失控減壓

失控減壓(Uncontrolled decompression),簡稱失壓,是指在密閉系統(例如飛機客艙)中氣壓無預期的降低,並且通常是因為人為錯誤、金屬疲勞、工程缺陷或是撞擊,導致壓力容器洩壓至比其周遭環境低壓或無法再加壓。

如此的減壓可分類為「爆炸性」、「快速」與「慢速」:

  • 爆炸性減壓(Explosive decompression,縮寫ED)是非常劇烈的,減壓過程太快而不能使氣體安全的從肺臟排出。
  • 快速減壓(Rapid decompression)仍然很快速,但是速度夠慢而能使肺臟洩氣。
  • 慢速平緩減壓(gradual decompression)發生得極為緩慢,以至於可能在缺氧前都不會被查覺到。

描述编辑

專有名詞失控減壓在此處是指有人在內的加壓機、船遭受無預期的減壓。舉例來說,一個位在高海拔的加壓客艙、一個太空載具或是高壓艙(hyperbaric chamber)。對於其他盛裝瓦斯液體化學試劑之加壓容器的災難性疏失來說,名詞「爆炸」是相當普遍使用的,而其他的特殊名詞像是BLEVE英语BLEVE則是形容特定情況。

減壓會因為加壓容器的結構缺陷或者是系統本身的加壓失敗而造成。[1][2] 減壓的速度與劇烈程度是受到加壓容器的大小、容器內外的壓力差距以及破洞的大小影響。

美國聯邦航空總署認定了三種有所區別的航空器減壓狀況類別:[1][2]

  • 爆炸性減壓
  • 快速減壓
  • 平緩減壓

爆炸性減壓编辑

爆炸性減壓發生的速度比氣體從肺部排出還快,通常少於0.1至0.5秒。[1][3] 如此狀況對於肺臟的傷害風險非常的高,同時未安全束縛的物體會因為爆炸的力量而變成拋體物,如同炸彈爆炸般的危險。

在航空器遭受爆炸性減壓後,機內會因為相對濕度的急速改變讓氣體降溫和冷凝而出現濃重的霧。戴氧氣面罩的軍事飛行員得進行施壓呼吸才能讓肺部持續正常的換氣。[4]

快速減壓编辑

快速減壓通常會經歷0.1至0.5秒,讓肺臟比客艙更快速的減壓。[1][5]肺部傷害的風險仍然存在,但與爆炸性減壓相比明顯的減低。

平緩減壓编辑

緩慢或漸進的減壓速度極慢以至於可能無法被人察覺到因此需要依靠儀器偵測。[1]這種型式的減壓可能會在飛機爬升時的加壓失敗中發生。2005年的太陽神航空522號班機空難事件就是一個例子,當時飛行員沒有查覺到飛機是否自動加壓並且也沒來得及對飛機失壓做出反應,最終因缺氧失去意識(與大部分的組員和乘客一樣)。

壓力容器的密閉和測試编辑

高壓容器的密封封條也容易受到爆炸性減壓的影響;用來密封加壓管路的O形環橡膠襯墊會充滿高壓的氣體。如果容器內的壓力迅速外洩則橡膠密封封條內的氣體就會劇烈的膨脹,導致起泡或是材料的爆炸。由於這個原因,軍事和工業上的設備普遍上會進行爆炸性減壓的測試以做安全認證。

迷思编辑

人體暴露在真空下會爆炸编辑

這個都市傳說是基於無法分辨兩種減壓狀況:第一個,是從正常壓力(1大氣壓)環境到真空(0大氣壓)環境;第二個,是從異常高壓(數倍大氣壓)環境到正常壓力環境。

對於第一種,從1大氣壓到真空的急速改變比較常見。太空探索和高海拔航空中的研究和實驗顯示,當直接暴露在太空的極端環境時會造成膨脹,而皮膚會因為富有彈力而足以抵擋1大氣壓的降低,儘管在數秒之後缺氧會造成失去意識。[6][7]如果強行憋氣的話可能會對肺部造成氣壓性損傷(肺泡破裂)。

第二種較少見,在正常情況下只會發生在水肺潛水。事實上,只有發生過一個完整記錄的事件:1983年北海Byford Dolphin英语Byford Dolphin事件,當時一個突如其來從9大氣壓降至1大氣壓的災難性減壓造成了大規模和致命的氣壓性損傷,包括一位潛水員真實的爆炸。與詹姆斯龐德的系列電影殺人執照中的科幻性死亡相似,電影中一位角色的頭在潛水室中因為快速減壓而爆炸。而上述狀況在1大氣壓正常環境降至真空環境的情況中是不可能發生的。

子彈會造成爆炸性減壓编辑

飛機機身有翼肋結構來預防撕裂;破洞的大小是決定減壓速度的原因之一,而子彈孔太小而不至於造成爆炸性或快速減壓。

一個小洞就會讓人被吸出機身编辑

電視節目《流言終結者》非正式的用一架加壓的飛機對這種情況進行了數種規模的測試。《流言終結者》的實驗結果認為客艙的設計不會讓這種狀況發生。

1988年的阿羅哈航空243號班機事故中,該架飛機客艙頂部(約18乘以25呎)有一大片結構破裂分離,導致空服員克拉拉貝爾·蘭辛(C.B. Lansing)被吹走;事後報告陳述了她是被從破洞「掃出艙體」而非「吸出艙體」。2005年第三季的加拿大紀錄片節目為243航班拍攝的《空中浩劫》記錄了:飛機的「撕裂線」結構應該要能防止大規模的機體破裂。由機上乘客的目擊(包括其中一個陳述:空服員的雙腿從機頂消失)、包含了NTSB相片的法庭證據和應力計算,[8] 專家們推斷該空服員最初是被破洞吸住:這個狀況導致了10大氣壓力的受阻,因此進一步造成了更大的材質疲勞。[9] 工程師檢視了裂縫,認為一個侵入可能是由於氣流撞擊在蘭辛的身上所造成。[10]

減壓傷害编辑

 
NASA 候選太空人在高空艙訓練過程中接受低氧症跡象監測

以下的物理傷害會跟減壓事故有關:

國際標準编辑

降壓暴露評分(DEI)是一個FAA用來實行與減壓有關的設計指示承諾的物理模組。該模組是依據暴露在某壓力下的物體以及該暴露時間這兩個在減壓事故中最重要的變數。[17]

其他爆炸性減壓測試的美國國內和國際的標準包括:

著名的減壓意外和事件编辑

減壓事件對於軍事和民用飛機來說是普遍的,每年全球大約發生40至50起的事故。[18]造成減壓的大部分原因是相對可以由飛行組員所控制的。[11] 因此乘客和飛機不會遭受任何不良影響,減壓事件由此不被認為是值得注意的。 [11] 因減壓事件而受到傷害是很少見的。[11]

減壓事件不會只發生在航空載具上—Byford Dolphin英语Byford Dolphin事故就是發生在鑽油平台上的一個爆炸性減壓的例子。減壓事故是一個因其他問題所造成的結果(像是爆炸或空中相撞),但減壓事故會惡化最初的問題。

事件 日期 加壓船艦 事件類型 死亡數目/船艦上總人數 減壓類型 肇因
英國海外航空781號班機 1954 哈維蘭彗星型 意外 35/35 爆炸性減壓 金屬疲勞
南非航空201號班機 1954 哈維蘭彗星型 意外 21/21 爆炸性減壓[19] 金屬疲勞
環球航空2號班機 1956 洛歇L-1049超級星座式 意外 70/70 爆炸性減壓 空中相撞
1961年尤巴城B-52戰機墜毀事件 1961 B-52同溫層堡壘轟炸機 意外 0/8 慢速或快速減壓 (未確定)
Volsk parachute jump accident英语Pyotr Dolgov 1962 壓力裝 意外 1/1 快速減壓 從氣球跳下時與吊籃碰撞
Strato Jump III英语Nick Piantanida 1966 壓力裝 意外 1/1 快速減壓 壓力裝失效[20]
阿波羅計劃太空衣測試事故 1966 阿波羅A7L太空衣 意外 0/1 快速減壓 氧氣管線連接器故障[21]
联盟11号 1971 联盟号宇宙飞船 意外 3/3 快速減壓 壓力平衡閥因煙火分離充電故障而受損[22]
英國歐洲航空706號班機 1971 維克斯-阿姆斯特朗Vanguard型 意外 63/63 爆炸性減壓 後端壁破損導致尾翼脫落
溫莎事件(美國航空96號班機) 1972 麥道DC-10 意外 0/67 快速減壓[23] 貨艙門未上鎖導致在空中開啓
美國國家航空27號班機 1973 麥道DC-10 意外 1/116 爆炸性減壓[24] 引擎故障造成的碎片擊中機身
土耳其航空981號班機 1974 麥道DC-10 意外 346/346 爆炸性減壓[25] 貨艙門未上鎖導致在空中開啓
嬰兒空運行動事故 1975 C-5A運輸機 意外 155/330 爆炸性減壓 維修失誤造成貨艙門在空中開啓
英國航空476號班機 1976 霍克薛利三叉戟3B型 意外 63/63 爆炸性減壓 空中相撞
大韓航空902號班機 1978 波音707 被擊落 2/109 爆炸性減壓 誤闖蘇聯領空後被蘇聯軍機擊中
沙特阿拉伯航空航空162號班機事故 1980 洛歇L-1011 意外 2/292 爆炸性減壓 輪胎爆裂導致的碎片擊中機身
遠東航空103號班機 1981 波音737 意外 110/110 爆炸性減壓 機身金屬疲勞及腐蝕導致空中解體
英國航空9號班機 1982 波音747 意外 0/263 慢速减压 飞入火山灰云导致引擎全部熄火,机舱缓慢减压(引擎重启后恢复增压)
Byford Dolphin accident英语Byford Dolphin#Diving bell accident 1983 Diving bell英语Byford Dolphin 意外 5/6 爆炸性減壓 人爲錯誤,缺乏失效安全設計
大韓航空007號班機 1983 波音747 被擊落 269/269 快速減壓[26][27] 誤闖蘇聯領空後被蘇聯軍機擊中[28]
日本航空123號班機 1985 波音747 意外 520/524 爆炸性減壓 後端壁破損的不當修理導致垂直尾翼脫落
印度航空182號班機 1985 波音747 恐怖攻擊 329/329 爆炸性減壓 炸彈爆炸導致客機解體
1985年皇家約旦航空Alia號事故 1985 洛歇L-1011 意外 0/? 快速減壓 火警導致客艙後端壁破損[29]
LOT波蘭航空5055號班機 1987 伊留申-62M 意外 183/183 快速減壓 引擎起火導致飛機解體
阿羅哈航空243號班機 1988 波音737 意外 1/95 爆炸性減壓[30] 金屬疲勞導致飛機外殼破損
伊朗航空655號班機 1988 空中巴士A300 被擊落 290/290 爆炸性減壓 被美軍擊落
洛克比空難(泛美航空103號班機) 1988 波音747 恐怖攻擊 259/259 爆炸性減壓 貨艙炸彈爆炸導致飛機解體
聯合航空811號班機 1989 波音747 意外 9/355 爆炸性減壓 貨艙門鎖設計不當引致艙門在空中打開
法國聯合航空772號班機 1989 麥道DC-10 恐怖攻擊 170/170 爆炸性減壓 炸彈爆炸引致飛機解體
蘇城空難(聯合航空232號班機) 1989 麥道DC-10 意外 111/396 爆炸性減壓 尾部引擎炸裂损害了液压控制系统,使飞机失去姿态操纵,被迫以极高速降落。
英國航空5390號班機 1990 英國航太BAC 1-11 意外 0/87 快速減壓[31] 飛機駕駛室擋風玻璃因安裝不當致在壓力下脫落
環球航空800號班機 1996 波音747 意外 230/230 爆炸性減壓 飛機油箱爆炸導致解體
Progress M-34 docking test英语Progress M-34#Collision 1997 Spektr英语Spektr space station module 意外 0/3 快速減壓 在軌道中碰撞
Lionair 602號班機 1998 安托諾夫An-24RV 被擊落 55/55 快速減壓 便攜式防空導彈擊落
1999年南達科塔州里爾35型事故 1999 里爾35 意外 6/6 慢速或快速減壓 (未確定)
澳大利亞「鬼航班」英语2000 Australia Beechcraft King Air crash 2000 Beechcraft Super King Air英语Beechcraft Super King Air 意外 8/8 Decompression suspected (未確定)
中美軍機碰撞事件(81194事件、海南島事件) 2001 EP-3偵察機 意外 0/24 快速減壓 空中相撞
巴西天馬航空9755號班機 2001 福克100 意外 1/82 快速減壓 引擎故障造成的碎片擊中機身 [32]
中華航空611號班機 2002 波音747 意外 225/225 爆炸性減壓 維修失當造成機尾金屬疲勞並脫落
巴什克利安航空2937號班機 2002 圖-154M 意外 69/69 爆炸性減壓 空中相撞
太阳神航空522号班机空难 2005 波音737-31S 意外 121/121 慢速減壓 飛機工程師做完機艙加壓測試後,忘記把加壓掣從「手動模式」變回「自動模式」,導致高空失壓[33]
阿拉斯加航空536號班機 2005 麥道MD-80 事故 0/142 快速減壓 操作員失誤,行李裝載車在登機口發生碰撞[34]
澳洲航空30號班機事故 2008 波音747-438 事故 0/365 快速減壓[35] 氧氣樽爆炸導致機身受損
西南航空2294號班機事故 2009 波音737 事故 0/131 快速減壓 金屬疲勞[36]
西南航空812号班机事故 2011 波音737-300 事故 0/123 快速減壓 金屬疲勞[37]
四川航空8633号班机事故 2018 空中巴士A319 事故 0/119 快速減壓 风挡导线破损产生高温电弧损坏风挡玻璃。

參見编辑

參考文獻编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 AC 61-107A - Operations of aircraft at altitudes above 25,000 feet msl and/or mach numbers (MMO) greater than .75 (PDF). 美国联邦航空管理局. 2007-07-15 [2008-07-29]. (原始内容存档 (PDF)于2008-06-27). 
  2. ^ 2.0 2.1 Dehart, R. L.; J. R. Davis. Fundamentals Of Aerospace Medicine: Translating Research Into Clinical Applications, 3rd Rev Ed.. United States: Lippincott Williams And Wilkins. 2002: 720. ISBN 978-0-7817-2898-0. 
  3. ^ Flight Standards Service, United States; Federal Aviation Agency, United States. Flight Training Handbook. U.S. Dept. of Transportation, 美国联邦航空管理局, Flight Standards Service. 1980: 250 [2007-07-28]. 
  4. ^ Robert V. Brulle. Engineering the Space Age: A Rocket Scientist Remembers (PDF). AU Press英语Athabasca University Press. 2008-09-11 [2010-12-01]. (原始内容 (PDF)存档于2011-09-28). 
  5. ^ Kenneth Gabriel Williams. The New Frontier: Man's Survival in the Sky. Thomas. 1959 [2008-07-28]. 
  6. ^ Advisory Circular 61-107 (PDF). 美国联邦航空管理局: table 1.1. [2014-07-23]. (原始内容存档 (PDF)于2014-02-11). 
  7. ^ Flight Surgeon's Guide. 美国空军. [2014-07-23]. (原始内容存档于2007-03-16).  |chapter=被忽略 (帮助)
  8. ^ Matt Austin. Fluid Hammer calculations. 2001 [27 June 2011]. (原始内容存档于2015-05-03). 
  9. ^ The Honolulu Advertiser. Engineer fears repeat of 1988 Aloha jet accident. 2001 [27 June 2011]. (原始内容存档于2008-01-31). 
  10. ^ Revisiting Aloha Airline Flight 243 (PDF). School of chemical and materials engineering, National University of Science and technology, Pakistan: 26 et seq. [2014-07-23]. (原始内容 (PDF)存档于2014-08-24). 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 Martin B. Hocking, Diana Hocking. Air Quality in Airplane Cabins and Similar Enclosed Spaces. Springer Science & Business. 2005 [2008-09-01]. ISBN 3-540-25019-0. 
  12. ^ 12.0 12.1 Bason R, Yacavone DW. Loss of cabin pressurization in U.S. Naval aircraft: 1969-90. Aviat Space Environ Med. May 1992, 63 (5): 341–5. PMID 1599378. 
  13. ^ Brooks CJ. Loss of cabin pressure in Canadian Forces transport aircraft, 1963-1984. Aviat Space Environ Med. March 1987, 58 (3): 268–75. PMID 3579812. 
  14. ^ Mark Wolff. Cabin Decompression and Hypoxia. theairlinepilots.com. 2006-01-06 [2008-09-01]. (原始内容存档于2020-03-16).  外部链接存在于|publisher= (帮助)
  15. ^ Robinson, RR; Dervay, JP; Conkin, J. An Evidenced-Based Approach for Estimating Decompression Sickness Risk in Aircraft Operations (PDF). NASA STI Report Series. [2008-09-01]. (原始内容 (PDF)存档于2008-10-30). 
  16. ^ Powell, MR. Decompression limits in commercial aircraft cabins with forced descent. Undersea Hyperb Med. 2002,. Supplement (abstract) [2008-09-01]. (原始内容存档于2011-08-11). 
  17. ^ Amendment 25-87. 美国联邦航空管理局. [2008-09-01]. (原始内容存档于2009-02-02). 
  18. ^ Rapid Decompression In Air Transport Aircraft (PDF). Aviation Medical Society of Australia and New Zealand. 2000-11-13 [2008-09-01]. (原始内容 (PDF)存档于2010-05-25). 
  19. ^ Neil Schlager. When technology fails: Significant technological disasters, accidents, and failures of the twentieth century. Gale Research. 1994 [2008-07-28]. ISBN 0-8103-8908-8. 
  20. ^ Shayler, David. Disasters and Accidents in Manned Spaceflight. Springer. 2000: 38 [2014-07-23]. ISBN 1852332255. (原始内容存档于2014-10-01). 
  21. ^ Two MSC Employees Commended For Rescue in Chamber Emergency (PDF), Space News Roundup 6 (6) (Public Affairs Office of the 美国国家航空航天局 林顿·约翰逊太空中心), January 6, 1967, 6 (6): 3 [July 7, 2012], (原始内容存档 (PDF)于2016-12-22) 
  22. ^ Ivanovich, Grujica S. Salyut - The First Space Station: Triumph and Tragedy. Springer. 2008: 305–306 [2014-07-23]. ISBN 0387739734. (原始内容存档于2014-09-29). 
  23. ^ Aircraft accident report: American Airlines, Inc. McDonnell Douglas DC-10-10, N103AA. Near Windsor, Ontario, Canada. June 12, 1972. (PDF). 國家運輸安全委員會. 1973-02-28 [2009-03-22]. (原始内容存档 (PDF)于2017-10-25). 
  24. ^ 存档副本. [2014-07-23]. (原始内容存档于2014-07-28). 
  25. ^ FAA historical chronology, 1926-1996 (PDF). 美国联邦航空管理局. 2005-02-18 [2008-07-29]. (原始内容 (PDF)存档于2008-06-24). 
  26. ^ Brnes Warnock McCormick, M. P. Papadakis, Joseph J. Asselta. Aircraft Accident Reconstruction and Litigation. Lawyers & Judges Publishing Company. 2003 [2008-09-05]. ISBN 1-930056-61-3. 
  27. ^ Alexander Dallin. Black Box. University of California Press. 1985 [2008-09-06]. ISBN 0-520-05515-2. 
  28. ^ United States Court of Appeals for the Second Circuit Nos. 907, 1057 August Term, 1994 (Argued: April 5, 1995 Decided: July 12, 1995, Docket Nos. 94-7208, 94-7218
  29. ^ Hill, Richard G. Investigation and Characteristics of Major Fire-Related Accidents in Civil Air Transports Over the Past Ten Years (PDF). AGARD英语AGARD ("Paper reprinted from Conference Proceedings No. 467-1: Aircraft Fire Safety"): 7, 17–18. c. 1989 [July 7, 2012]. (原始内容存档 (PDF)于2014-08-04). 
  30. ^ Aging airplane safety. 美国联邦航空管理局. 2002-12-02 [2008-07-29]. (原始内容存档于2009-02-02). 
  31. ^ Human factors in aircraft maintenance and inspection (PDF). 民用航空管理部门列表. 2005-12-01 [2008-07-29]. (原始内容 (PDF)存档于2008-10-30). 
  32. ^ Fatal Events Since 1970 for Transportes Aéreos Regionais (TAM). airsafe.com. [2010-03-05]. (原始内容存档于2010-02-22). 
  33. ^ Aircraft Accident Report - Helios Airways Flight HCY522 Boeing 737-31S at Grammatike, Hellas on 14 August 2005 (PDF). Hellenic Republic Ministry Of Transport & Communications: Air Accident Investigation & Aviation Safety Board. Nov 2006 [2009-07-14]. (原始内容存档 (PDF)于2011-06-05). 
  34. ^ 存档副本. [2014-07-23]. (原始内容存档于2018-01-20). 
  35. ^ Qantas Boeing 747-400 depressurisation and diversion to Manila on 25 July 2008 (新闻稿). Australian Transport Safety Bureau英语Australian Transport Safety Bureau. 2008-07-28 [2008-07-28]. (原始内容存档于2008-08-03). 
  36. ^ Hole in US plane forces landing. BBC News. 2009-07-14 [2009-07-15]. (原始内容存档于2009-07-16). 
  37. ^ Southwest Jet Had Pre-existing Fatigue. Fox News. 2011-04-03 [2014-07-23]. (原始内容存档于2013-11-16). 

外部連結编辑