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川航備降事件百頁報告出爐:英雄機長高空缺氧駕機近20分鐘

由 展東明 發佈於 經典

  備受關注的川航3U8633航班備降事故調查報告出爐。

  6月2日,澎湃新聞查詢中國民用航空安全信息系統看到,四川航空3U8633航班備降事故調查報告發布。

  該調查報告共計142頁,包括事實情況、分析、結論、安全建議、已採取的安全措施五大主要部分。對於全體機組和乘客經歷的驚魂34分鐘,報告從飛行經過、人員情況、航空器情況、氣象情況、試驗情況等角度進行了詳述。

  2018年5月14日,四川航空空客A319飛機(註冊號B-6419)執行3U8633重慶至拉薩航班,機上旅客119人,機組9人。飛機在重慶至拉薩巡航階段,駕駛艙右風擋爆裂脱落,飛機失壓,旅客氧氣面罩脱落,後飛機備降成都。該事件造成一人輕傷、一人輕微傷,飛機駕駛艙、發動機、外部蒙皮不同程度損傷。

  憑藉高超技術,帶領航班成功返航的川航執飛機組獲表彰為“英雄機組”。2018年6月18日,中國民航局、四川省政府決定授予川航3U8633航班機組“中國民航英雄機組”稱號;授予劉傳健“中國民航英雄機長”稱號並享受省級勞動模範待遇;其中,獎勵英雄機長劉傳建500萬元、機長梁鵬200萬元、副駕駛徐瑞辰100萬元,其他6名機組人員共100萬元。

  調查報告指出,本次事件的最大可能原因是:B-6419號機右風擋封嚴(氣象封嚴或封嚴硅膠)可能破損,風擋內部存在空腔,外部水汽滲入並存留於風擋底部邊緣。電源導線被長期浸泡後絕緣性降低,在風擋左下部拐角處出現潮濕環境下的持續電弧放電。電弧產生的局部高温導致雙層結構玻璃破裂。風擋不能承受駕駛艙內外壓差從機身爆裂脱落。

  報告還原事故經過:驚魂34分鐘

  此次的調查報告詳細還原了該次事故的發生經過。

  2018年5月14日,川航空客B-6419 號機執行重慶至拉薩3U8633航班。機上飛行機組3人(責任機長、第二機長、副駕駛)、乘務組5人、安全員1人、旅客119人。

  當日6時27分,飛機從重慶江北機場起飛,6時56分,飛機上升到巡航高度。

  7時07分05秒,駕駛艙話音記錄器(CVR)中出現“嘭”的一聲悶響,機組發現右風擋玻璃出現放射網狀裂紋,機組事後描述為“非常碎非常花,全都裂了”。5秒後,駕駛艙話音記錄器中第二次出現“嘭”的一聲。此時機長表示“我操作”。

  7時07分19秒,機組向成都區域管制中心(下簡稱“區管”)報告飛機故障,申請下高度,區管指揮下8400m保持,機組隨後申請返航,報告風擋裂了,決定備降成都。

  調查報告顯示,7時07分45秒出現多個故障:發動機發電機出現故障,左風擋、左右側窗加温故障,自動剎車系統失效,1號、2號、5號擾流板故障等。隨即自動駕駛斷開,機長開始人工操縱飛機,飛機也隨即下降高度。

  在7時07分50秒至7時29分39秒,座艙高度多次出現高度警告,而後機組遭遇了與區管短暫失聯、掛7700代碼(記者注:該代碼表示航班遇到緊急狀況,比如機械故障等)、座艙失壓佩戴氧氣面罩、機組宣佈MAYDAY等一系列緊急情況。

  具體來説,澎湃新聞記者看到:7時08分17秒至7時17分08秒,區管通過多種手段持續呼叫機組,但未收到回應;

  7時09分57秒至7時16分39秒,飛機高度一直保持在23600英尺(約合7193米)以上;

  7時10分39秒,空管雷達顯示飛機應答機編碼設置為7700;

  7時10分57秒,駕駛艙話音記錄器中首次出現機組(副駕駛)佩戴氧氣面罩後的呼吸聲;

  7時16分40秒,飛行高度開始低於23600英尺,繼續下降;

  7時17分09秒,區管連續呼叫機組但未收到回應,區管向機組盲發信息;

  7時19分25秒和7時19分32秒,機組兩次在區管頻率中宣佈MAYDAY(記者注:Mayday是國際通用的無線電求救呼號,在民航界,Mayday是一個極其敏感的詞彙,一旦出現在無線電通訊中,則意味着某架飛機已經遇到了實質性威脅生命的危險情況。);

  7時20分17秒,機組報告座艙失壓,後飛機繼續下降;

  在一系列下降高度操作下,7時29分39秒,飛機座艙高度警告消失,飛機開始準備落地跑道。

  調查報告顯示,該航班最終於7時41分05秒降落在成都雙流機場02R跑道。7時44分06秒,與塔台建立聯繫,機組報告無法自主滑行,有機組、乘務員受傷。

  從發現風擋玻璃出現裂紋至飛機最終落地跑道那一剎那,全體機組和乘客經歷了驚魂34分鐘。

  報告顯示,風擋脱落導致出現爆炸性座艙失壓,副駕駛瞬間被強大的外泄氣流帶離座位,此時右座側杆出現向前、向右的大操縱量輸入(最大可能為副駕駛身體不由自主的觸碰側杆所致),同時自動駕駛儀斷開,飛機姿態瞬間急劇變化,機長立即人工操縱飛機。機長曾試圖用右手取出氧氣面罩,但由於左手操縱側杆, 氧氣面罩位於身體左後側,且飛機抖動劇烈,主要精力用於控制狀態,使用右手未能成功取出氧氣面罩。從風擋爆裂脱落至飛機落地,責任機長未佩戴氧氣面罩。其暴露在座艙高度 10000ft以上高空缺氧環境的時間為19分54秒(07:07:45-07:27:39)。

  風擋脱落後出現了爆炸性座艙失壓,右座副駕駛被強大的外泄氣流帶離座位後,靠自身力量返回駕駛艙座椅。期間,副駕駛身體被駕駛艙儀表、風擋邊框等硬物挫傷或劃傷,身體受到安全帶的拉扯。經診斷,副駕駛右眼挫傷、左上臂皮膚挫傷、右小腿後側劃傷、雙側腹股溝挫傷,已於2018年5月21日出院。

  事發時,5號位乘務員正在22排發餐,因飛機姿態劇烈變化而被拋起,造成腰部着地受傷。經診斷,該乘務員全身多處外傷,腰椎L1壓縮性骨折,於2018年5月28日出院。

  27名旅客(20男,7女)送醫院檢查,存在心悸、氣促、情緒不穩定等症狀。其中4人症狀較為明顯,予以吸氧、補液等治療;其餘23名旅客予以高壓氧治療及心理干預。2018年5月16日,27名旅客全部出院。

  經歷了此次事故後,該航班執飛飛機也損失不小。報告顯示,事件造成 B-6419 號機駕駛艙右風擋丟失,飛行控制組件(FCU)向右彎曲, 130VU(含右側遮光板)丟失,3、4 號主輪易熔塞熔化,主輪泄壓。副駕駛的耳機和空勤登機證丟失,機長的 電子飛行包(EFB)丟失,頭等艙隔簾、頭等艙靠枕等丟失。

  2019年7月26日,調查組在四川省雅安市寶興縣一座海拔4273m高的山上找到了丟失的130VU和頭等艙靠枕。此外,機身外表面存在多處劃痕和點狀凹坑,主要分佈在機頭、右側發動機進氣道、右發進氣整流錐、右側大翼。未見明顯雷擊、電擊、雹擊、鳥擊痕跡。

英雄機長如何駕駛飛機脱險

  報告還原了英雄機長帶領航班返航的更多細節。

  飛機右風擋第一次出現裂紋後,副駕駛立即在電子飛行包(EFB)上查找快速檢查手冊(QRH),左座機長立即用手進行了觸摸並判斷為內側出現裂紋, 機長第一時間申請下降高度、備降成都,在得到管制指令後, 機長立即執行下降程序。在下降過程中,副駕駛查找QRH相關程序時右風擋脱落,座艙爆炸性失壓,機組轉為處置座艙失壓。 機組操作符合公司機型操作手冊要求。

  風擋脱落導致出現爆炸性座艙失壓,副駕駛瞬間被強大的 外泄氣流帶離座位,此時右座側杆出現向前、向右的大操縱量 輸入(最大可能為副駕駛身體不由自主的觸碰側杆所致),同時自動駕駛儀斷開,飛機姿態瞬間急劇變化,機長立即人工操縱飛機。

  機長曾試圖用右手取出氧氣面罩,但由於左手操縱側杆,氧氣面罩位於身體左後側,且飛機抖動劇烈,主要精力用於控制狀態,使用右手未能成功取出氧氣面罩。從風擋爆裂脱落至飛機落地,責任機長未佩戴氧氣面罩。其暴露在座艙高度10000ft以上高空缺氧環境的時間為19分54秒(07:07:45-07:27:39)。

  報告顯示,風擋爆裂脱落的突然發生,中斷了機組針對風擋裂紋的處置程序。在最初的階段,責任機長獨自應對突發情況,操縱飛機緊急下降。此後,副駕駛回到座位,第二機長進入駕駛艙, 協助責任機長完成後續處置。

  在駕駛艙噪音無法語音交流的情況下,飛行機組成員之間通過手勢交流完成下述事項:

  副駕駛在回到座位上以後,將應答機設置為7700;

  第二機長進入駕駛艙後,通過拍肩的方式示意副駕駛識別應答機。在發現機長沒有佩戴氧氣面罩後,立即進行了提醒;

  機長通過第二機長了解到了客艙情況正常的信息;

  機組在失壓後查看了 EFB 中的航線失壓處置程序,遵循了安全高度限制。在下降過程中使用手持話筒向空管發出了 “MAYDAY”、“客艙失壓”等關鍵遇險信息以及機組意圖;

  第二機長通過拍肩等方式與機長和副駕駛之間進行交流, 相互鼓勵。第二機長不時為責任機長和副駕駛揉搓肩膀和手臂, 以緩解寒冷帶來的不適。

  根據機組訪談,責任機長和第二機長在失壓後未感覺到身體明顯疼痛。3名飛行機組成員未感覺到明顯的耳痛、耳鳴、眩暈等“壓耳症狀”,5月14日至5月15日,機組3人在成都市第一人民醫院進行了電測聽檢查,機長和副駕駛的聽力有下降,第二機長未見明顯異常。副駕駛在醫院檢查後診斷為“高頻輕度感音神經性耳聾 (高空氣壓傷)。在落地以後,3人陸續出現了頭暈、頭脹、頭皮發麻、肌肉痠痛等症狀,第二機長右前臂皮下出現兩顆紅色斑點,這些可能是高空減壓病的症狀。3人經過20餘次高壓氧艙治療,症狀明顯改善,恢復良好。

  影響飛行機組成員生存的最主要因素是缺氧。報告顯示,飛機失壓時, 第二機長在頭等艙已能明顯感覺到氧氣不足,類似他曾經在高山和空中跳傘時缺氧的感覺。在駕駛艙內的機長可能因為處於強烈應激狀態,缺氧的自主感覺不明顯。副駕駛在窗外時,有 “呼吸很困難、非常憋”等缺氧感受,但意識清醒,使勁用雙手將身體撐回駕駛艙。之後副駕駛和第二機長陸續帶上了氧氣面罩,直至下降到安全的座艙高度。

  從風擋爆裂脱落至飛機落地,責任機長沒有佩戴氧氣面罩, 其暴露在座艙高度10000ft以上的高空缺氧環境的時間為19分54秒;副駕駛在從窗外返回座位後,立即繫好了肩部安全帶, 隨後佩戴了氧氣面罩,其暴露在高空缺氧環境中的時間不超過3分12秒;第二機長在座艙失壓時位於頭等艙,進入駕駛艙後即戴上了氧氣面罩,受低氧影響的時間很短。

  報告顯示,風擋爆裂脱落後,飛機座艙迅速減壓,座艙高度從6256ft上升到 24320ft,副駕駛被外泄氣流帶離座位,短時間暴露到31988ft左右的高空,責任機長與副駕駛的缺氧情況均屬於“急性高空缺氧”。在急性高空缺氧時,機體會發生特異性和非特 異性代償反應。應激狀態下人體中樞神經系統的興奮性提高,反應更靈敏;呼吸頻率加快,每分種通氣量增多;心率加速,心肌收縮力加強,心輸出量增加,血壓升高,血液循環加快等。 這些生理變化能夠幫助人體對抗缺氧環境。機長陳述“當時我 注意力主要在控制飛機狀態,沒有感覺到冷或缺氧”,可判斷風擋脱落時責任機長處於“應激狀態”,機體對缺氧的代償性和適應性得到了提高。另外,機長患有“白大衣高血壓”,這類人對應激有增強的反應,存在着“腎素-血管緊張素”系統的激活機制,血漿腎素、醛固酮、去甲腎上腺素水平增高,對缺氧的耐受可能更強。

  此外,風速可以增加環境的製冷作用。風擋脱落後,機長和副駕 駛都感覺到“風非常大”,機長“感覺風壓着我,面部肌肉變形”,當飛機速度在 280-290 節左右時,感覺“身體快受不了” 了。之後速度降到 250-260 節時,“風速明顯降低,身體能承受”。

  此外,駕駛艙內外氣流和飛機高速運動引起的高噪音,使3名機 組成員已無法通過語言交流,只能用手勢交流。機長和二機長 感覺只聽得見風聲,副駕駛感覺“耳朵聽不清晰,甚至聽不到”, 落地後有所緩解。

報告排除多方面起因

  調查報告從多個維度分析排除了可能引起該起事故發生的原因。

  其中,從飛行機組方面,人員資質、身體健康情況等均符合要求,維修人員和其他相關人員也都符合中國民航規章要求。

  在航空器方面,此次執飛飛機的製造廠家為空中客車公司,機型為A319-133,屬於A320系列,至該次事故發生已有7年機齡,總飛行時間為19942小時,總飛行起落次數為12937次。

  在航空器放行情況方面,報告顯示,3U8633航班為 B-6419號機當日首發航班,維修人員依據航前工作單完成航前檢查,結果正常(最近一次航後與航前, 機組未反映任何故障或異常情況),且無缺陷記錄和故障保留。截至5月14日事故當天,該機持續按照有效《維修方案》實施維修工作, 最近一次定檢為4A5,於2018年4月12日由川航自主完成, 結果正常。根據B-6419飛機工程管理與維修工作記錄,確認該機事發前處於適航狀態。

  在風擋使用方面,該飛機的駕駛艙前風擋由SGS製造生產,該風擋為原廠裝機件,自安裝之日起至事發時未進行過拆裝工作。同時,B-6419號機交付後川航對適用的適航指令、服務通告、服務信函等均進行評估,並已完成。川航《維修方案》中涉及風擋及風擋區域的維修條目共4項,均已按要求實施,川航維修方案根據空客維修方案評估制定,其檢查要求滿足空客方案要求。

  在維修記錄方面,報告顯示,2017年2月16日3C檢中,發現左右風擋氣象封嚴風蝕,已按AMM56-11-11手冊修理(非例行工作單卡號 MTL0786)。其餘工作單卡,未發現異常。

此外,報告顯示,事發時飛機所處區域無雷電、冰雹天氣。

  風擋玻璃爆裂追因

  A320系列飛機的風擋系統由左右2個子系統組成,每個子系統包括1塊風擋、1個滑動窗、1個固定窗,1颱風擋加温計算機(WHC)。其中,WHC1對應左側,WHC2對應右側。風擋温度調節和窗温度調節是獨立的。電加温系統在發動機啓動時自動啓動,也可通過開關按鈕來進行控制。在結冰或有霧的情況下,通過電加熱確保風擋和窗的透視度。

那麼風擋自身的構成是怎樣的?

  A320系列飛機風擋由鋼化玻璃、樹脂夾層、Z型板、氣象封嚴、封嚴硅膠、接線盒等組成。

  風擋的三層鋼化玻璃中,外層為約3mm厚的物理鋼化玻璃、中層和內層為約 8mm厚的化學鋼化玻璃,玻璃層之間有聚氨酯夾層、PVB夾層,外層鋼化玻璃的內側安裝有導電加温膜。中層和內層的鋼化玻璃起主要結構承力作用,能夠抵抗冰雹和鳥擊損傷。風檔通過3片金屬壓板(上、下和共用的中鼻樑),使用螺栓固定安裝在機身結構上。

  加温膜夾在外層玻璃與聚氨酯層之間,由一種全透明柔性膜加上特殊的電阻電路組成,其工作原理類似電熱毯,電流通過電阻絲產生熱量來進行加熱,避免風檔起霧結冰。

  報告顯示,對SGS風擋製造場檢查和對翻修的風擋進行分解檢查,發現風擋兩層結構玻璃邊緣使用了鋁膠帶進行包覆,且拐角處存在褶皺,鋁膠帶與結構玻璃之間存在空腔,沿結構構玻璃邊緣呈環狀貫通,致使封嚴硅膠無法與玻璃的緊密貼合。

  此外,在SGS查看同型風擋維修記錄中故障檢測描述信息,對該型風擋封嚴硅膠破損的數據進行統計,查閲71份發往中國用户的風擋維修報告,其中有37份記錄涉及“封嚴硅膠破損”的描述。在中國國內檢查7塊SGS生產的A320系列飛機風擋的封嚴硅膠,其中5塊有不同程度封嚴硅膠損傷。在SGS車間檢查了中國不同航空公司送修的 9 塊同型風擋封嚴、Z型板、接線盒,發現封嚴硅膠有不同程度的破損。

  2018年9月-2019年5月SGS對返修的A320系列風擋進行了檢查,被檢查的298塊風擋中有31塊存在水汽侵入接線盒的情況。

  報告稱,根據空客提供的持續適航信息,川航B-6419事件發生前,空客機隊曾發生過6起風擋雙層結構玻璃破裂事件,但風擋保持了整體結構完整未從機身脱落,飛機安全降落。歷史報告顯示,電弧放電產生的局部過熱是導致風擋雙層結構破裂的主要原因之一。

  導致雙層結構玻璃破裂的可能原因包括:意外原因的外力損傷、結構玻璃質量問題、維修維護不當以及使用過程中的突發局部高温。

  報告在排除了天氣、鳥擊、維護不當等原因後發現,玻璃爆裂存在一連串的前後邏輯順序。

  首先,氣象封嚴和封嚴硅膠的破損,以及導線的結構特徵,為水汽滲入風擋提供了條件。對風擋製造現場進行檢查時發現,該型風擋 (PN:STA320-2-7-1)製造過程中,鋁膠帶與結構玻璃間存在縫隙、轉角難於良好貼合。鋁膠帶褶皺區域形成的內部環狀空腔為水汽積聚提供了空間。此外,接線盒內部的空腔也為水汽存留提供了空間。

  之後,B-6419號機風擋進水後,電絕緣性下降,在潮濕環境下A線產生了持續性電弧放電,即濕電弧放電。結合A線的金屬鍍層剝落,B線絕緣皮外側有熔融態銅,以及中國民航用户的SDR數據和空客提供的事件調查數據,表明電弧是產生局部高温的原因。(記者注:A線和B線為加温膜的加温供電導線)

  接線盒內殘存的導線絕緣皮碳化(碳化温度應在400度以上),絕緣皮外側有熔融態銅(銅熔點為1084度),結合殘存導線的長度、分佈和走向,表明A導線端頭曾出現了局部高温, 且高温區域正處於內層結構玻璃的邊緣處。並且過熱區域被確定位於兩個結構層的邊緣。

  因此判定,基於A線過熱的事實,由於玻璃具有受到熱衝擊易破裂的特性,可以判定A導線端頭出現局部高温導致雙層結構玻璃爆裂。

  綜上所述,報告對此次本次事件的最大可能原因判定是:B-6419 號機右風擋封嚴(氣象封嚴或封嚴硅膠)可能破損,風擋內部存在空腔,外部水汽滲入並存留於風擋底部邊緣。電源導線被長期浸泡後絕緣性降低,在風擋左下部拐角處出現潮濕環境下的持續電弧放電。電弧產生的局部高温導致雙層結構玻璃破裂。風擋不能承受駕駛艙內外壓差從機身爆裂脱落。

  建議與改進措施

  報告在最後對空客、歐洲航空安全局、中國民航局和航空運營人分別給出了具體建議。

  對空客,報告提出5點建議,一是建議空客基於川航“5.14事件”和歷史類似事件建立失效模式,評估並改進風擋設計、選材和製造工藝,防止水汽侵入和存留在電加温系統,降低電弧產生的可能性,避免雙層結構玻璃破裂。

  二是建議空客基於川航“5.14事件”和歷史相似事件分析所建立的失效模式,研究在風擋加温系統中增加對電弧的探測和防護功能。

  三是建議空客督促風擋製造商加強風擋生產質量控制,確保風擋製造持續符合設計標準和製造工藝規範。

  四是建議空客完善在役風擋檢查方法,及時發現水汽進入、絕緣性下降等安全風險。建議空客修訂完善氣象封嚴的檢查程序和週期,以確保運營人能夠及時識別兩次定檢期間出現的氣象封嚴損傷。

  五是建議空客評估A319飛機駕駛艙增加安全防護措施的必要性,降低在駕駛艙快速失壓時,駕駛艙門與120VU接觸對駕駛艙電路跳開關的影響。

  對於中國民航局,報告建議,建議民航局根據機型特點,要求25000ft以上運行的增壓飛機,在“駕駛艙風擋/窗户有裂紋”非正常處置程序中增加記憶項目:繫好肩帶——繫好;氧氣面罩——使用;發現駕駛艙風擋/窗户有裂紋——識別。

  對於航空運營人,報告提出2點建議,一是航空運營人在相關手冊中明確,如飛行員因為操縱飛機等原因,不方便自己戴上氧氣面罩, 其他機組成員應該在自己先戴上氧氣面罩的情況下,第一時間協助飛行員戴上氧氣面罩。

  二是航空運營人為了精確測量飛 機座艙高度(壓力)的變化,有利於系統故障的調查與預測。建議將座艙高度的採樣率和記錄率提高至1秒1次。

  報告披露,本次事件後,空客更新了飛行手冊(AFM)、飛行機組操作手冊(FCOM)和快速檢查手冊(QRH),將程序修改為:

  ——繫好肩帶。

  ——如果確認內層(結構層)有裂紋,則使用氧氣面罩。(注:如果內層不受影響,表示至少有一層結構層保持可用,並能夠承受最大壓差。)

  ——內外壓差達到5psi時,取下氧氣面罩。

  上述版本已於2018年12月發佈,並通過特定的飛行運行傳輸系統傳達給了運營人。