高空驾驶舱破损减压故障还原
航空学会理事徐勇凌
作为一名试飞与航空专家，我的任务之一是对突发的航空案例进行持续的追踪。根据我的职业习惯和个人性格，我通常不会对热点事件进行过多的评价，博眼球不是我的个人爱好，更不符合我的性格，对于2017海军航空兵舰载机飞行员撞鸟事件和俄航空速管结冰坠毁事件这样的航空热点事件，我都没有在第一时间给予分析解答，原因是这些复杂案例背后的技术要素非常复杂，急于介入和浅层的分析很可能在案例解读中出现严重偏差。然而，对于5月14日发生的川航驾驶舱爆破案例我却有许多话不吐不快。
5月14日，四川航空公司3U8633航班执行重庆-拉萨航班任务，在成都区域巡航阶段，驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落，机组实施紧急下降。
2018年5月14日，川航3U8633重庆-拉萨航班，在成都区域巡航阶段，驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落，机组实施紧急下降。在民航各保障单位密切配合下，机组正确处置，飞机于07:46安全备降成都双流机场，所有乘客平安落地。
驾驶舱右座前风挡玻璃在高空高速的情况下破裂脱落。
处境危急
舱内破损失压是近年来民用并不罕见的的一类故障，就在不久前发生了客机客舱因为发动机碎片导致破损，引发旅客被吸出罹难的突发事件，联想大约20年前日本航空的一架客机在太平洋上空遭遇晴空喘流，造成客舱顶部大面积脱落旅客被吸出的罕见案例，客舱破损对飞行与旅客安全的危害想必读者并不陌生。然而此次川航驾驶舱破损的严重性在于，由于驾驶舱是飞行操控与安全管理的核心部分，因此，驾驶舱破损相对于客舱破损其对安全的危害更为严重。
根据我搜集的航空安全案例看，此次驾驶舱破损的情况极为罕见，通常的驾驶舱破损是由外力击伤所致，因此破损通常局限于撞击部位，破损面积相对较小，所引发的舱内延伸伤害并不严重。而从此次事故后的舱内画面看，由于脱落是风挡边缘整体破损而不是局部撞击破损，其破损面积更大、引发的连带损失更为严重：由于大面积暴露所导致的舱内仪表板脱落是以往类似案例中极为罕见的，由于脱落部分包括飞行控制单元(FCU)，自动驾驶操控系统、发动机反推系统等关键性操控部件都无法使用，飞机完全处于手动状态，在舱内显示完全混乱、噪音极大的特殊情况下，飞行员仅凭直觉和经验操控飞机其难度非常之大。
其实操控的难度还只是此次案例中技术难度的一个方面，由于故障发生在航线高度(32000英尺)大约10000米左右，此时舱内外压力差非常之大(超过0.3个大气压)而飞行速度在0.7-0.8马赫，实际速度超过800km/h，如此大的速度下驾驶员暴露在真实大气环境中处境之危机是常人难以想象的。
1994年3月，我在俄罗斯茹科夫斯基机场曾遭遇米格-21在万米高空座舱盖破损的突发险情，当时我感觉自己仿佛从百米高空突然坠入大海，一声巨响之后座舱内一片混乱，气流吹袭面部痛苦异常，眼睛因为强烈气流难以展开，突然失压和暴露在高空环境中低温对我造成了巨大的伤害，而由于座舱密封的失去舱内压力瞬间降低到与外界压力相当，而10000米高度的大气环境是飞行员的生命难以长时间承受的，因此迅速降低到安全高度是当务之急。
对于战斗机飞行员而言，借助于飞机良好的机动性能可以在短短的3分钟之内迅速下降高度到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分钟以上，如此长时间的暴露在低温、低压、低氧气含量的环境中自身安全都难以保证，更何况机上还有上百名旅客，飞行员的决策与处置难度不可想象。
技术难度
尽管短暂的危机处置，飞行员面临的更大困难是如何驾驶一架完全手动驾驶的故障飞机返回地面。由于突发的座舱失压，舱内物体(包括人)会被巨大的负压吸出舱外，由于破损部位临近副驾驶的部位，他的大半个身体被吸出窗外，好在他按照规定系好了安全带，并经过自己的努力回到座椅上，但他的操控能力已经收到巨大的限制，危机处置主要要靠左侧驾驶员独立完成。
现代民用航空的先进系统为飞行员的操控提供了多种辅助设备，包括显示与操控系统，特别是自动驾驶系统能大大减轻飞行员的工作负荷。然而，由于飞行控制单元的面板脱落，所有的辅助设备都难以正常使用，而此时由于巨大的噪音干扰，飞行员获得地面指挥人员帮助的可能性也大大降低。从某种意义上讲飞行员要靠个体的技术能力和危机处置能力去应对极为复杂的态势和局面。
在故障突发到安全着陆的20分钟过程中，飞行员要分别完成突发险情的判断、应急响应的迅速危机处置、最佳处置方案的选择、迅速脱离危险境地的果断处置、危机与降级状态下的进场着陆以及着陆后的所有后续处置，这一切处置都是在低压、低温、低氧气含量和高噪音的条件下完成的，另外作为机长是全机组危机处置的核心领导者，他必须下达指令指挥与协调所有机组成员协同作战将机组资源管理的效能发挥到极致。
更为复杂的是，在整个处置过程中由于飞机的安全裕度降到了最危险的临界值，任何的决策与处置差错都可能导致危机处置的全面崩盘，后果将不堪设想。从此次案例成功处置的事后分析看，我们发现了两个极端小概率事件的重叠，一是驾驶舱破损案例的极端低概率，另一个是全面协调圆满处置的极端低概率过程的圆满完成。在高风险、高任务负荷、高心理承受环境和严重后果威胁的多重压力下，机组成员特别是机长的处置可谓无懈可击。
重大疑问的解答
高空突发性座舱破损的危害有多大?座舱破损瞬间的巨大空气动力冲击很可能导致飞行员意识和行动能力的丧失。在空军飞行史上曾出现过大型军用轰炸机在高空驾驶舱破损的案例，当时在短时间内全部机组成员瞬间晕厥，经过一分钟以上的时间机组成员才逐步恢复意识，此次事故中破损面积如此之大、高度如此之高、座舱相关控制系统连带损失如此严重，飞行员依然能够保持清醒的意识和良好的行动能力，这一方面是由于各种巧合凑成，但我认为更重要的是飞行员高度警觉性和良好的危机处置能力起到了关键性作用。
需要说明的是由于暴露在高空大气环境内，飞行员所受到的伤害不仅是一过性的(短时间可恢复)，也可能是带有后遗症的严重伤害。上述空军轰炸机飞行员就曾出现半年过后的严重“减压症”的煎熬，全部飞行员都出现了呼吸困难、关节疼痛、行动力降低和无法胜任飞行的症候。因此，此次事故过后，对飞行员身体的全面检查与恢复需要引起民航部门的严重关注。
故障发生的原因何在?
网络时代民间专家的话语权日益增强，他们的分析会引发舆论和大众关注点的严重导向。“机务与航空工程维护不当”是一些民间专家的观点之一。客观而论，航空工程的维护包括监控与维修两个领域的工作，对于风挡玻璃强度质量的监控民用航空部门是有严格的相关规定和措施的，然而，所谓的玻璃强度降低通常是由于局部破损未被发现或质量周期控制不严(超寿命使用)导致的，而由于风挡玻璃与座舱前部机体连接固定部分脱落其原因往往是由于制造工艺缺陷所致。据我所知，国际民用航空领域类似的案例极为罕见，因此，不排除飞机制造工艺个体缺陷导致事故发生的可能性。这应当与民航使用部门质量监控与维护关系不大。
2009年在美国哈德逊河上成功迫降的萨利机长被搬上了好莱坞银幕。
2009年在美国客机在哈德逊河上成功迫降。
飞行员的强大到底有多关键?
在人类航空史上留下了许许多多光怪陆离、难以破解的危险案例，也留下了一些难以想象而又彪炳千古的成功案例，如2009年美国哈德逊河上成功迫降的萨利机长迫降案例，英航5390航班驾驶舱爆破迫降案例和空军飞行员李峰歼-10停车迫降案例……这些案例的成功处置结果出乎绝大多数人的预料，英雄的飞行员完成了几乎无法完成的任务，这样的匪夷所思的人间奇迹其实并不是靠什么上帝的“无形之手”，而是靠飞行员千锤百炼的过硬本领和超乎常人的强大心理，空中超人是由实践打造的。从这个意义上讲，作为同行我要进一步分析川航案例背后的技术原因，而作为普通大众我们可以从个体案例中，感受中国各行各业专业技术人员能力与素质整体提升的常态。
飞机轮胎着陆后泄压是处置错误所致吗?
不是。这种现象是飞机着陆以后轮胎的泄压系统开始工作造成的。很多非专业人员误以为是轮胎爆破，也就是说飞行员处置不当，这个我认为是错的。因为民用航空包括战斗机的轮胎有一个类似”熔断系统”的功能，其目的是在紧急情况下飞行员被迫迅速刹车和高强度刹车时为了避免轮胎爆破，熔断机构工作会在轮胎发热的情况下局部融化泄压，胎内气体缓慢的溢出这样的轮胎泄压一点一点的完成的，避免轮胎突然爆破所导致的严重后果。所以轮胎泄压实际上是飞行员成功处置的一个必然结果。从这里看出来飞行员在着陆以后的刹车使用是非常准确和非常到位的。
佰佰安全网认为，无论是萨利机长、英航事故还是此次川航突发事件的成功处置者，他们大都是从空军作战部队专业而来的身经百战的技术高人，军人职业的历练对他们技术与心理能力的养成所提供的特殊帮助不能不说是一个非常正面的要素，对此，我们似乎可以从更多的案例中得到印证！
( 责任编辑: 吴梦莉 )
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