川航惊魂 空中爆裂的风挡玻璃

文／乔善勋

川航3U8633航班紧急备降事件调查报告已于近日公布。此事件是中国民航史上首例驾驶舱释压事件，引起了业内外人士的广泛关注。本刊特约河南省航空业协会专家委员会秘书长乔善勋，剖析事件发生的前因后果，以及事后整改建议。

四川航空8633号航班（3U8633），是从重庆江北国际机场飞往拉萨贡嘎机场的国内定期航班。

2018 年5 月14 日，3U8633 号航班从重庆起飞约40 分钟后，在约9 800 米高空巡航时，驾驶舱右座风挡玻璃爆裂脱落。3U8633 号航班（见图1）驾驶舱瞬间发生爆炸性减压事件，航班正副驾驶克服重重困难，终于在事件发生35 分钟后将飞机安全降落在成都双流机场，机上128 人均平安落地。近日，中国民用航空安全信息系统发布了这起事件的调查报告。

“高原雄鹰”前世今生

空客A319 是空客A320 家族成员，属于中短程双发窄体飞机。A319 拥有卓越的高原性能，有“高原雄鹰”的美誉。空客统计的数据显示，往返于西藏的商业航班中，超过85%机型均为A319。在2010年青海玉树抗震救灾任务中，由于只有A319 具备玉树机场的运行审定和单发失效等应急程序，A319 是玉树机场唯一可以起降的民用机型。

执飞3U8633 号航班的飞机为空客A319-100 型，注册号为B-6419，这也是一架在天津组装的飞机，总飞行时间约19 942 小时，累计12 937 次起降周期。8633 号选配国际航空发动机公司（IAE）发动机，其中1 发运行7 808 小时，2 发运行20 864 小时。B-6419 号机驾驶舱使用的风挡玻璃由圣戈班（SGS）负责生产。

图1 执飞3U8633号航班的B-6419号机

3U8633 号航班属于高高原航线，这也是飞行在陆地海拔2 438 米以上的航空线，航班通常采用双机长配置。3U8633 号航班机长是刘传健，46 岁，中国籍，累计13 666 个飞行小时，其中A320 机型为9 254小时，高高原航班飞行262.49 小时。第二机长梁鹏，34 岁，中国籍，累计8 789 个飞行小时，其中A320 机型为6 708 小时，高高原航班飞行185.17 小时。副驾驶徐奕辰，中国籍，27 岁，累计2 801 个飞行小时，其中A320 机型为1 180 小时，高高原航班飞行112.32 小时。

“风挡裂了”

2018年5月14日早晨6时27分，3U8633 号航班搭载9 名机组成员和119 名乘客，从重庆江北国际机场起飞。起飞29 分钟后，3U8633 号航班便爬升至9 800 米巡航高度。

7 时7 分，航班飞行至航点MIKOS 西侧约2.2 千米处时，驾驶舱中突然传来“嘭”声响。飞行员发现右风挡玻璃出现放射网状裂纹。

7 时7 分6 秒，副驾驶徐奕辰说：“风挡裂了”。同时飞机电子中央监控（ECAM）上显示“ANTI ICE R WINDSHIELD”。1 秒后，右风挡玻璃加热功能失效。

图2 3U8633号航班雷达轨迹图，调查报告

7 时7 分10 秒，驾驶舱中第二次传出“嘭”声。机长刘传健立刻宣布“我操作”并接手飞行。3U8633 号航班向成都区域管制中心报告故障信息，并申请下高度。管制中心指挥航班下降至8 400 米。航班又发出返航申请，报告风挡破裂，机组决定选择在成都备降。

当3U8633 号航班决定备降成都后，驾驶舱中传来第三次“嘭”声。驾驶舱话音记录器（CVR）开始留下连续噪声记录，这些噪声一直持续到落地。飞机的状态也急转直下，左风挡、左右侧窗加温故障，自动刹车系统失效，1 号、2 号、5 号扰流板相继故障。

7 时7 分46 秒，航班解除自动驾驶模式，飞机处于刘传健手动操纵模式。航班开始下降高度，先向右转，后向左转向。此时飞机电子中央监控（ECAM）开始跳出多个故障码（见图2）。

图3 B-6419号机受损示意图

图4 丢失右侧风挡玻璃的B-6419号机

风挡爆裂脱落后，驾驶舱中的机组成员会直接遭遇迅速减压现象，并直接进入缺氧、低温、高风速、高噪声等恶劣环境。尤其是迅速失压会导致人体含气空腔器官中的气体体积迅速膨胀，组织、体液中溶解的气体离析出来形成气泡也会对身体造成损伤（见图3、图4）。

驾驶舱发生爆炸性减压，副驾驶徐奕辰瞬间被强大的气压差带离座位，最后他依靠自身的力量才重返座位。徐奕辰的身体被驾驶舱仪表、风挡边框等硬物刮伤，衬衫也被撕破（见图5）。

航班发生意外的10 余分钟内，管制中心通过多种手段呼叫8633 号航班，但均未获任何回应。在风挡脱落的初始阶段，刘传健机长独自处理突发状况，控制飞机紧急下降。随后第二机长进入驾驶舱协助机长完成后续工作。

由于驾驶舱中有巨大的风噪声，飞行员们依靠手势完成了关键操作程序，这也体现出机组资源管理的宝贵价值。

7 时10 分39 秒，空管雷达显示8633 号航班应答机编码为“7700”，正在向地面发出航班遇到紧急状况的消息。

7 时20 分，机组报告：“座舱失压”，随后再次报告：“客舱失压，现在飞向崇州后下4 200 米”。3U8633 号航班在机组成员的努力下开始进入最后的进近状态（指飞机下降时对准跑道飞行的过程），最终使用襟翼3 平安降落在成都双流机场02R 跑道上（见图6）。

事件调查

事发后不久，中国民用航空局（CAAC）接手了后续调查工作。法国航空事件调查分析局（BEA）、欧洲航空安全局（EASA）、空中客车（AIRBUS）和法国圣戈班集团公司叙利工厂（SGS）亦派员参加调查。

调查员发现，B-6419 号机驾驶舱右风挡脱落，飞行控制组件翘起，机长电子飞行包丢失，右侧3、4 号主轮易熔塞熔化，轮胎泄压。飞机机头、右侧发动机进气道和整流锥、右侧机翼均有多处划痕和点状凹坑。

图5 受伤的副驾驶徐奕辰，和他被撕裂的衬衫

3U8633 号航班事件是中国民航史上首例驾驶舱释压事件，它和1990 年6 月10 日发生的英国航空5390 号（BA5390，注册号G-BJRT）航班事件相似，同为民航飞机驾驶舱风挡玻璃脱落。

英国航空BA5390 号航班在事发前27 小时前曾更换过风挡玻璃，但是固定风挡玻璃的90 颗螺丝中，有84 颗直径比设计规格细0.66 毫米，其余6 颗螺丝长度比设计规格短2.5 毫米（见图7）。

BA5390 号机的维修技师并没有严格按照飞机维修手册，使用规格完全相同的螺丝，而是仅用肉眼去寻找规格类似的螺丝。BA5390 升空后，驾驶舱内外形成很大气压差，从而导致风挡玻璃脱落。

而川航3U8633 号航班， 调查员通过查找飞机维修记录发现，2018 年4 月15 日独立完成B-6419号机的定检工作，飞机状况一切正常，而且该机从交付并未发生风挡和附近区域的任何改装程序。

记录还显示，川航3U8633 号航班在2017 年2 月16 日的3C 检中发现，B-6419 号机左右两侧气象密闭有风蚀，川航已经严格按照程序进行了维修。

B-6419 号机的风挡玻璃由3 层钢化玻璃、树脂夹层、Z 型板、气象密闭、封严硅胶、接线盒等组成。最外层为3 毫米厚钢化玻璃，中层和内层为8 毫米化学钢化玻璃。玻璃层之间还有聚氨酯夹层、PVB 夹层，外层钢化玻璃的内侧有导电加温膜。

调查组还模拟3U8633 号航班事发时的压力、温度等环境，进行了风挡脱落的破坏性试验。在试验中，调查员先用应力锤将内层玻璃敲成大碎块，还在外层玻璃上钻孔并去掉了孔中的夹胶层。随后给风挡玻璃增压至606 mBar，再用击针敲击中层玻璃后，风挡玻璃在0.18秒后以爆裂形式脱落飞出，这也重现了3U8633 号航班的惊险一幕。

图6 飞机完全停止位置示意图，来源于该起事故调查报告

图7 差之毫厘谬以千里的螺丝

飞机在高空脱落风挡，除了会带来爆炸性减压，还会带来高空缺氧的副作用。缺氧会影响飞行员表现，严重时还会导致飞行员失去意识。2005 年8 月14 日，太阳神航空522 号航班因使用了错误的机舱加压模式，导致飞行员缺氧失能，执飞的波音737 坠毁在雅典东北部，事故导致121 人遇难。

航空医学资料显示，当人体因缺氧导致丧失意识，如果不能及时补氧，人就无法自主恢复意识。数据显示，人体在3 万英尺（相当于9 144 米）高度快速试压后的有效意识时间，只有30 秒到1 分钟（见下页表）！

从风挡爆裂到飞机落地，刘传健机长在未佩戴氧气面罩的情况下，暴露在座舱高度1 万英尺以上的高空缺氧时间长达19 分54 秒。调查员通过走访发现，机长和副驾驶均未丧失意识，两个人能够清楚回忆事发经过，并没有发生严重缺氧的后遗症。

此外，人体对急性高空缺氧的耐受力和人体的机能相关。机长和副驾驶拥有良好生活习惯，他们都没有吸烟的习惯，飞行任务前的身体疲劳度不高，两人平时都有运动的习惯。

事发后的建议值得关注

在川航3U8633 号航班《航空器严重征候调查报告》中指出，B-6419号机的右风挡封严（气象封严或封严硅胶）可能破损，导致风挡内部存在空腔（见图8），外部水汽渗入并留存在风挡底部边缘。电源导线经长期浸泡后绝缘性下降，导致风挡左下部拐角处出现潮湿环境下持续电弧放电现象。电弧产生的局部高温导致双层结构玻璃破碎。风挡玻璃不能承受驾驶舱内外压差而发生爆裂现象。

调查报告还对航空器设计、风挡设计和制造、电弧探测和防护、风挡检查维护、飞行手册特情处理程序等方面提出了安全建议。

报告建议，空客公司督促风挡部件制造商加强对产品质量的控制，确保风挡制造始终符合设计标准和制造工艺规范。建议其完善使用中的风挡检查方法，能够及时发现水汽的进入、绝缘性下降等安全风险。建议空客完善气象封严的检查程序和周期，以确保航空公司能及时发现两次定检之间出现的气象封严损伤。

报告还建议，空客公司要基于3U8633 号航班事件和历史类似事件建立失效模式，评估改进驾驶舱风挡的设计、选材和制造工艺，防止水汽侵入和存留在电加温系统中，降低电弧发生的可能性，避免双层结构玻璃破裂。

事件报告建议，欧洲航空安全局(EASA)完善相关分析文件，以评估风挡玻璃加热系统对风挡玻璃的结构完整性和飞机潜在的后续影响，还包括开展支持和验证上述评估试验。建议EASA 考虑更新可接受的符合性方法（AMC）的实用性，将对透明件影响的因素拓展到风挡的丢失，而不单单是加热功能的失效。

事件报告建议,中国民用航空局CAAC 根据机型特点，要求在7 600 米以上运行的增压飞机增加“驾驶舱风挡/ 窗户有裂纹”异常处置程序中增加记忆项目：系好安全带、使用氧气面罩和识别驾驶舱风挡/窗户有裂纹。

图8 铝胶带内的空腔示意图

事件报告建议,航空公司修改飞行手册，例如当飞行员因操控飞机，而不便于自己戴上氧气面罩时，其他机组成员应在自己戴上氧气面罩的前提下，尽快协助飞行员戴上氧气面罩。

报告最后建议,航空公司为了有利于系统故障的调查和预测，需要精确测量飞机驾驶舱高度变化，建议将驾驶舱高度的采样率和记录率提升至1 次/秒。

一个蹩脚飞行员的错误操作可能导致机毁人亡，而一名技艺精湛的飞行员却能化危为安。3U8633 号航班能够安全返航，离不开精诚合作的机组成员，而机长刘传健更是其中的灵魂人物。

表 不同高度下，人的有效意识时间