【封面图片：空中加油机地面增压失败，Boom！】

2018 年 5 月 14 日，从重庆起飞的川航 3U8633 航班飞往拉萨，然而就在飞机即将进入青藏高原的时候，驾驶舱右侧风挡突然破裂脱落。机组成员力挽狂澜，成功将飞机降落在成都机场。

然而川航机组并非孤军奋战，故事的背后，有着众多有关飞机失压的故事，这些故事串联起来，是人类航空史的一个缩影。

1#增压机舱的由来

两百多年前的 1783 年，人类发明了载人的热气球；一百多年前的 1903 年，人类发明了飞机，人类因此可以离开地面，投入天空的怀抱。

然而天空的怀抱并不温暖，高空中的空气稀薄而又寒冷，大约每上升 1000 米，温度下降 6℃，而在 7500 米高的海拔时，空气中的氧饱和度仅有 55%。人如果直接暴露在这样环境中就会出现缺氧、体温下降、高原反应和高空减压病症状，这些症状在严重的时候会导致人失去意识甚至夺走人的生命。

早期的热气球和飞机都是开放式驾驶舱，为了克服高空的恶劣环境，人们选择了——不去高空的明智举措。当时的飞行器的飞行高度普遍低于 5000 米，而 3000~5000 米的“高空”通常是战斗机竞技的天下，这样的高度这不仅需要飞行员穿上足够御寒的衣物，还需要飞行员克服高原反应带来的各种不适甚至是痛苦。

第一次世界大战爆发后，空战变得愈加频繁，人们也很快意识到，飞行员直接暴露在恶劣的高空环境下作战十分影响发挥。很快人们就给飞行员配备了氧气罐，但是当时的座舱仍然是敞口的，结果就是飞行员们需要带上“奶嘴”飞行——用夹子把鼻子夹上，嘴里含着氧气管“奶嘴”进行呼吸。

但是这样的解决方式只能为飞行员提供额外的氧气，低温低压的环境仍然在摧残着飞行员的身体，甚至由于高空的低温，飞行员难以长期有效的含住“奶嘴”呼吸，因此需要为飞行员提供更接近地面的环境。皮革制成的氧气面罩顺应而生，呼吸面罩为飞行员提供一个相对密闭的呼吸空间，在面罩内的气压是可以高于面罩外部的气压，从而克服了飞行员在飞行过程中缺氧的问题。

不过很快飞行员们又开始了新的抱怨，追求密封性的面罩限制了飞行员头部的运动能力，因此在战斗中难以扭头去寻找敌机。于是在修改呼吸面罩的同时，另一些人有了新的想法，那就是——增压机舱。

增压机舱的设想是将整个机舱密封起来，当飞机在高海拔飞行时，机舱可以调节内部气压和温度，使得内部环境达到接近低海拔地区的气压、氧气含量和温度，这样飞机内的所有人都可以免受外界环境的影响。

最早的增压机舱飞机美国从英国订购的 DH.9A 轻型轰炸机，大家不要笑，一战末期的轰炸机就是这么小只。由于一战在 DH.9A 首飞几个月后就结束了，美国取消了原来传说中的 4000 架大手笔订单，只订购了 9 架用于工程实验的版本，并命名为 USD-9A。

1921 年，其中一架 USD-9A 进行了改造，将原来开放式的驾驶舱改成了带增压功能的封闭驾驶舱，成为世界上第一款成功实现机舱增压的飞机。

机舱增益极大的提升了人类可以达到的高度，

1932 年 8 月，瑞士科学家奥古斯特·皮卡尔德和助手乘坐带有增压舱的高空气球飞到 16000 米的高度，成为世界第一个抵达平流层的人。今天我们的民航客机大多选择在气流更加平稳的平流层中巡航飞行，使得我们都有机会到达这一高度。

1935 年的光棍节，美国人挑战了未来 20 年内的最高飞行高度，他们乘坐的氦气高空气球“探索 2 号”飞行到了 22066 米，这一高度的气温是 -50℃左右，气压只有水平面的 4%，增压舱是乘员赖以生存的关键之所在。这些探空实验充分体现了增压舱对于高空飞行的重要性和可靠性。

为何这些高度都是由气球首先实现的呢？这是因为当时的飞机设计很不成熟，在高空稀薄的空气中很难维持足够的升力。而气球采用比空气更轻的氦气，因此可以飞的很高，空气中的氦气就非常稀有，因为氦气太轻了，直接飞出地球了。

这一时期，世界主要航空国家纷纷设计出了自己的增压驾驶舱飞机，不过这项技术并没有立即推广开，广大飞行员和乘客都无福消享。

在二战时期，机舱增压技术仍然是少数机型享受的福利，比如美国 B-29 轰炸机的机组乘员们。其余的飞机，尤其是各类战斗机，仍然没有任何驾驶舱增压装置，完全依赖于呼吸面罩提供的氧气。

1938 年，波音推出了世界上第一款机舱增压的客机波音 307。飞机巡航在 6000 米高度时，机舱内的气压相当于海拔 2440 米，这一海拔接近四川康定市区（2560 米）、云南丽江市区（2418 米）和青海西宁市区（2261 米）。不过由于第二次世界大战很快爆发，民航的波音 307 全部被美国陆军征用。有人会问为什么不是美国空军征用，这个么…美国空军成立于 1947 年。

于是第一款真正让民用普遍享受到的机舱增压客机归属 50 年代大名鼎鼎的“彗星”客机，这也是世界上第一款机舱增压的喷气式客机，飞行高度可以达到 13000 米。之后的客机也几乎沿用了机舱增压的技术和这一巡航飞行高度，成为当代民航客机的标配。

协和式客机和图 -144 客机是世界上第一批高空增压客机，巡航高度高达 18000~20000 米，却要维持海拔 1800 米左右的气压，相当于昆明市区的海拔，这些超音速高空增压客舱不得不选择更小的机身和更小的窗户，最终花费头等舱的价钱享受经济舱的空间。

2#失压梦魇

尽管人类发明了机舱增压的技术，极大的改善了飞行环境，然而这一技术并非一帆风顺，人类一直在与气压作斗争。

50 年代名声在外的“彗星”客机就是栽在了机舱增压的隐患之上，这些灾难也是“彗星”客机成名的原因之一。

在“彗星”客机每次飞行中，飞机都会例行进行机舱增压，此时舱外的气压低于舱内，因此机身会承受内部空气向外的挤压。频繁的飞行会对机舱进行频繁的增压操作，机舱壁也随之频繁的膨胀。铝合金的机舱壁可以经受住长期的考验，但一个被忽略的细节却导致了“彗星”客机的一系列灾难——正方形玻璃窗。

正方形玻璃窗的四个角在增压期间会承受机舱其他部分两到三倍的应力，于是窗户拐角处的铆钉需要额外承受更大的超过预期的应力，长此以往会出现金属疲劳。为了找到原因，英国人在“彗星”客机的机身周围建了一个水池，通过加水和放水来模拟机场增压，根据仿真实验的研究结果，“彗星”客机窗口角落处的结构会在 1000~9000 次加压循环内随机出现，最终成为了一架架不定时“炸弹”。当“炸弹”引爆时，“彗星”客机便在高空中自行解体了。

人们从“彗星”客机的这一系列灾难中吸取到了惨痛的教训，从此客机的机舱玻璃都改成了圆形或圆角矩形，来避免这一悲剧的发生。

无独有偶，机舱频繁的增压还带来了另一类相近的灾难——机舱金属疲劳。

1988 年 4 月 28 日，夏威夷阿罗哈航空 243 航班的波音 737-297 飞机出现了一个令乘客十分惊悚的事故——在 7300 米的高空中，飞机的天花板和机舱侧壁都不翼而飞，前排的乘务员则不幸直接被刮飞，除了座椅和地板，前面 6 排乘客突然暴露在空气中，巨大而又刺骨的寒风呼啸过机舱。惊魂动魄的 13 分钟后，机组人员在最近的机场紧急着陆，8 人重伤，从来没有损坏如此严重的飞机成功着陆。

根据事后的调查，事故的诱因是由于这架飞机长期频繁执飞夏威夷海岛之间的短途航班，航程只有半小时，而每天会飞机很多次，机舱比绝大多数飞机都要频繁的进行增压操作，从而使得飞机机舱壁的铆钉更容易产生金属疲劳。

而事故的导火索则是阿罗哈航空公司在维护过程中并没有及时发现到机身铆钉连接处疲劳损伤带来的细小裂缝，最终使得这一损伤扩大，在空中开裂。

波音公司也为此修改了同一类型飞机的机舱装配工艺。在最初的设计中，为了预防类似“彗星”客机这样的空中解体事故，波音 737 每隔 13 厘米就有一条阻止继续开裂的止裂条，止裂条上的两层蒙皮先是用胶粘住，再用铆钉固定在止裂条上，这样飞机理应最多只会有 13 厘米×13 厘米的开裂，这样的开裂飞机所能经受住的。但调查发现，这一批生产的波音 737 的蒙皮胶的粘结耐久性不足，极易受到环境影响，很可能是导致了这次空中开裂的瞬间扩大化的原因之一，最终导致了多达 35 平方米的机舱壁的大面积脱落。

世界上最大的单架飞机空难事故——1985 年的日航 123 事故中，也是由于飞机尾部的增压舱壁隐患导致尾部爆裂，这架波音 747 瞬间机舱失压，飞机尾翼也因此被炸离机身，液压油也流失殆尽。失去所有方向控制的飞机在机组人员的顽强坚持下继续飞行了 32 分钟，最后飞机不幸撞山。

事故分析显示，这架飞机在 7 年前曾经有一次尾部撞击受损，然而进行维修的波音工程师违反波音标准修理方法，将其中一块钢板切割成了两块，并且本应使用两排铆钉固定钢板，最后却只使用了一排，导致尾部抗开裂的性能降低到原来的 70%，这架飞机从而成为了一个不定时“炸弹”，一直积累金属疲劳造成的开裂。

3#“窗”航奇迹

1990 年 6 月 10 日，英航 5390 航班从英国伯明翰飞往西班牙马拉加，起飞两分钟后，飞机飞行到 5300 米高度并进入巡航状态，副机长将飞机切换成自动飞行模式后，机长放松的解开了安全带。

看似平常的十分钟后，突然，飞机驾驶舱一侧的左挡风玻璃不翼而飞，驾驶舱瞬间减压，所有没固定住自己的物体都飞向了敞开的窗外——包括机长本人。所幸机长的膝盖被飞行控制器夹住，一名乘务员听到声响后进入驾驶舱，情急之下他抓住了机长的腰带，于是机长最终并没有飞出舱外。然而此时的机长上身已经完全贴在冰冷的飞机外壁了，舱外的温度只有 -17℃，由于飞机时速很高，因此吹入驾驶舱的风速足足有 550km/h，是 12 级台风风速的 2~5 倍。低温、强风和缺氧，使得机长迅速进入昏迷状态，据副机长的描述，机长的眼睛都没有眨过一次。

由于这架飞机并没有为每个人配备应急的氧气呼吸面罩，因此副机长紧急降低高度并准备降落，呼啸的风声也严重干扰了副机长和地面的通话。尽管困难重重，22 分钟后，飞机成功降落在了南安普顿机场。

机长身受休克、冻伤、骨折等多重伤害后大难不死，5 个月后，机长又重新返回工作岗位。而一直抓着他的乘务员的肩膀也因此脱臼，脸部也被寒风吹成冻伤。

机长在在如此低温、强风和缺氧的环境中幸存令人吃惊，而事故的调查结果同样让人大跌眼镜，维修工程师在更换挡风玻璃的螺丝钉时，选择了小一号的螺丝钉，而正是这群小一号的螺丝钉导致了驾驶舱挡风玻璃的脱落。

此外，这个型号的飞机挡风玻璃在设计上有缺陷。通常的飞机玻璃是从内部安装的，这样当飞机在高空飞行时，机舱内部处于增压状态，会从内向外压住玻璃，可以防止玻璃的脱落，而在这架 BAC-111 客机中，挡风玻璃是在外部安装的，因此舱内的气压反而会促使挡风玻璃的脱落。

然而谁也没想到，28 年后，相似的情景再一次发生。

2018 年 5 月 14 日清晨，从重庆江北机场起飞的四川航空 3U8633 航班飞往目的地拉萨贡嘎机场，执飞的是空客 A319 高原型飞机。

A319 飞机是从 A320 飞机系列衍生出的机型，其高原型飞机则在普通 A319 的基础上增加了更多氧气瓶，使得失压状态下的飞机能持续供氧一小时，是普通机型的 4 倍。此外，高原型 A319 的发动机推力也相应的增加，来保障高原缺氧时的发动机推力。这些都是高原起降飞机所必不可少的。

然而就在飞机即将飞过雅安境内，进入青藏高原的时候，驾驶舱右侧的前挡风玻璃突然毫无征兆的破裂脱落。空客 A319 的玻璃是由多层玻璃一起构成，厚达数厘米，其中还有除霜的加热系统。根据事故后的维修记录，破裂风挡玻璃为空客的原装件。

破裂的玻璃导致飞机开始失压，当飞机失压时，机舱内的空气也会逐渐变得和外界一样稀薄，如果不及时补充氧气，容易突发减压症和高原反应，并最终导致昏迷。而现代飞机在监测到机舱失压时，氧气呼吸面罩会自动脱落，尽可能的避免这一情况的发生。

机舱失压的另一特征是舱内没有固定住的物体会纷纷从破洞处涌向舱外，这也是由于舱内气压比外界高，空气扩散所带动的。机舱增压产生的压力并不低，通常的民航客机每平方米需要承受相当于 5 吨重物体的压力，为了承受这一压力，A319 的铝合金蒙皮厚度为 2mm，大约和硬币一样厚。

所幸两名飞行员都系好了安全带，没有出现英航 5390 机长这样被吸出舱外的情况，然而右侧的副机长仍然被强大的气流所吸到窗前，腰部扭伤，在乘务员的帮助下才拉回到座位上。驾驶舱的仪表盘也被吸偏了位置，客舱的小物件也飘的四处。

失压的飞机还会面临另一个险情，高速飞行的飞机使得风会高速的灌入破损的位置，相当于一场比台风更强烈的低温风暴，这一风暴可能会使得飞机内人员产生冻伤，或刮损飞机内部设施，造成进一步破坏。本次航班中，巨大的风力就吹开了因为失压而失效的驾驶舱门，灌入了客舱中。

所幸飞行员沉着冷静，及时将应答机调整到 7700，这是飞机发出紧急信号的代码，并着手紧急降低飞行高度。飞行高度的下降并不是无限制的，需要考虑飞机的安全水平，因此即使遇到失压这类紧急情况，也是逐步下降高度。

当时的飞行高度在 9800 米，速度大约 200m/s，这一高度的气温大约 -30℃，因此飞行员需要在严寒和狂风下操作飞机，严寒使得仪器变得不那么灵敏，操作也比较困难，而刺眼的狂风会使得飞行员看不清仪表盘，巨大的风噪也让飞行员难以与地面沟通。

不过此时并不是川航飞行员孤军奋战，

空军西部战区在发现 3U8633 航班异常下降后，立即清理了附近的空域，转交民航局临时调配使用。

民航西南空管局在收到 7700 紧急信号代码后也紧急清空了空域和机场的民航飞机。

在地面的配合下，飞机逐步降低高度，并回转 180°飞往成都，最终于 7:42 成功备降在成都双流机场。一位摄影爱好者拍到了这架飞机降落的照片。

除了经历这次险情的飞机上和地面上努力的人们，背后还有很多人在协同他们作战。

从增压机舱的发明到增压机舱的改进，都凝结着众多人的汗水，还有曾经的遇难者的鲜血。众多前辈用血与汗积累的经验和教训，成就了如今的飞行安全。

愿每一次起飞都平安降落。