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专利维度分析川航3U8633航班客机备降成都事件
发布者:木木 发布时间:2020-06-25 16:19 阅读:

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资料图:四川航空客机

6月2日,中国民航局公布了四川航空股份有限公司(以下简称川航)3U8633航班客机备降成都的事件调查报告。该事件发生于2018年5月14日(简称“5·14事件”),川航空客A319型客机执行3U8633重庆至拉萨航班,机上旅客119人,机组9人。事件发生时,客机在9800米高空巡航飞行,驾驶舱右侧风挡突然爆裂、脱落,飞机失压,旅客氧气面罩脱落,副驾驶一度被吸出窗外,机组宣布Mayday(国际通用遇难求救讯号)后,在机长的手动驾驶下成功备降落。该事件最终造成一人轻伤、一人轻微伤,飞机驾驶舱、发动机、外部蒙皮不同程度损伤,构成一起运输航空严重征候。

专利分析发现,空客、波音等国外飞机制造商并不重视风挡系统安全防护等方面的专利创新,这个现象值得高度重视。

一、对相关专利的检索与分析

(一)对空客公司在风挡玻璃设计方面的专利分析

“5·14事件”调查报告认定事件最大可能原因是飞机右风挡封严(气象封严或封严硅胶)可能破损,风挡内部存在空腔,外部水汽渗入并存留于风挡底部边缘。电源导线被长期浸泡后绝缘性降低,在风挡左下部拐角处出现潮湿环境下的持续电弧放电。电弧产生的局部高温导致双层结构玻璃破裂。风挡不能承受驾驶舱内外压差从机身爆裂脱落。鉴于上述原因,调查报告向空客公司提出了关于风挡玻璃设计方面的安全建议,建议空客基于川航“5·14事件”和历史类似事件建立失效模式,评估并改进风挡设计、选材和制造工艺,防止水汽侵入和存留在电加温系统,降低电弧产生的可能性,避免双层结构玻璃破裂。

检索发现,空客公司于2002年10月申请的US6905094B2号专利与空客相关风挡玻璃结构最为近似。该专利涉及一种用于将挡风玻璃固定到飞行器结构上的装置。为防止湿气渗入,该专利将螺钉头被诸如油脂或凡士林之类的物质覆盖,以限制水分的渗透;并在第一干气整体密封件上设置条纹,用于防止湿气渗入驾驶舱结构而可能导致的腐蚀。3U8633航班客机的使用时间已超过7年,如果其安装了US6905094B2号专利涉及的挡风玻璃固定结构,则螺钉头覆盖的油脂或凡士林可能早已失去功效或者整体密封件的条纹可能已经破损等。这些隐患如果没有及时发现和解决,有可能造成飞机右侧风挡出现封严破损和渗水等问题,所以风挡系统电弧探测、防护座舱安全防护、风挡检测等方面是避免“5·14事件”的关键。

(二)对风挡加温系统中电弧探测和防护方面的专利分析

“5·14事件”调查报告建议空客公司研究在风挡加温系统中增加对电弧的探测和防护功能。

专利检索发现,该领域专利申请较少,波音、空客没有申请相关专利,最重要的专利申请人是美国的PPG工业公司。PPG工业公司于2015年3月申请了JP5683486B2号专利,涉及维持风挡玻璃和系统操作性能的方法,用于监视玻璃特性的运行性能。其安装有用于检测水分的传感器、用于检测裂缝的传感器、用于检测电弧的传感器和用于测量透明涂层上的导电涂层温度的传感器等。当系统运行表现超出正常范围时,可以提出警告等。

如果川航3U8633航班上安装了类似JP5683486B2号专利的系统,可能可以避免“5·14事件”发生。

(三)对座舱安全防护措施方面的专利分析

“5·14事件”调查报告建议空客公司评估A319座舱安全防护措施的必要性。3U8633航班飞机右风挡第一次出现裂纹后,机长立即执行下降程序,在下降过程中,右风挡脱落,座舱爆炸性失压,机长转为处置座舱失压,副驾驶瞬间被强大的外泄气流带离座位。此时右座侧杆出现向前,同时自动驾驶仪断开,飞机姿态瞬间急剧变化,机长立即人工操纵飞机。机长曾试图用右手取出氧气面罩,但由于左手操纵侧杆,氧气面罩位于身体左后侧,且飞机抖动剧烈,主要精力用于控制状态,使用右手未能成功取出氧气面罩。从风挡爆裂脱落至飞机落地,机长未佩戴氧气面罩。其暴露在座舱高度10000英尺以上高空缺氧环境的时间为19分54秒。

虽然,风挡脱落后可能对飞行员和飞机造成严重安全威胁,但是座舱安全防护方面的专利申请数量很少,波音、空客公司均没有申请相关专利。最值得关注的是晨龙飞机(荆门)有限公司于2018年8月申请的CN108974367A号专利。该专利涉及一种飞机挡风玻璃脱落应急装置。挡风玻璃脱落后,所述应急装置的感受器第一时间发现并传递给控制器,控制器立即启动应急固定座椅将驾驶员固定在座椅上,避免驾驶员飞出座舱的危险,同时启动操作杆升温装置使驾驶员的手部保持灵活,能够有效地操作飞机,随即启动密封装置,形成一个三面密封的舱室并与驾驶舱后方的墙面形成密闭空间,避免高空压力过低与风速过高带来的一系列安全隐患,再启动氧气发生装置为驾驶员提供充足的氧气。

如果3U8633航班飞机上安装了类似装置,风挡玻璃脱落后,该装置可以有效避免飞行员出现长时间缺氧和受伤等情况。

(四)对飞机风挡检测方面的专利分析

“5·14事件”调查报告建议空客完善在役风挡检测方法,及时发现水气进入、绝缘性下降等安全风险;建议空客公司修订完善气象封严的检查程序和周期,以确保运营人能够及时识别两次定检期间出现的气象封严损失。3U8633航班飞机脱落的右侧风挡玻璃为该机原装件,投入运营至事发前,未有任何故障记录,也未进行过任何检修和更换工作,所以如何及时发现水气进入风挡结构、封严绝缘性开始下降等风险隐患非常重要。

飞机风挡检测方面的专利分布很少,波音、空客等公司没有申请相关专利,最值得关注的是晨龙飞机(荆门)有限公司于2018年8月申请的CN109204882A号专利,该专利涉及一种飞机挡风玻璃安全监测设备。所述设备工作时,先启动裂纹检测装置,自动对飞机挡风玻璃与挡风玻璃附近的机身进行检测,并与安全的测试数据进行对比和显示,判断安全状况;再启动密封检测装置,自动对挡风玻璃密封性进行检测并与并与安全的测试数据进行对比,判断安全状况。从而避免了高空飞机挡风玻璃脱落的安全隐患。

二、启示与建议

(一)建议中国民航局加强相关领域的适航管理工作

目前波音、空客、巴西航空工业、庞巴迪等主流飞机制造商很少研发风挡加温系统中电弧探测、座舱安全防护、飞机风挡检测等方面的专利技术,其中可能存在较大安全隐患,因为一旦发生风挡爆裂、脱落事件,有可能将造成灾难性后果。为了及时发现和排除安全隐患,建议民航局对相关问题进行深入研究,必要时可将“5·14事件”调查报告的有关建议上升为适航管理规定,强化国内民机在该领域的安全管理标准。

(二)国产民机制造商应当加强座舱风挡玻璃领域

为了保证国产民机的质量安全,建议国产民机制造商认真研究“5·14事件”的经验教训,可以考虑采购具有风挡加温系统电弧探测功能的产品;可以与相关公司开展座舱安全防护和风挡检测方面的技术合作;建议国产民机制造商加强该领域的研发和专利布局工作,在提高国产民机的安全性同时,建立国产民机在该领域的竞争优势。

(三)重视专利分析对飞行安全事故与事件调查的支持作用

国内研究人员从专利维度切入,先后分析了波音737 MAX8坠机事故和川航3U8633航班飞机备降成都事件,实践证明:专利分析可以深入了解当事方相关产品、技术的具体情况,可以迅速打破信息不对称的僵局,为事故调查和相关领域技术发展等方面提供重要支持;建议国内加强飞行安全事故与事件调查中的专利分析工作。(本文作者:陆峰)

 
 

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