【機師考試小知識：高空缺氧和飛機快速釋壓】－FTTW機師考試情報站考機師頂級專家 Flight Training Taiwan

簡述高空缺氧和飛機快速釋壓

2014-04-02 19:02:07.0 《微專家》姚永強

前言

　　　前不久，一個機組在飛行過程中，違反飛行程序和要求，把飛機上機組氧氣系統消耗殆盡，飛機落地後機組和簽派放行違章放行飛機，讓這架機組氧氣系統失效的飛機繼續起飛，飛往目的地，民航局和相關管理部門事後對這次不安全事件和涉事機組做了嚴肅處理，定性為嚴重事故症候。很多不了解的朋友一定會問，為什麼這麼嚴肅的處理這起事件？下面，我就高空飛行機組缺氧的原理，和飛機快速釋壓機組的處置，簡單的和大家共同學習下。

　　　事例1：

2005年，8月，一架失去聯繫的737飛機飛進希臘領空，空軍的飛機緊急起飛攔截，空軍飛行員吃驚得發現，飛機的風擋已經結冰，飛行員歪倒在座椅上，後來，這架載有121人的塞浦路斯波音737客機撞上了雅典附近的埃維亞半島上的一座山。沒有生還者，希臘社會治安部的一名高級警務官員稱，載有塞浦路斯客機可能是由於機艙氣壓驟減釀成災難。

這架飛機就是因為飛機的座艙快速（慢速）釋壓，而飛行員沒有及時保護自己而造成災難。

　　事例2：

　　南航737的一名飛管部飛行員在美國FAA實驗中心做了一次機組缺氧失去意識的測試，飛行員在增壓艙模擬飛機慢速釋壓，此飛行員身體素質很好，而且有意識的克服自己的情緒去做這次測試，當“飛機”座艙高度達到25000英尺時，他已經完全失去意識，昏睡過去，而失能的時間只有三分鐘。他對筆者說，因為飛機是緩慢釋壓，每個人對缺氧的感受是不一樣的，或者頭痛，耳鳴，他就像喝了二兩酒，在興奮中迅速失去意識，因為自己是有準備的，而在空中快速的釋壓，人為緊張，也許失能的時間只有這個時間的一半。也就是說，飛機在25000英尺高度的釋壓，機組的清醒時間可能只有一分多鐘。而實際上，我們的平時的巡航高度，是遠遠高於這個高度的。

　　　熟悉檢查單的飛行員都知道，快速釋壓和緊急下降的檢查單是我們所有需要記憶的檢查單中最長的，就是因為快速釋壓是飛機中幾乎最嚴重的緊急故障，需要我們在飛行中認真對待，今天我們就這個課題結合自己飛行訓練的一點體會，和大家一起學習討論下。

　　　一：飛行員應該了解的高空生理學、缺氧現象和快速釋壓方面的相關知識。

作者作為模擬機教員向一些正在復訓的有經驗的行員詢問他們中有多少人經過生理學訓練課程訓練時，得到的答案往往是否定的，在飛行過程中。我們長時間地呆在我們整潔舒適的駕駛艙裡，我們很少想到萬一我們小心維持的舒適環境失效時外面的溫度如何以及給我們的反應時間有多長。

噴氣飛機被設計成可以在高空有效率地工作。任何時候當我們在高於我們適應的高度上活動時，危險就存在。不管你如何評估自己的能力，你的身體都會感受到所處環境的存在，同時也會受到氣體濃度和環境壓力的影響。

中國民航《公共航空運輸承運人運行合格審定規則》（121部）中第121.419條d項規定：“在7600米(25000英尺)以上高度的飛行中服務的機組成員，應當接受下列內容的教育： (1)呼吸原理； (2)生理組織缺氧； (3)高空不供氧情況下的有知覺持續時間； (4)氣體膨脹； (5)氣泡的形成； (6)減壓的物理現象和事件。”南航的《訓練大綱》也規定飛行人員應急生存訓練的內容應包括高空生理學的知識。

接下來的討論適用於所有的飛行員——。

1，大氣的組成

從生理學的角度來看大氣可以被認為是不變的常數。雖然我們常常說在高空空氣變稀薄了，維持生命所必需的氧氣也少了，但實際上大氣的成分隨著高度的變化而保持不變。氧氣在空氣中的比例雖然恆定保持在21%，但一定體積空氣裡氧氣分子的個數隨高度的增加、壓力的下降而減少。大氣成分中剩下的79%主要是氮氣（79%）、二氧化碳（0.3%）、惰性氣體（1%）和水氣。

2，大氣的物理特性

我們先了解下一些枯燥的概念。由於在較高的高度上測量點上方的分子數目較少，所以你可以看到隨著高度的增加壓力是減小的（見圖一）。最明顯的密度變化發生在海平面到5000英尺之間；因此，即使在一架增壓的飛機中也必須考慮到壓力和密度的變化問題。

國際標準大氣（ISA）是指在海平面15°C（59°F）的干燥空氣的平均壓力為29.92英寸汞柱（760毫米汞柱）的大氣。這個標準也用相同溫度下14.7psi或1013.2百帕來表示。

圖一壓力隨高度變化圖

地球的表面依靠太陽輻射來取暖。太陽輻射隨後再反射回大氣中，這

些直接和反射的太陽輻射對直接加熱大氣作用很小。大氣主要是靠溫暖的地球來直接加熱的，因此大氣的溫度是隨著高度的增加而降低的——直到到達高約35000英尺的對流層頂為止。在到達對流層頂之後大氣溫度相對保持恆定。乾燥大氣的溫度垂直遞減率是每1000英尺減少3.56°F (1.98°C)。

大氣作為數種氣體的混合體服從氣體方面幾個的物理定律。對這些定律的理解能夠幫助理解高度的影響和人體內氣體的作用。

下面我們先學習幾個定律：

道爾頓定律告訴我們任何氣體的混合體（壓力和容積不變）的總壓力等於混合體中單個氣體壓力（也稱局部壓力）之和。同樣，每一種氣體的局部壓力與該氣體佔混合體的百分比對應成比例。因為氧氣在大氣中的比例恆定保持21%，道爾頓定律讓我們能夠計算出在任何高度上大氣中氧氣的局部壓力。

我們後面就會看到人體如何受大氣中氣體壓力的影響。周圍空氣中可提供的氧氣的局部壓力很關鍵——它決定了人體缺氧情況何時發作以及發作強度。

亨利定律表明溶解在一種溶液裡的氣體數量與作用在溶液上該種氣體的局部壓力大小成正比。一瓶碳酸飲料可以為我們演示這個定律。當我們打開瓶蓋時，飲料裡的二氧化碳（CO2）會慢慢地擴散到大氣中去，直至飲料中的CO2壓力與周圍空氣中的CO2壓力相等為止。然後這瓶飲料就會變得很“沒勁”。

波爾定律表明當溫度恆定時氣體的體積與其所受壓力成反比。氣體在其所受壓力減小時體積會增大。這條定律適用於所有氣體，即使是人體體內的氣體也一樣。把海平面一定體積的氣體在放到18000英尺時其體積會膨脹為原來的約兩倍，放到50000英尺時會膨脹為原來的近9倍。

格雷厄姆定律告訴我們高壓區的氣體會向低壓區施加一個力。如果氣體之間存在一個透膜或半透膜，那麼氣體會透過膜由高壓區向低壓區擴散。這種擴散將會一直持續到膜兩邊的氣體壓力相等為止。格雷厄姆定律適用於所有氣體並且一個混合體中的每一種氣體都會獨立運動。這樣，兩種或更多種氣體透過同一個膜做不同方向的擴散就成為可能。實際上，這就是氧氣如何在細胞和組織中傳輸的原理。

好了，物理課就上到這裡。那麼這一切又是如何影響我們的身體的呢？當我們談到高度對人類身體的影響以及高空病時，我們總會想到“高”空並將其定位為高度層（Flight Level）的某處。實際上並不一定如此，長時間處於任何高於你日常生活的高度，你的身體都會有反應。就如同住在沿海的人上了西藏高原一般感到不適。

3，人體是如何使用氧氣的

讓我們從我們的身體在正常情況下如何獲得、運輸和使用氧氣入手，來開始關於高度如何影響人體的討論吧。這時，那些氣體定律的重要性就會變得更加明顯。我們都清楚氧氣在進行燃燒和氧化時是必需的。基於同樣的原因，氧氣在人體裡也是必需的——用以維持為生命提供能量的養料的氧化作用。

血液裡的氧氣只有極少數是以血漿裡的溶解形式運輸的。絕大多數的氧氣——接近98%——是由紅血球裡的血色素分子運輸的。血色素結合和運送氧氣的能力取決於周圍環境中的氧氣壓力。較高的氧氣壓力使血色素能夠攜帶較多的氧氣；較低的氧氣壓力則會使血色素放棄氧氣的趨勢增加。正是這種（隨壓力條件）變化的結合特性，使血液能夠從肺部獲得氧氣並運送到正在進行新陳代謝的組織那裡。血色素的這種特性也導致了眾所周知的“氧氣分離曲線”（見圖二）。我們已經知道了氧氣壓力隨高度增加而近似線性地減小，但血色素的攜氧能力卻遵從著大不相同的變化曲線。在略高於20000英尺的高度上血色素的攜氧能力急劇減弱。

在海平面高度上，空氣以760毫米汞柱（mmHg）的壓力進入肺部，其中氧氣的局部壓力大概是160mmHg（即760mmHg的21%）。但流經肺部的血液並不直接與來自大氣的空氣相接觸。血液接觸到的是肺泡空氣——肺泡中含有的氣體混合體——其中氧氣僅佔14%（這是因為其中加入了你吸入的水氣以及從組織流回的血液所釋放出的二氧化碳）。肺泡空氣中氧氣的局部壓力為760mmHg的14%即106.4mmHg。肺泡空氣中的二氧化碳佔5.5%（與之相比，大氣中則只佔不到1%），其局部壓力為41.8mmHg。

從組織流回的血液中血色素所攜帶的氧氣，其壓力約為40mmHg，格雷厄姆定律決定了氧氣會從高壓部分的肺泡空氣向血液裡擴散，而二氧化碳則從血液向肺泡部分擴散。相反的過程發生在富含氧氣的血液到達平均氧氣壓力為20mmHg的組織的時候。如此低的氧氣壓力（20mmHg）會使血色素將氧氣釋放到組織裡，與此同時二氧化碳從組織擴散到血液中（組織里二氧化碳的平均壓力為50mmHg，而且，這還取決於組織的活動強度）。所有這些關於高空的討論是不是已經讓你感到有些喘不過氣來了？

正常情況下對健康的個體來講，海平面的大氣壓力足夠使離開肺部的血液的氧氣濃度接近完全飽和（97%）。在10000英尺的高空這種飽和度降到了接近90%——仍然足夠支持普通的生命功能（以醫生的角度來看，93%的氧氣飽和度是維持正常功能的底線）。在西藏高原（海拔約14500英尺，氣壓438mmHg）氧氣飽和度下降到80%。許多人如果在這種環境下呆一段時間就會患上高山病或者高空病：眩暈、噁心、虛弱、呼吸過度、不協調、思維遲緩、視線變暗以及心跳加速。在25000英尺的高空，氧氣飽和度僅為55%，人呆在這裡將會失去意識。（請注意在25000英尺高度上肺泡空氣中氧氣的局部壓力為281.8mmHg的14%即39.5mmHg——略低於正常從組織流回的靜脈血裡的氧氣壓力，那麼高於25000英尺你認為氧氣會向那個方向擴散呢？

現在，一些國外的飛行員開始攜帶一種叫做“脈衝血氧計”的小儀器（見圖三），將它夾在手指上，通過向指尖的動脈血管發射一束輕微的電波，可以測到血液中的氧氣飽和度並以數字形式顯示出來。把它當作一個“缺氧計”可以讓你隨時準確地知道自己的缺氧情況。

4，缺氧的種類

不管引起缺氧的原因如何，缺氧對飛行技能的影響以及其發作的症狀都是相同的。但看看不同的起因還是有好處的，這樣當其中一個或幾個因素存在的時候，我們可以警惕缺氧情況的發生。

供給不足型缺氧（Hypoxic hypoxia）：

飛行員們常常稱之為“高度缺氧”（altitude hypoxia）。這是一種由於缺乏可供呼吸的氧氣或者吸入空氣中氧氣的局部壓力過低引起的缺氧現象。是當我們在不增壓飛行中或在座艙高度高於5000英尺的增壓飛行時，遇到的典型缺氧現象。雖然嚴格來講，我們即使在只高於我們適應的環境幾百英尺的高度上活動也會有某種程度的缺氧，但是缺氧現像在高高度不增壓飛行中更為明顯些。事實上，如果沒有其它因素的作用，供給不足型缺氧在5000英尺以下並不明顯。

這種缺氧的發生是因為肺部吸入的氧氣壓力和血液及組織中的氧氣壓力之間的差值越來越小，而血色素和氧氣的結合能力正是受這個差值影響。這個差值越大，血色素攜氧能力越強。隨著這個壓力差值越來越小，血色素攜帶和運輸氧氣就變得越來越困難。

貧血型缺氧（Anemic Hypoxia）比如說飛行過程中的吸煙：

貧血型缺氧是指任何時候即使吸入的空氣中有足夠的氧氣但血液的攜氧能力卻降低了的缺氧現象。有多種情況可以使這種缺氧現象發生。

能夠導致健康的、有活力的紅血球數目減少的情況（貧血或紅血球減少、失血、血細胞變異、疾病等等）都將削弱血液向組織供氧的能力。還記得以前的廣告老是警告說“為貧瘠的血液加鐵”嗎？鐵是血紅素細胞中的功能部分，正是鐵使血紅素成為生命中不可缺少的要素。另外相對於可供紅血球數目的減少，任何干擾血紅素運送氧氣能力的物質或者任何能取代融入血紅素中的氧氣的物質也將影響到可以提供給細胞的氧氣。

對於血紅素運輸氧氣最常見的破壞者就是一氧化碳。一氧化碳與血紅素結合的能力要比氧氣容易200-300倍，而且一旦結合極難去除。吸煙者會發現與他們的血紅素結合的一氧化碳會令他們缺氧症狀發作的起始高度降低。這就是我在很多場合強烈建議駕駛艙禁煙的原因。吸煙會使飛行員無意識缺氧。

藥物和酒精影響：

在2000-3000英尺。這種影響並不局限於吸煙者，任何暴露於吸煙環境的人都會不同程度地受到影響。化學藥品，如磺胺類藥劑和亞硝酸鹽藥劑（存在於食品的防腐劑中），也可以對血紅素攜帶和運輸氧氣的能力產生負面影響。

組織黴素型缺氧（Histotoxic hypoxia）這是細胞呼吸作用的一種中斷。也許有足夠的可吸入氧氣可以讓血液和血紅素完全飽和，但是等待和需要氧氣的細胞卻因為細胞毒素的存在而無法使用氧氣。能引起這類影響的最常見的細胞級毒素就是酒精。雖然其它毒素如氰化物和某些麻醉品也可以引起細胞呼吸作用的中斷，但酒精是最常見的。

現在，我們都明白酒精對於飛行的危害性。然而，許多飛行員卻依然可能受到酒精的傷害而且不知道問題（或問題的原因）的所在。還記得前面提到的“為貧瘠的血液加鐵”嗎？要警惕一些“滋補品”和“益壽製品”被當作藥品使用了。請仔細閱讀你想要服用的任何經過直銷途徑得到的藥品或者滋補品。儘管許多製造商都已去除或減少了液體藥品中的酒精成分，但你可能會對其中仍然存在一定百分比的酒精感到意外。在一種很普遍的“為貧瘠的血液加鐵”的維生素補充品中，含有12%的酒精！這也是我們在飛行前嚴禁飲酒的的一個重要原因。

5，不同高度上缺氧的影響

缺氧是一種隱性的和累積式的情況，而且飛行員幾乎無法察覺。你應該始終明白在沒有足夠的備份氧氣的情況下，你將在對自己能力一直保持絕對信心的同時逐步喪失能力。

伴隨著氧氣飽和度的降低，生命功能會遭受明顯的破壞。從93%的氧氣飽和度（被認為是維持正常生命功能的底線）開始，視覺方面的問題會開始出現。氧氣飽和度的降低會使得意識快速地變得模糊起來。

正如前面提到的，請牢記雖然氧氣的局部壓力隨高度增加而近似線性地減小，但血色素的攜氧能力卻遵從著大不相同的且更致命的變化曲線。讓我們來看看隨著高度的增加，一個普通的健康個體會產生的一些典型缺氧症狀吧。

5000英尺這個高度被大多數人認為是一個“低”高度。人眼睛的視網膜比起身體其它器官來對氧氣的需求更為苛刻——即使相對於消耗氧氣總供給量30%的大腦來說。在這樣“低”的高度上眼睛會感到功能上的退化，其中最明顯的是對於夜視的能力。

在這個高度上夜間飛行，儀表和航圖更容易被看錯，地貌和地面燈光也更容易被誤判。有人做過實驗，帶著學員在座艙高度為8000英尺的環境中經過長途飛行後，在飛越莫哈韋沙漠（Mojave Desert，在美國加利福尼亞西南——譯者註）時，我的學員們總能體會到一種令他們瞠目結舌的震撼。在讓他們注視黑暗沙漠表面上可辨別的地標後，讓他們吸幾分鐘100%的純氧。在吸氧後所有的學員都毫無例外地被從黑暗中“跳”出來的那些地標震驚了。大部分學員在體會這一幕之前都對此有所耳聞，但沒有一個對這種神奇的效果做好了充分的準備。這種程度的缺氧是極其不易察覺的，因為在這種環境下多數飛行員感覺他們正處在巔峰的狀態。我們需要額外的警惕以防漏掉航圖上的重要定位點或看錯儀表。

10000英尺夜晚的視力此時減弱了15-25個百分點。氧氣飽和度已經降到90%，你的大腦正接受著最低限度的氧氣供給。這個高度絕對是你可以信賴自己全部功能的最高高度，雖然你的判斷力事實上已經受到了損害。亢奮的精神狀態阻礙著你對自己的能力進行正確的自我評估。在這個高度上呆上4個小時或更長時間，身體的缺氧反應例如刺痛和頭痛可能都不會很明顯，而這時你的判斷能力實際早已不存在了。高於10000英尺時氧氣飽和度和人的能力都會急劇地降低。

14000英尺血液的氧氣飽和度現在降至85%。在這個高度上你將更加失能。視線將變暗，你將感受到判斷力、記憶和思考方面嚴重的衰退。可是判斷力的受損將使你對自己的能力仍然感覺良好。如果在這個受損階段缺氧現像沒有被確認並糾正的話，那在這之後也不太可能再被確認了。你處在極度的危險之中。

16000英尺比前一個高度只高了2000英尺，但你將表現得好像是喝了一大瓶酒一樣。你血液的氧氣飽和度降至79%而你將嚴重失能。你將變得興奮、好鬥、分不清方向或者三者兼有。你也將變得失去理智、不可信賴和危險。如果你是一個人，你生還的機會正快速地逝去。

18000英尺在這個高度上，你會失去所有有用的生命功能，雖然你可能仍然自我感覺不錯！血液的氧氣飽和度降至73%，你的大腦會很痛苦。大概30分鐘後你就會死去。

20000英尺如果這時你還未崩潰，那也為期不遠了。血液的氧氣飽和度降至71%。這個高度上人的意識只能維持5-15分鐘，超過這個時間就會導致死亡。

25000英尺別玩火！血液的氧氣飽和度現在降到了足以致命的水平。人的意識只能維持3-6分鐘，死亡緊隨其後。高於這個高度，碰上一次快速釋壓可能會引起許多壓力方面的疾病。請記住，這個高度僅僅相當於許多現代飛機驗證高度的一半！

6，是什麼決定著你的缺氧反應？

要準確地說出缺氧反應何時開始影響你是不可能的。個體對缺氧的反應不僅因人而異，而且同一個人因為身體的化學情況、健康狀況和飲食的不同，在不同時間對缺氧的反應也不相同。有一些決定因素可以在飛行員的掌握之中；而另一些則決定於飛行環境本身。

絕對高度：

這是個簡單的因素。缺氧的強烈程度決定於你所處環境的絕對高度。絕對高度指不增壓飛行的飛行高度，或者是增壓飛行的座艙高度。隨著環境高度的增加以及大氣中氧氣的局部壓力的減小，缺氧的危險增加了。絕對高度這個因素通常在一定程度上可由飛行員控制，可是山脈和天氣可以帶來預計不到的高度爬升。這個因素對於增壓飛機來說影響不大。

也許來自高原的飛行員比來自沿海的飛行員對高度有著更大的忍受力，能在更高的高度才出現缺氧反應，因為他們已經對高度有一定的適應能力了。

爬升率：

你爬升得越快，缺氧的症狀就會越快發生。攀登珠穆朗瑪峰的登山者都熟知這一點。在他們的攀登過程中，他們花上幾個星期在中間不同的高度進行適應性休整。一次爆發性的座艙釋壓導致的座艙高度快速升高可以使你保持清醒的時間比正常預計的減少1/3到1/2。快速爬升可以導致缺氧症狀的快速累積並使飛行員在意識到之前完全失能。

暴露的持續時間：

在8000英尺呆上幾個小時（實際上我們在航路飛行到120000米的時候，座艙的高度就幾乎是這個高度）可以導致與在更高高度上呆短一些的時間相同的缺氧症狀。缺氧的症狀是累積的，也是與時間有關的，但是並沒有可靠的方法來預測它們之間準確的關係和影響。唯一可以肯定的是，在越高的高度上只需越短的時間就可導致缺氧。

身體的活動強度：

任何的身體活動都會明顯導致身體的需氧量增加。肌肉會搶奪大腦的邊際可供氧氣，缺氧反應會提早到來。雖然飛行員並不需要有太多的身體活動，但是在顛簸下飛行或者自動駕駛失效所帶來的額外體力消耗能夠明顯地減少本已是最低限度的大腦和視網膜供氧。這個因素通常不在飛行員的控制之列。這也是事例2裡測試的時間往往要比實際的時間長的原因。

溫度：

駕駛艙的溫度對於個體對缺氧現象的承受力有著很大影響。任何一種極端情況——晚上呆在加熱裝置失效的寒冷的駕駛艙里或者正午時分呆在沒有空調的增壓飛機的“溫室”裡——都將導致身體消耗多餘的能量，用以維持可接受的體溫。這種消耗的能量就是另一種形式的身體活動的增加，並會降低飛行員對缺氧現象的承受力。

自我施加的因素：

不同的飛行員對於缺氧的感受大不相同，而且同一個飛行員每天的情況也不相同。這個因素（自我施加的因素）是最主要的，因為以下的因素許多是可以由飛行員直接控制的。飛行員有責任盡量避免這些因素。你對缺氧的承受力會因為下面的因素而降低。而且我們無法準確評估這些因素的組合效果。

疲勞：

疲勞既是一種惡化的因素也是缺氧的一種反應。精神上或者身體的疲勞都會降低飛行員對缺氧以及伴隨的能力和感覺方面的虛耗的承受能力，因為疲勞已經將飛行員的能力降到了可能是不可接受的水平，缺氧又會加重疲勞。這種循環不斷地向著加重疲勞和降低能力的方向繼續。同樣，飛行員可能並不認為是缺氧的影響加深了疲勞，從而沒有採取恰當的糾正措施。

酒精：

即使是在血液中的酒精水平降為0之後，這個細胞級的毒素仍然是個危險因素。當然，正如我們前面注意到的，血液或細胞中任何的酒精成分都會妨礙它們攜帶和利用氧氣。血液中一盎司的酒精可以增加2000英尺的身體感知高度（body's perceived altitude）。酒精帶來的後繼影響就是使人虛弱。如前所述，由於酒精破壞正常睡眠引起的疲勞將會降低我們對缺氧的承受力。另外，酒精的鎮靜作用會在血液裡的酒精被排除之後依然存在。這將減弱飛行員的判斷力並延遲對故障的判明。

一氧化碳：

再次說明，請務必記住一氧化碳與紅血球裡的血紅素結合要比氧氣容易200-300倍，一旦結合，要想從紅血球上除掉這個毒素幾乎是不可能的——事實上一氧化碳會一直留在紅血球上直至這個紅血球死去並被活著的紅血球吞噬掉為止。當然了，血液中的一氧化碳主要來自吸煙——不管你是吸煙還是被動地吸二手煙。

也許沒有其它的自我施加的因素能像血液中的一氧化碳水平那樣致命但又可以控制。飛行前24小時內吸一包煙會使8%-10%的可供血紅素被一氧化碳結合，這將使身體感知高度升高5000英尺！這樣，你在海平面的高度上就可以感受到缺氧的影響了。在8000英尺的座艙高度裡巡航就像在13000英尺作無增壓飛行。大家都知道大多數事故發生在著陸階段這一事實，可是飛行事故有多少是由缺氧引起的卻很少被統計——尤其對現代噴氣飛機來說。

二：快速釋壓

在作者的飛行生涯中曾經預見過一次因為風擋破裂而緊急下降的事件。

那次我還是做為機長飛行，從北京回烏魯木齊，剛進呼和區域，突然發現機長的1號風擋有電火花，正當我們在找檢查單的時候，突然聽到一聲巨響，因為受熱不均，左一號風擋呈蜘蛛網狀爆裂，我當時的心跳達到180下，人處於一種緊張的狀態，當管制員詢問我要下多少高度的時候，我回答是10000尺。飛機開始下降，我們互相提醒，控制飛機下降的速度，人也慢慢冷靜下來，我們發現飛機增壓還可以控制，就沒有戴上氧氣面罩，後來管制員把我們交接到北京，飛機安全落地。事後我們總結，有兩點自己做得不好，第一，在這樣的飛機已經有釋壓的跡象（雖然座艙警告喇叭沒有響），還是應該戴上氧氣面罩，第二，飛機在下降的過程總一直沒有和乘務員溝通，沒有詢問客艙的狀況。

實際上我們那種情況還不是我們今天討論的---，爆發式座艙釋壓，即快速釋壓。

兩種快速釋壓。

那些當我們在FL394巡航時給我們錯誤安全感的鋁皮和樹脂玻璃——能夠讓我們犯錯誤。多數飛行員都不會去仔細想這個問題，但出錯的可能性確實存在。大家還記得夏威夷航空公司的737在空中被撕下一塊蒙皮的事情吧，遇到的那種飛機結構出現問題的情況肯定會導致突然的和爆發式的釋壓，但是更有可能發生的情況是艙門密封失效或者座艙玻璃破裂。

正如我們經常看美國的大片中---的一樣，真實的釋壓將會首先伴隨有巨大的聲響，因為座艙裡的高壓空氣會“奔湧而出”直到飛機內外壓力一致為止。這可能會由巨大的“砰”的一聲開始——，塵土和碎片將會捲起並向破裂處衝去。細小的物件會被吸出艙外，並且由於座艙裡的溫暖空氣比外界的寒冷空氣含有更多的水氣，座艙裡會產生霧。隨著座艙溫度和壓力的不斷降低，水氣會濃縮形成一個潮濕、寒冷的霧。溫度會發生明顯變化——在FL400外界溫度為-67° F。客艙內會一片混亂。這些只是對於飛機內空氣的影響——對人的影響又會如何呢？

人類的肺部通常需要約0.2秒的時間來釋放它們中間的空氣。任何短於這個時間發生的釋壓都會引起肺部的快速釋壓以及肺部的撕裂或者嚴重損傷。對付這類釋壓唯一可選擇的緊急程序就是立即戴上氧氣面罩並儘快下降到較低的高度上。

還有一種快速釋壓是指發生時間長於1.5秒但小於10秒的釋壓情況。這種釋壓能在大型飛機上遇到並且更為常見些。這種釋壓沒有很高的肺部損傷危險，但是噪音、混亂和霧都不同程度地存在。盡快戴上氧氣面罩和下降仍是必要的，但還有其它的緊急措施可用來對付這種釋壓並減少釋壓造成的破壞。

這個時間在10000英尺是無限長，到了40000英尺以上就只有9到12秒。由於被震驚的緣故加上緊張的身體對氧氣消耗得更快，爆發式或者快速的釋壓會使這個時間減半。

2，釋壓是如何影響人體的？

當然了，釋壓最嚴重的後果是由缺氧以及或多或少的意識喪失帶來的。座艙快速釋壓導致的最顯著的即時反應將是肺部的空氣突然溢出。有些飛行員告訴我他們可以屏住呼吸來阻止這種情況的發生。可是這是沒用的。首先，事件發生帶來的驚訝會超控任何你可能想到的防犯措施。其次，壓差的快速變化讓你完全不可能屏住呼吸。（想想看，我們談到的可是有7.8psi的壓差。讓我們對這樣一個壓差作個分析。7.8psi的壓差意味著每平方英尺上1267磅的壓力。而一架普通噴氣客機的機翼上、下表面壓差還不到1/3psi——就足以托起一架飛機了。）

波爾定律告訴我們任何氣體的體積都和其承受的壓力成反比。換句話說，壓力降低，氣體就會膨脹。任何滯留在人體內的氣體都將隨著身體周圍壓力的降低而膨脹。這將引起身體不同部位的不適或者疼痛。

塞耳朵:

每個坐過飛機的人都會對滯留的氣體如何影響我們的耳朵有所體驗。通常來說，塞耳朵是下降時產生的一種現象，而在快速釋壓時耳朵同樣也會感到不適和疼痛。正常情況下，連接中耳和鼻腔的咽鼓管扮演著平衡外耳和中耳壓力的角色。外耳和中耳由耳膜隔開，任何外耳和中耳之間的壓差都會使耳膜凸起。而耳膜的彈性減弱將會影響到我們的聽力。

通常在傷風感冒的時候，咽鼓管的腫脹將會妨礙外耳和中耳之間壓力的正常平衡。由於咽鼓管的鼻腔端在某種程度上實際是使空氣流出中耳的單向活門，所以與爬升或者快速釋壓的時候相比，在下降時塞耳朵這個問題更容易發生。但是尤其是這些管道裡粘膜的嚴重腫脹又會使塞耳朵在其它情況下發生。由於空氣密度的最大變化發生在海平面到5000英尺之間，所以壓力的快速變化引起的這些問題在這些高度上要比在高高度更嚴重些。

鼻竇的堵塞:

鼻竇的堵塞要比咽鼓管的堵塞更為嚴重，因為鼻竇和鼻腔的連接管道要比咽鼓管細小得多。快速釋壓時，竇管的快速釋壓或者其本身的炎症都會帶來劇烈的、近乎無法忍受的疼痛。有人形容這種疼痛就好像是將釘子插進頭部一樣。唯一可以舒緩這種疼痛的方法只有是下降到一個環境壓力較高的高度上，以減小竇腔和周圍環境之間的壓差。

牙齒的問題:

雖然由快速釋壓引起的牙齒的問題不像塞耳朵和鼻竇堵塞那麼普遍，但是它確實能夠發生。在爬升以及快速釋壓時，任何牙齦或者牙根周圍的膿腫或發炎都會導致劇烈的疼痛。只需下降到一個環境壓力較高的高度上就能減輕這種疼痛。

如果有補得不好的牙齒，那麼在快速爬升或快速釋壓的情況下就會出問題。在填充物底下較高的氣壓會引起極大的疼痛，並且在少數情況下能夠導致牙齒的爆裂。

腸道的問題:

快速釋壓帶來的腸道問題可能僅僅是不適而已，也可能是讓人完全失能的。在腸道里通常只有一夸脫的自由氣體，這部分氣體是由吞嚥帶入的或者由消化作用和發酵產生的。飲食的不同會增加或減少這部分氣體的多少。這部分氣體同樣遵守波爾定律，將會隨環境氣壓的減少而膨脹。海平面一夸脫的氣體到了43000英尺會膨脹到9夸脫。這部分急劇膨脹的氣體可能會引起腸道劇烈的絞痛。到底會產生怎樣的後果取決於人體的疲勞程度、心情的好壞以及綜合的生理狀態。膨脹的氣體將會從腸胃管道的任意一端排出。

溢出氣體的混亂:

氣栓症是潛水員經常碰到的一種常見病。但是這只是許多溢出氣體混亂造成的疾病之一。醫學上有許多與溶入人體內氣體的釋放相關的病症，我們也可稱之為減壓病（decompression sickness或者DCS）。

體內含有大量氮氣，它們溶入在血液和其它身體組織中。這些氮氣在海平面氣壓、或者接近海平面氣壓的環境下溶入人體，亨利定律告訴我們任何高於這個的氣壓都將會使氮氣從人體中分離出來。

溢出氣體從多個方面影響著人體，可沒有一樣是好的：

1. 循環系統循環系統中的氣泡聚集可能是溢出氣體混亂最為嚴重的情況。這些氣泡——或者叫做氣泡栓塞——首先堵住最細小的毛細血管。隨著氣泡變得越來越大，大的血管也將被堵塞住。如果心臟、肺部或者大腦部位的血管被堵塞的話，將會使人失能甚至致命。對於身體組織的破壞程度將取決於堵塞的範圍和持續時間。

2. 胸腔和肺部:

胸腔和肺部管道裡的氣泡能導致為我們所知的窒息症狀。這種症狀首先的表現是胸腔中部的一種灼痛，繼而發展成一種刺痛，而且作深呼吸將會加重這種症狀。一種幾乎無法控制的咳嗽隨著時間的延續將會讓人感到窒息並且面色蒼白。嘴唇、耳垂和手指甲會發青並感到刺痛。在這個階段，如果沒有立即下降到一個較高氣壓的高度上的話，人就有可能死亡。

3. 肌肉和骨骼:

在關節處——尤其是肩部、肘部和膝部的大關節處——的血液裡形成的氣泡將會導致不同程度的疼痛。當潛水員從深處過快地上浮時感受到的是同一種疼痛。這種我們稱作氣栓病的病症將會不斷地惡化，直到溶入血液的氣體壓力與外界氣體壓力達到平衡為止。同樣的，唯一的解決之道就是下降到環境壓力較高的高度上。再次處於低壓環境下將導致此前感到的疼痛復發。

4. 神經系統:

溢出氣體的混亂可能會在不同程度上影響著神經系統，有可能是一般的由於皮膚神經管道周圍形成的氮氣氣泡導致的刺痛、發癢或者忽冷忽熱，也可能是有生命危險的腦部氣栓。外部神經受影響很少會引起永久性的傷害，其症狀與缺氧的症狀幾乎一樣。中央神經系統（大腦和脊柱）受影響將導致嚴重得多的後果。氦氣氣泡在中央神經系統區域產生，其早期症狀通常是視覺受到干擾比如出現閃爍，以及頭疼和錯覺。更加嚴重並有潛在生命危險的症狀包括局部或全身麻痺、喪失聽力或語言能力以及喪失意識。這些症狀的出現表明需要盡快下降到較低高度和及時的醫療救助，以防止導致終身殘疾或者死亡。

而唯一解決的辦法就是盡快下到安全的高度上。

三：如何在飛機釋壓後，進行緊急下降

前面我們說過那個失事的737，空軍飛機報告說在那架飛機上發現了一些被霜所覆蓋的窗戶。這只能是由釋壓前較高濕度的客艙空氣形成的。

我們知道機組在釋壓發生時幾乎立刻就失能了，因為他們沒有採取正確的行動來糾正當時的不正常情況。我們不知道這是為什麼。他們沒有及時戴上氧氣面罩嗎？或者是面罩沒有如他們預想地提供氧氣嗎？再比如飛機在高空發生“洩壓”故障，若“緊急下降”不及時，許多人就可能會因為缺氧而窒息死亡（當飛行高度40000英尺發生“洩壓”，飛機上的人員將在15秒內全部失去知覺，接著就是窒息而亡）。

正常人在釋壓狀態下可能造成失能的時間與飛機當時所出的高度不同而有所不同：

FL250 2分鐘

FL300 1分鐘

FL400 15秒

事例2能清楚的證明以上的時間。

《中國民用航空空中交通管理規則》（CCAR-93TM-R2）（第九章複雜氣象條件及特殊情況下的空中交通管制第五節座艙失壓）

第二百八十三條接到航空器駕駛員報告航空器因增壓系統失效緊急下降時，管制員應當採取如下措施：

　　（一）根據航空器當時的位置，迅速通知其他航空器避讓，並立即通報有關管制單位；

　　（二）允許航空器在不低於安全高度的情況下，下降到4000米以下高度飛行；

　　（三）航空器下降到較低高度層飛行後，了解其續航時間；

　　（四）按照航空器駕駛員的決定，及時提供航空器繼續飛行或者就近機場著陸所需的飛行情報。

飛行員在執行緊急下降這個程序的時候，應該是深思熟慮，有條不紊的，除了按照我們檢查單的要求作出記憶項目完成檢查單外，我還想提出點建議。

飛行員會從座艙高度的上升顯示等途徑及時發現座艙失壓，這時應當：

1、先戴上氧氣面罩，盡快建立機組通訊，判斷座艙失壓程度；是否是已經無法控制。我們在前面說了那麼多，就是告訴大家戴上氧氣是多麼的重要，飛機是否是真正的釋壓，只要是懷疑增壓有故障，都應該戴上氧氣面罩。

2、及時了解航空器所在高度；飛機在航路上，是否有其他飛機在自己下降的航跡上。

3、時間允許時向管制員報告並請求緊急下降許可；我們現在南航要求都是在得到管制員下降許可後，才開始下降的。而這段時間，飛行機組應該可以把飛機的速度調小，偏航，為等會的快速下降作準備。

4、時間告緊時向右偏航30度緊急下降的同時向管制員報告該失壓情況；在可能的情況下，最好是偏出航路20公里，再開始下降。在下降過程中，如果懷疑飛機結構受損，最好避免大的機動負荷。我們今年南航在模擬機上增加了飛機風擋損壞的檢查單，就要求飛機在下降的過程中，限制飛機的速度，使用顛簸速度下降。

5、有必要在當時通訊頻率上發遇險電文（MAYDAY MAYDAY MAYDAY）並使用二次雷達遇險編碼（A7700）；因為在交通繁忙的地方，有時候機組是插不上話的，所以在這樣的緊急情況下，要使用MAYDAY MAYDAY MAYDAY，而且要把應答機調成7700。

6、建議使用自動駕駛儀和自動油門。而且飛機在下降過程中，更應該有時間和精力去照顧前方的天氣，是否使用防冰，曾經有過飛機因為空調故障飛機誤入雷雨，顛簸，飛機的坡度瞬間達到100度，險些造成飛行事故。

7、到達安全的高度後檢查機上是否有人受傷；要及時他有效的和後面的乘務員聯繫溝通，機長還應該進行機長廣播。

8、向管制員報告遇險狀態解除並將機上情況及下一步意圖告知管制員。如果備降或者繼續飛行，要檢查燃油，因為你的飛行高度將受限制。

但有爭論的是：對於類似座艙失壓時的緊急下降，管制員和飛行員的處置總體原則是這樣的，但是具體操作起來還是有很多問題，我也曾經和其他管制員探討過類似的問題，有人認為在這種情況下還是應該保證規定的安全間隔，因為規定中沒有規定可使用的間隔以及責任問題，也有人認為這時候應該以保證生命安全和防止飛機相撞為最高原則處置，因為在高空飛機釋壓是一種非常危急的事件，飛機上不光有飛行員還有旅客和機組，飛機要求是盡快地下降高度。但還是要小心，飛機如果危險接近，或者碰撞，那將是災難性的。

四;如何在模擬機上訓練飛機快速釋壓和緊急下降科目。

所有飛行員在復訓中每年至少會有一次快速釋壓和緊急下降的訓練，但令我經常感到吃驚的是許多人面對這種緊急情況漫不經心的態度。訓練中做到的利落有序和事故真實發生時的情況不具有任何可比之處。

前面我們說過，飛機發生快速釋壓和緊急下降，這個故障對飛行員和飛機來說都是很嚴重的故障，而在真實飛行中，要飛行員在執行緊急下降這個程序的時候，深思熟慮，有條不紊，就需要我們在模擬機上認真訓練，盡量模仿真實條件下飛行員的真實反應。

首先應該讓模擬機教員對整個科目從理論上得到提高。

我們在前面說了很多關於人在高空條件下各種反應，我們模擬機教員也應該了解，在適當的時機，給學員作上課補習。

在訓練中應該嚴格要求，盡量真實。

因為各種原因，我們在訓練中在完成這個科目的時候不原意戴氧氣面罩，但實際上，這個科目如果不戴氧氣面罩，就失去訓練的意義。

要求教員在訓練中要擔當管制員其他飛機駕駛員的各種角色

在訓練過程中，要求教員盡量要求學員進入角色，要求學員在處理這個科目的時候，要偏出航線20公里再下降，在下降過程中可以模仿其他飛機產生衝突，而且在下降過程中要求學員監控天氣。而遠程航線飛行，應該模擬飛機在RVSM區域下的緊急下降和在太平洋區域的緊急下降，而這些程序應該是熟記的。

前面我們說過的那架飛機，也許永遠也不會知道到底是什麼原因導致了這架飛機的失事。也應該明白，飛行機組氧氣下的失效，飛機在高空突然釋壓，機組機會沒有時間處置就失能了，這對飛行安全將是災難性的，所以管理部門，嚴肅除了這件事情。

但是我們的確能夠知道如何去防止這類慘劇的再次發生。我們能從中學到什麼呢？高空飛行並非兒戲。經常進行緊急程序的訓練是有益的。設備的熟悉和使用訓練也是非常有價值的。

天高任鳥飛，願大家平平安安，越飛越高。