通常局限于撞擊部位，破損面積相對(duì)較小，所引發(fā)的艙內(nèi)延伸傷害并不嚴(yán)重。而從此次事故后的艙內(nèi)畫面看，由于脫落是風(fēng)擋邊緣整體破損而不是局部撞擊破損，其破損面積更大、引發(fā)的連帶損失更為嚴(yán)重：由于大面積暴露所導(dǎo)致的艙內(nèi)儀表板脫落是以往類似案例中極為罕見的，由于脫落部分包括飛行控制單元(FCU)，自動(dòng)駕駛操控系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)反推系統(tǒng)等關(guān)鍵性操控部件都無法使用，飛機(jī)完全處于手動(dòng)狀態(tài)，在艙內(nèi)顯示完全混亂、噪音極大的特殊情況下，飛行員僅憑直覺和經(jīng)驗(yàn)操控飛機(jī)其難度非常之大。

其實(shí)操控的難度還只是此次案例中技術(shù)難度的一個(gè)方面，由于故障發(fā)生在航線高度(32000英尺)大約10000米左右，此時(shí)艙內(nèi)外壓力差非常之大(超過0.3個(gè)大氣壓)而飛行速度在0.7-0.8馬赫，實(shí)際速度超過800km/h，如此大的速度下駕駛員暴露在真實(shí)大氣環(huán)境中處境之危機(jī)是常人難以想象的。

1994年3月，我在俄羅斯茹科夫斯基機(jī)場(chǎng)曾遭遇米格-21在萬(wàn)米高空座艙蓋破損的突發(fā)險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)我感覺自己仿佛從百米高空突然墜入大海，一聲巨響之后座艙內(nèi)一片混亂，氣流吹襲面部痛苦異常，眼睛因?yàn)閺?qiáng)烈氣流難以展開，突然失壓和暴露在高空環(huán)境中低溫對(duì)我造成了巨大的傷害，而由于座艙密封的失去艙內(nèi)壓力瞬間降低到與外界壓力相當(dāng)，而10000米高度的大氣環(huán)境是飛行員的生命難以長(zhǎng)時(shí)間承受的，因此迅速降低到安全高度是當(dāng)務(wù)之急。

對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)飛行員而言，借助于飛機(jī)良好的機(jī)動(dòng)性能可以在短短的3分鐘之內(nèi)迅速下降高度到4000米以下，而民用航空下降率最大只能在30m/s，下降到4000米最少也需要5分鐘以上，如此長(zhǎng)時(shí)間的暴露在低溫、低壓、低氧氣含量的環(huán)境中自身安全都難以保證，更何況機(jī)上還有上百名旅客，飛行員的決策與處置難度不可想象。

技術(shù)難度

盡管短暫的危機(jī)處置，飛行員面臨的更大困難是如何駕駛一架完全手動(dòng)駕駛的故障飛機(jī)返回地面。由于突發(fā)的座艙失壓，艙內(nèi)物體(包括人)會(huì)被巨大的負(fù)壓吸出艙外，由于破損部位臨近副駕駛的部位，他的大半個(gè)身體被吸出窗外，好在他按照規(guī)定系好了安全帶，并經(jīng)過自己的努力回到座椅上，但他的操控能力已經(jīng)收到巨大的限制，危機(jī)處置主要要靠左側(cè)駕駛員獨(dú)立完成。

現(xiàn)代民用航空的先進(jìn)系統(tǒng)為飛行員的操控提供了多種輔助設(shè)備，包括顯示與操控系統(tǒng)，特別是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能大大減輕飛行員的工作負(fù)荷。然而，由于飛行控制單元的面板脫落，所有的輔助設(shè)備都難以正常使用，而此時(shí)由于巨大的噪音干擾，飛行員獲得地面指揮人員幫助的可能性也大大降低。從某種意義上講飛行員要靠個(gè)體的技術(shù)能力和危機(jī)處置能力去應(yīng)對(duì)極為復(fù)雜的態(tài)勢(shì)和局面。

在故障突發(fā)到安全著陸的20分鐘過程中，飛行員要分別完成突發(fā)險(xiǎn)情的判斷、應(yīng)急響應(yīng)的迅速危機(jī)處置、最佳處置方案的選擇、迅速脫離危險(xiǎn)境地的果斷處置、危機(jī)與降級(jí)狀態(tài)下的進(jìn)場(chǎng)著陸以及著陸后的所有后續(xù)處置，這一切處置都是在低壓、低溫、低氧氣含量和高噪音的條件下完成的，另外作為機(jī)長(zhǎng)是全機(jī)組危機(jī)處置的核心領(lǐng)導(dǎo)者，他必須下達(dá)指令指揮與協(xié)調(diào)所有機(jī)組成員協(xié)同作戰(zhàn)將機(jī)組資源管理的效能發(fā)揮到極致。

更為復(fù)雜的是，在整個(gè)處置過程中由于飛機(jī)的安全裕度降到了最危險(xiǎn)的臨界值，任何的決策與處置差錯(cuò)都可能導(dǎo)致危機(jī)處置的全面崩盤，后果將不堪設(shè)想。從此次案例成功處置的事后分析看，我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)極端小概率事件的重疊，一是駕駛艙破損案例的極端低概率，另一個(gè)是全面協(xié)調(diào)圓滿處置的極端低概率過程的圓滿完成。在高風(fēng)險(xiǎn)、高任務(wù)負(fù)荷、高心理承受環(huán)境和嚴(yán)重后果威脅的多重壓力下，機(jī)組成員特別是機(jī)長(zhǎng)的處置可謂無懈可擊。

重大疑問的解答

高空突發(fā)性座艙破損的危害有多大?座艙破損瞬間的巨大空氣動(dòng)力沖擊很可能導(dǎo)致飛行員意識(shí)和行動(dòng)能力的喪失。在空軍飛行史上曾出現(xiàn)過大型軍用轟炸機(jī)在高空駕駛艙破損的案例，當(dāng)時(shí)在短時(shí)間內(nèi)全部機(jī)組成員瞬間暈厥，經(jīng)過一分鐘以上的時(shí)間機(jī)組成員才逐步恢復(fù)意識(shí)，此次事故中破損面積如此之大、高度如此之高、座艙相關(guān)控制系統(tǒng)連帶損失如此嚴(yán)重，飛行員依然能夠保持清醒的意識(shí)和良好的行動(dòng)能力，這一方面是由于各種巧合湊成，但我認(rèn)為更重要的是飛行員高度警覺性和良好的危機(jī)處置能力起到了關(guān)鍵性作用。

需要說明的是由于暴露在高空大氣環(huán)境內(nèi)，飛行員所受到的傷害不僅是一過性的(短時(shí)間可恢復(fù))，也可能是帶有后遺癥的嚴(yán)重傷害。上述空軍轟炸機(jī)飛行員就曾出現(xiàn)半年過后的嚴(yán)重“減壓癥”的煎熬，全部飛行員都出現(xiàn)了呼吸困難、關(guān)節(jié)疼痛、行動(dòng)力降低和無法勝任飛行的癥候。因此，此次事故過后，對(duì)飛行員身體的全面檢查與恢復(fù)需要引起民航部門的嚴(yán)重關(guān)注。

故障發(fā)生的原因何在?

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代民間專家的話語(yǔ)權(quán)日益增強(qiáng)，他們的分析會(huì)引發(fā)輿論和大眾關(guān)注點(diǎn)的嚴(yán)重導(dǎo)向?！皺C(jī)務(wù)與航空工程維護(hù)不當(dāng)”是一些民間專家的觀點(diǎn)之一?？陀^而論，航空工程的維護(hù)包括監(jiān)控與維修兩個(gè)領(lǐng)域的工作，對(duì)于風(fēng)擋玻璃強(qiáng)度質(zhì)量的監(jiān)控民用航空部門是有嚴(yán)格的相關(guān)規(guī)定和措施的，然而，所謂的玻璃強(qiáng)度降低通常是由于局部破損未被發(fā)現(xiàn)或質(zhì)量周期控制不嚴(yán)(超壽命使用)導(dǎo)致的，而由于風(fēng)擋玻璃與座艙前部機(jī)體連接固定部分脫落其原因往往是由于制造工藝缺陷所致。據(jù)我所知，國(guó)際民用航空領(lǐng)域類似的案例極為罕見，因此，不排除飛機(jī)制造工藝個(gè)體缺陷導(dǎo)致事故發(fā)生的可能性。這應(yīng)當(dāng)與民航使用部門質(zhì)量監(jiān)控與維護(hù)關(guān)系不大。

2009年在美國(guó)哈德遜河上成功迫降的薩利機(jī)長(zhǎng)被搬上了好萊塢銀幕。

2009年在美國(guó)客機(jī)在哈德遜河上成功迫降。

飛行員的強(qiáng)大到底有多關(guān)鍵?

在人類航空史上留下了許許多多光怪陸離、難以破解的危險(xiǎn)案例，也留下了一些難以想象而又彪炳千古的成功案例，如2009年美國(guó)哈德遜河上成功迫降的薩利機(jī)長(zhǎng)迫降案例，英航5390航班駕駛艙爆破迫降案例和空軍飛行員李峰殲-10停車迫降案例……這些案例的成功處置結(jié)果出乎絕大多數(shù)人的預(yù)料，英雄的飛行員完成了幾乎無法完成的任務(wù)，這樣的匪夷所思的人間奇跡其實(shí)并不是靠什么上帝的“無形之手”，而是靠飛行員千錘百煉的過硬本領(lǐng)和超乎常人的強(qiáng)大心理，空中超人是由實(shí)踐打造的。從這個(gè)意義上講，作為同行我要進(jìn)一步分析川航案例背后的技術(shù)原因，而作為普通大眾我們可以從個(gè)體案例中，感受中國(guó)各行各業(yè)專業(yè)技術(shù)人員能力與素質(zhì)整體提升的常態(tài)。

飛機(jī)輪胎著陸后泄壓是處置錯(cuò)誤所致嗎?

不是。這種現(xiàn)象是飛機(jī)著陸以后輪胎的泄壓系統(tǒng)開始工作造成的。很多非專業(yè)人員誤以為是輪胎爆破，也就是說飛行員處置不當(dāng)，這個(gè)我認(rèn)為是錯(cuò)的。因?yàn)槊裼煤娇瞻☉?zhàn)斗機(jī)的輪胎有一個(gè)類似”熔斷系統(tǒng)”的功能，其目的是在緊急情況下飛行員被迫迅速剎車和高強(qiáng)度剎車時(shí)為了避免輪胎爆破，熔斷機(jī)構(gòu)工作會(huì)在輪胎發(fā)熱的情況下局部融化泄壓，胎內(nèi)氣體緩慢的溢出這樣的輪胎泄壓一點(diǎn)一點(diǎn)的完成的，避免輪胎突然爆破所導(dǎo)致的嚴(yán)重后果。所以輪胎泄壓實(shí)際上是飛行員成功處置的一個(gè)必然結(jié)果。從這里看出來飛行員在著陸以后的剎車使用是非常準(zhǔn)確和非常到位的。

佰佰安全網(wǎng)認(rèn)為，無論是薩利機(jī)長(zhǎng)、英航事故還是此次川航突發(fā)事件的成功處置者，他們大都是從空軍作戰(zhàn)部隊(duì)專業(yè)而來的身經(jīng)百戰(zhàn)的技術(shù)高人，軍人職業(yè)的歷練對(duì)他們技術(shù)與心理能力的養(yǎng)成所提供的特殊幫助不能不說是一個(gè)非常正面的要素，對(duì)此，我們似乎可以從更多的案例中得到印證！