高空駕駛艙破損減壓故障還原
航空學會理事徐勇凌
作為一名試飛與航空專家，我的任務之一是對突發的航空案例進行持續的追蹤。根據我的職業習慣和個人性格，我通常不會對熱點事件進行過多的評價，博眼球不是我的個人愛好，更不符合我的性格，對於2017海軍航空兵艦載機飛行員撞鳥事件和俄航空速管結冰墜毀事件這樣的航空熱點事件，我都沒有在第一時間給予分析解答，原因是這些複雜案例背後的技術要素非常複雜，急於介入和淺層的分析很可能在案例解讀中出現嚴重偏差。然而，對於5月14日發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航班執行重慶-拉薩航班任務，在成都區域巡航階段，駕駛艙右座前風擋玻璃破裂脫落，機組實施緊急下降。
2018年5月14日，川航3U8633重慶-拉薩航班，在成都區域巡航階段，駕駛艙右座前風擋玻璃破裂脫落，機組實施緊急下降。在民航各保障單位密切配合下，機組正確處置，飛機於07:46安全備降成都雙流機場，所有乘客平安落地。
駕駛艙右座前風擋玻璃在高空高速的情況下破裂脫落。
處境危急
艙內破損失壓是近年來民用並不罕見的的一類故障，就在不久前發生了客機客艙因為發動機碎片導致破損，引發旅客被吸出罹難的突發事件，聯想大約20年前日本航空的一架客機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，客艙破損對飛行與旅客安全的危害想必讀者並不陌生。然而此次川航駕駛艙破損的嚴重性在於，由於駕駛艙是飛行操控與安全管理的核心部分，因此，駕駛艙破損相對於客艙破損其對安全的危害更為嚴重。
根據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，因此破損通常侷限於撞擊部位，破損面積相對較小，所引發的艙內延伸傷害並不嚴重。而從此次事故後的艙內畫面看，由於脫落是風擋邊緣整體破損而不是局部撞擊破損，其破損面積更大、引發的連帶損失更為嚴重：由於大面積暴露所導致的艙內儀表板脫落是以往類似案例中極為罕見的，由於脫落部分包括飛行控制單元（FCU），自動駕駛操控系統、發動機反推系統等關鍵性操控部件都無法使用，飛機完全處於手動狀態，在艙內顯示完全混亂、噪音極大的特殊情況下，飛行員僅憑直覺和經驗操控飛機其難度非常之大。
其實操控的難度還只是此次案例中技術難度的一個方面，由於故障發生在航線高度（32000英尺）大約10000米左右，此時艙內外壓力差非常之大（超過0.3個大氣壓）而飛行速度在0.7-0.8馬赫，實際速度超過800km/h，如此大的速度下駕駛員暴露在真實大氣環境中處境之危機是常人難以想象的。
1994年3月，我在俄羅斯茹科夫斯基機場曾遭遇米格-21在萬米高空座艙蓋破損的突發險情，當時我感覺自己彷彿從百米高空突然墜入大海，一聲巨響之後座艙內一片混亂，氣流吹襲面部痛苦異常，眼睛因為強烈氣流難以展開，突然失壓和暴露在高空環境中低溫對我造成了巨大的傷害，而由於座艙密封的失去艙內壓力瞬間降低到與外界壓力相當，而10000米高度的大氣環境是飛行員的生命難以長時間承受的，因此迅速降低到安全高度是當務之急。
對於戰鬥機飛行員而言，藉助於飛機良好的機動性能可以在短短的3分鐘之內迅速下降高度到4000米以下，而民用航空下降率最大隻能在30m/s，下降到4000米最少也需要5分鐘以上，如此長時間的暴露在低溫、低壓、低氧氣含量的環境中自身安全都難以保證，更何況機上還有上百名旅客，飛行員的決策與處置難度不可想象。
技術難度
儘管短暫的危機處置，飛行員面臨的更大困難是如何駕駛一架完全手動駕駛的故障飛機返回地面。由於突發的座艙失壓，艙內物體（包括人）會被巨大的負壓吸出艙外，由於破損部位臨近副駕駛的部位，他的大半個身體被吸出窗外，好在他按照規定繫好了安全帶，並經過自己的努力回到座椅上，但他的操控能力已經收到巨大的限制，危機處置主要要靠左側駕駛員獨立完成。
現代民用航空的先進系統為飛行員的操控提供了多種輔助設備，包括顯示與操控系統，特別是自動駕駛系統能大大減輕飛行員的工作負荷。然而，由於飛行控制單元的面板脫落，所有的輔助設備都難以正常使用，而此時由於巨大的噪音干擾，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體的技術能力和危機處置能力去應對極為複雜的態勢和局面。
在故障突發到安全著陸的20分鐘過程中，飛行員要分別完成突發險情的判斷、應急響應的迅速危機處置、最佳處置方案的選擇、迅速脫離危險境地的果斷處置、危機與降級狀態下的進場著陸以及著陸後的所有後續處置，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，另外作為機長是全機組危機處置的核心領導者，他必須下達指令指揮與協調所有機組成員協同作戰將機組資源管理的效能發揮到極致。
更為複雜的是，在整個處置過程中由於飛機的安全裕度降到了最危險的臨界值，任何的決策與處置差錯都可能導致危機處置的全面崩盤，後果將不堪設想。從此次案例成功處置的事後分析看，我們發現了兩個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，另一個是全面協調圓滿處置的極端低概率過程的圓滿完成。在高風險、高任務負荷、高心理承受環境和嚴重後果威脅的多重壓力下，機組成員特別是機長的處置可謂無懈可擊。
重大疑問的解答
高空突發性座艙破損的危害有多大？座艙破損瞬間的巨大空氣動力衝擊很可能導致飛行員意識和行動能力的喪失。在空軍飛行史上曾出現過大型軍用轟炸機在高空駕駛艙破損的案例，當時在短時間內全部機組成員瞬間暈厥，經過一分鐘以上的時間機組成員才逐步恢復意識，此次事故中破損面積如此之大、高度如此之高、座艙相關控制系統連帶損失如此嚴重，飛行員依然能夠保持清醒的意識和良好的行動能力，這一方面是由於各種巧合湊成，但我認為更重要的是飛行員高度警覺性和良好的危機處置能力起到了關鍵性作用。
需要說明的是由於暴露在高空大氣環境內，飛行員所受到的傷害不僅是一過性的（短時間可恢復），也可能是帶有後遺症的嚴重傷害。上述空軍轟炸機飛行員就曾出現半年過後的嚴重“減壓症”的煎熬，全部飛行員都出現了呼吸困難、關節疼痛、行動力降低和無法勝任飛行的症候。因此，此次事故過後，對飛行員身體的全面檢查與恢復需要引起民航部門的嚴重關注。
故障發生的原因何在？
網絡時代民間專家的話語權日益增強，他們的分析會引發輿論和大眾關注點的嚴重導向。“機務與航空工程維護不當”是一些民間專家的觀點之一。客觀而論，航空工程的維護包括監控與維修兩個領域的工作，對於風擋玻璃強度質量的監控民用航空部門是有嚴格的相關規定和措施的，然而，所謂的玻璃強度降低通常是由於局部破損未被發現或質量週期控制不嚴（超壽命使用）導致的，而由於風擋玻璃與座艙前部機體連接固定部分脫落其原因往往是由於製造工藝缺陷所致。據我所知，國際民用航空領域類似的案例極為罕見，因此，不排除飛機制造工藝個體缺陷導致事故發生的可能性。這應當與民航使用部門質量監控與維護關係不大。
2009年在美國客機在哈德遜河上成功迫降
飛行員的強大到底有多關鍵？
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年美國哈德遜河上成功迫降的薩利機長迫降案例，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果出乎絕大多數人的預料，英雄的飛行員完成了幾乎無法完成的任務，這樣的匪夷所思的人間奇蹟其實並不是靠什麼上帝的“無形之手”，而是靠飛行員千錘百煉的過硬本領和超乎常人的強大心理，空中超人是由實踐打造的。從這個意義上講，作為同行我要進一步分析川航案例背後的技術原因，而作為普通大眾我們可以從個體案例中，感受中國各行各業專業技術人員能力與素質整體提升的常態。
飛機輪胎著陸後洩壓是處置錯誤所致嗎？
不是。這種現象是飛機著陸以後輪胎的洩壓系統開始工作造成的。很多非專業人員誤以為是輪胎爆破，也就是說飛行員處置不當，這個我認為是錯的。因為民用航空包括戰鬥機的輪胎有一個類似”熔斷系統”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度剎車時為了避免輪胎爆破，熔斷機構工作會在輪胎髮熱的情況下局部融化洩壓，胎內氣體緩慢的溢出這樣的輪胎洩壓一點一點的完成的，避免輪胎突然爆破所導致的嚴重後果。所以輪胎洩壓實際上是飛行員成功處置的一個必然結果。從這裡看出來飛行員在著陸以後的剎車使用是非常準確和非常到位的。
令人感興趣的一個巧合是，無論是薩利機長、英航事故還是此次川航突發事件的成功處置者，他們大都是從空軍作戰部隊專業而來的身經百戰的技術高人，軍人職業的歷練對他們技術與心理能力的養成所提供的特殊幫助不能不說是一個非常正面的要素，對此，我們似乎可以從更多的案例中得到印證！
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