飞行员应该了解的高空生理学、缺氧现象和快速释压方面的相关知识

资料来源：空管在线收集整理
http://www.qixianglu.cn/558366.html
发表时间：2004-6-12 16:34:00  [译者按] 中国民航《公共航空运输承运人运行合格审定规则》（121部）中第121.419条d项规定："在7600米(25000英尺)以上高度的飞行中服务的机 组成员，应当接受下列内容的教育：(1)呼吸原理； (2)生理组织缺氧； (3)高空不供氧情况下的有知觉持续时间； (4)气体膨胀； (5)气泡的形成； (6)减压的物理现象和事件。"南航的《训练大纲》也规定飞行人员应急生存训练的内容应包括高空生理学的知识。译者翻译的这篇文章介绍的正是这方面的知 识。原文写于1999年一架Lear 35型飞机因不明原因的飞行员失能而失事之后。作者Linda D. Pendleton拥有一万小时喷气机经历，是前奖状（Citation）飞机的教员以及飞安国际（FlightSafety International）的计划经理，拥有30种Lear机型和全系列奖状飞机的型别等级。他的这篇文章被认为是关于高空生理学和释压方面最为权威的 论文。

飞行员已经完全失能或者已经死亡，一架幽灵般的飞机却正在飞越各地——

这听起来好像是好莱坞一部蹩脚灾难片的剧本。然而不幸的是，最近发生的事件让我们很想知道这一切是如何真实发生的。我们也许永远也不会知道真相，但我们可以看看高空飞行的一些相关因素，找找一些可能的事故原因。同时我们可以吸取教训。

飞行的环境

当 我向一些正在复训的有经验的喷气机飞行员询问他们中有多少人经过FAA的生理学训练课程训练时，我总是很吃惊。通常只有不到半数的人有机会受到这种有价值 训练。我们长时间地呆在我们整洁舒适的驾驶舱里，离外面不适合生存的环境仅数英尺。我们很少想到万一我们小心维持的舒适环境失效时外面的温度如何以及给我 们的反应时间有多长。

喷气飞机被设计成可以在高空有效率地工作而我们人类不是。任何时候当我们在高于我们适应的高度上活动时，危险就存在。不管你如何评估自己的能力（包括战争故事中的那些英雄和硬汉们），你的身体都会感受到所处环境的存在，同时也会受到气体浓度和环境压力的影响。

从 生理学的角度来看大气可以被认为是不变的常数。虽然我们常常说在高空空气变稀薄了，维持生命所必需的氧气也少了，但实际上大气的成分随着高度的变化而保持 不变。氧气在空气中的比例虽然恒定保持在21%，但一定体积空气里氧气分子的个数随高度的增加、压力的下降而减少。就像一美元的21%和一美分的21%一 样，百分比不变而价值不同。大气成分中剩下的79%主要是氮气（79%）、二氧化碳（0.3%）、惰性气体（1%）和水气。

大气的物理特性

压 力：大气压力实际上就是我们测量地点上方所有的气体分子的重量之和。由于在较高的高度上测量点上方的分子数目较少，所以你可以看到随着高度的增加压力是减 小的（见图一）。最明显的密度变化发生在海平面到5000英尺之间；因此，即使在一架增压的飞机中也必须考虑到压力和密度的变化问题。

国际标准大气（ISA）是指在海平面15°C（59°F）的干燥空气的平均压力为29.92英寸汞柱（760毫米汞柱）的大气。这个标准也用相同温度下14.7psi或1013.2百帕来表示。




图一 压力随高度变化图

温度：地球的表面依靠太阳辐射来取暖。太阳辐射随后再反射回大气中，这些 直接和反射的太阳辐射对直接加热大气作用很小。大气主要是靠温暖的地球来直接加热的，因此大气的温度是随着高度的增加而降低的——直到到达高约35000 英尺的对流层顶为止。在到达对流层顶之后大气温度相对保持恒定。干燥大气的温度垂直递减率是每1000英尺减少3.56°F (1.98°C)。

气体定律
大气作为数种气体的混合体服从气体方面几个的物理定律。对这些定律的理解能够帮助理解高度的影响和人体内气体的作用。

道 尔顿定律告诉我们任何气体的混合体（压力和容积不变）的总压力等于混合体中单个气体压力（也称局部压力）之和。同样，每一种气体的局部压力与该气体占混合 体的百分比对应成比例。因为氧气在大气中的比例恒定保持21%，道尔顿定律让我们能够计算出在任何高度上大气中氧气的局部压力。

我们后面就会看到人体如何受大气中气体压力的影响。周围空气中可提供的氧气的局部压力很关键——它决定了人体缺氧情况何时发作以及发作强度。

亨 利定律表明溶解在一种溶液里的气体数量与作用在溶液上该种气体的局部压力大小成正比。一瓶碳酸饮料可以为我们演示这个定律。当我们打开瓶盖时，饮料里的二 氧化碳（CO2）会慢慢地扩散到大气中去，直至饮料中的CO2压力与周围空气中的CO2压力相等为止。然后这瓶饮料就会变得很"没劲"。

波尔定律表明当温度恒定时气体的体积与其所受压力成反比。气体在其所受压力减小时体积会增大。这条定律适用于所有气体，即使是人体体内的气体也一样。把海平面一定体积的气体在放到18000英尺时其体积会膨胀为原来的约两倍，放到50000英尺时会膨胀为原来的近9倍。

格 雷厄姆定律告诉我们高压区的气体会向低压区施加一个力。如果气体之间存在一个透膜或半透膜，那么气体会透过膜由高压区向低压区扩散。这种扩散将会一直持续 到膜两边的气体压力相等为止。格雷厄姆定律适用于所有气体并且一个混合体中的每一种气体都会独立运动。这样，两种或更多种气体透过同一个膜做不同方向的扩 散就成为可能。实际上，这就是氧气如何在细胞和组织中传输的原理。

高度是如何影响人体的

好 了，物理课就上到这里。那么这一切又是如何影响我们的身体的呢？当我们谈到高度对人类身体的影响以及高空病时，我们总会想到"高"空并将其定位为高度层 （Flight Level）的某处。实际上并不一定如此，长时间处于任何高于你日常生活的高度，你的身体都会有反应。如果沿海的加利福尼亚居民到了海拔一英里高的丹佛， 那他干任何事都不会像丹佛本地人那么有效率。可是绝大多数丹佛人都不会认为丹佛的地面是"高空"。

接下来的讨论适用于所有的飞行员——喷气机的、直升机的、休闲运动的，以及滑翔机爱好者。

人体是如何使用氧气的

让 我们从我们的身体在正常情况下如何获得、运输和使用氧气入手，来开始关于高度如何影响人体的讨论吧。这时，那些气体定律的重要性就会变得更加明显。我们都 清楚氧气在进行燃烧和氧化时是必需的。基于同样的原因，氧气在人体里也是必需的——用以维持为生命提供能量的养料的氧化作用。



图二 人体内呼吸作用的工作图

血 液里的氧气只有极少数是以血浆里的溶解形式运输的。绝大多数的氧气——接近98%——是由红血球里的血色素分子运输的。血色素结合和运送氧气的能力取决于 周围环境中的氧气压力。较高的氧气压力使血色素能够携带较多的氧气；较低的氧气压力则会使血色素放弃氧气的趋势增加。正是这种（随压力条件）变化的结合特 性，使血液能够从肺部获得氧气并运送到正在进行新陈代谢的组织那里。血色素的这种特性也导致了众所周知的"氧气分离曲线"（见图二）。我们已经知道了氧气 压力随高度增加而近似线性地减小，但血色素的携氧能力却遵从着大不相同的变化曲线。在略高于20000英尺的高度上血色素的携氧能力急剧减弱。



图三 氧气分离曲线

在 海平面高度上，空气以760毫米汞柱（mmHg）的压力进入肺部，其中氧气的局部压力大概是160mmHg（即760mmHg的21%）。但流经肺部的血 液并不直接与来自大气的空气相接触。血液接触到的是肺泡空气——肺泡中含有的气体混合体——其中氧气仅占14%（这是因为其中加入了你吸入的水气以及从组 织流回的血液所释放出的二氧化碳）。肺泡空气中氧气的局部压力为760mmHg的14%即106.4mmHg。肺泡空气中的二氧化碳占5.5%（与之相 比，大气中则只占不到1%），其局部压力为41.8mmHg。

从组织流回的血液中血色素所携带的氧气，其压力约为 40mmHg，格雷厄姆定律决定了氧气会从高压部分的肺泡空气向血液里扩散，而二氧化碳则从血液向肺泡部分扩散。相反的过程发生在富含氧气的血液到达平均 氧气压力为20mmHg的组织的时候。如此低的氧气压力（20mmHg）会使血色素将氧气释放到组织里，与此同时二氧化碳从组织扩散到血液中（组织里二氧 化碳的平均压力为50mmHg，而且，这还取决于组织的活动强度）。所有这些关于高空的讨论是不是已经让你感到有些喘不过气来了？

正 常情况下对健康的个体来讲，海平面的大气压力足够使离开肺部的血液的氧气浓度接近完全饱和（97%）。在10000英尺的高空这种饱和度降到了接近90% ——仍然足够支持普通的生命功能（以医生的角度来看，93%的氧气饱和度是维持正常功能的底线）。在派克峰顶（海拔约14500英尺，气压 438mmHg）氧气饱和度下降到80%。许多人如果在这种环境下呆一段时间就会患上高山病或者高空病：眩晕、恶心、虚弱、呼吸过度、不协调、思维迟缓、 视线变暗以及心跳加速。在25000英尺的高空，氧气饱和度仅为55%，人呆在这里将会失去意识。（请注意在25000英尺高度上肺泡空气中氧气的局部压 力为281.8mmHg的14%即39.5mmHg——略低于正常从组织流回的静脉血里的氧气压力，那么高于25000英尺你认为氧气会向那个方向扩散 呢？）

现在，一些机敏的飞行员开始携带一种叫做"脉冲血氧计"的小仪器（见图三），将它夹在手指上，通过向指尖的动脉血管发射一束轻微的电波，可以测到血液中的氧气饱和度并以数字形式显示出来。把它当作一个"缺氧计"可以让你随时准确地知道自己的缺氧情况。



图四 脉冲血氧计

缺氧的种类

不管引起缺氧的原因如何，缺氧对飞行技能的影响以及其发作的症状都是相同的。但看看不同的起因还是有好处的，这样当其中一个或几个因素存在的时候，我们可以警惕缺氧情况的发生。

供 给不足型缺氧（Hypoxic hypoxia） 飞行员们常常称之为"高度缺氧"（altitude hypoxia）。这是一种由于缺乏可供呼吸的氧气或者吸入空气中氧气的局部压力过低引起的缺氧现象。是当我们在不增压飞行中或在座舱高度高于5000英 尺的增压飞行时，遇到的典型缺氧现象。虽然严格来讲，我们即使在只高于我们适应的环境几百英尺的高度上活动也会有某种程度的缺氧，但是缺氧现象在高高度不 增压飞行中更为明显些。事实上，如果没有其它因素的作用，供给不足型缺氧在5000英尺以下并不明显。

供给不足型缺氧的发生是因为肺部吸入的氧气压力和血液及组织中的氧气压力之间的差值越来越小，而血色素和氧气的结合能力正是受这个差值影响。这个差值越大，血色素携氧能力越强。随着这个压力差值越来越小，血色素携带和运输氧气就变得越来越困难。

贫血型缺氧（Anemic Hypoxia） 贫血型缺氧是指任何时候即使吸入的空气中有足够的氧气但血液的携氧能力却降低了的缺氧现象。有多种情况可以使这种缺氧现象发生。

能 够导致健康的、有活力的红血球数目减少的情况（贫血或红血球减少、失血、血细胞变异、疾病等等）都将削弱血液向组织供氧的能力。还记得以前的广告老是警告 说"为贫瘠的血液加铁"吗？铁是血红素细胞中的功能部分，正是铁使血红素成为生命中不可缺少的要素。另外相对于可供红血球数目的减少，任何干扰血红素运送 氧气能力的物质或者任何能取代融入血红素中的氧气的物质也将影响到可以提供给细胞的氧气。

对于血红素运输氧气最常见的破 坏者就是一氧化碳。一氧化碳与血红素结合的能力要比氧气容易200-300倍，而且一旦结合极难去除。吸烟者会发现与他们的血红素结合的一氧化碳会令他们 缺氧症状发作的起始高度降低2000-3000英尺。这种影响并不局限于吸烟者，任何暴露于吸烟环境的人都会不同程度地受到影响。（下次你给一群醉鬼志愿 当司机时记住这一点。即使不喝酒也不感到疲倦，但你只需在烟雾缭绕的酒吧里坐上几个钟头，你的表现也会受到影响。）化学药品，如磺胺类药剂和亚硝酸盐药剂 （存在于食品的防腐剂中），也可以对血红素携带和运输氧气的能力产生负面影响。

组织霉素型缺氧（Histotoxic hypoxia） 这是细胞呼吸作用的一种中断。也许有足够的可吸入氧气可以让血液和血红素完全饱和，但是等待和需要氧气的细胞却因为细胞毒素的存在而无法使用氧气。能引起 这类影响的最常见的细胞级毒素就是酒精。虽然其它毒素如氰化物和某些麻醉品也可以引起细胞呼吸作用的中断，但酒精是最常见的。

现 在，我们都明白酒精对于飞行的危害性，而且我也不是在暗示任何的职业飞行员会去刻意地违反那些规章和指导。然而，许多飞行员却依然可能受到酒精的伤害而且 不知道问题（或问题的原因）的所在。还记得前面提到的"为贫瘠的血液加铁"吗？要警惕一些"滋补品"和"益寿制品"被当作药品使用了。请仔细阅读你想要服 用的任何经过直销途径得到的药品或者滋补品。尽管许多制造商都已去除或减少了液体药品中的酒精成分，但你可能会对其中仍然存在一定百分比的酒精感到意外。 在一种很普遍的"为贫瘠的血液加铁"的维生素补充品中，含有12%的酒精！



图五 三种缺氧形式

不同高度上缺氧的影响

缺氧是一种隐性的和累积式的情况，而且飞行员几乎无法察觉。你应该始终明白在没有足够的备份氧气的情况下，你将在对自己能力一直保持绝对信心的同时逐步丧失能力。

伴随着氧气饱和度的降低，生命功能会遭受明显的破坏。从93%的氧气饱和度（被认为是维持正常生命功能的底线）开始，视觉方面的问题会开始出现。氧气饱和度的降低会使得意识快速地变得模糊起来。

正如前面提到的，请牢记虽然氧气的局部压力随高度增加而近似线性地减小，但血色素的携氧能力却遵从着大不相同的且更致命的变化曲线。让我们来看看随着高度的增加，一个普通的健康个体会产生的一些典型缺氧症状吧。

5000英尺 这个高度被大多数人认为是一个"低"高度。人眼睛的视网膜比起身体其它器官来对氧气的需求更为苛刻——即使相对于消耗氧气总供给量30%的大脑来说。在这样"低"的高度上眼睛会感到功能上的退化，其中最明显的是对于夜视的能力。

在 这个高度上夜间飞行，仪表和航图更容易被看错，地貌和地面灯光也更容易被误判。当我带着学员在座舱高度为8000英尺的环境中经过长途飞行后，在飞越莫哈 韦沙漠（Mojave Desert，在美国加利福尼亚西南——译者注）时，我的学员们总能体会到一种令他们瞠目结舌的震撼。在让他们注视黑暗沙漠表面上可辨别的地标后，我让他 们吸几分钟100%的纯氧。在吸氧后所有的学员都毫无例外地被从黑暗中"跳"出来的那些地标震惊了。大部分学员在体会这一幕之前都对此有所耳闻，但没有一 个对这种神奇的效果做好了充分的准备。这种程度的缺氧是极其不易察觉的，因为在这种环境下多数飞行员感觉他们正处在巅峰的状态。我们需要额外的警惕以防漏 掉航图上的重要定位点或看错仪表。

10000英尺 夜晚的视力此时减弱了15-25个百分点。氧气饱和度已经降到90%，你的大脑正接受着最低限度的氧气供给。这个高度绝对是你可以信赖自己全部功能的最高 高度，虽然你的判断力事实上已经受到了损害。亢奋的精神状态阻碍着你对自己的能力进行正确的自我评估。在这个高度上呆上4个小时或更长时间，身体的缺氧反 应例如刺痛和头痛可能都不会很明显，而这时你的判断能力实际早已不存在了。高于10000英尺时氧气饱和度和人的能力都会急剧地降低。

14000 英尺 血液的氧气饱和度现在降至85%。在这个高度上你将更加失能。视线将变暗，你将感受到判断力、记忆和思考方面严重的衰退。可是判断力的受损将使你对自己的 能力仍然感觉良好。如果在这个受损阶段缺氧现象没有被确认并纠正的话，那在这之后也不太可能再被确认了。你处在极度的危险之中。

16000英尺 比前一个高度只高了2000英尺，但你将表现得好象是喝了一大瓶酒一样。你血液的氧气饱和度降至79%而你将严重失能。你将变得兴奋、好斗、分不清方向或者三者兼有。你也将变得失去理智、不可信赖和危险。如果你是一个人，你生还的机会正快速地逝去。

18000英尺 在这个高度上，你会失去所有有用的生命功能，虽然你可能仍然自我感觉不错！血液的氧气饱和度降至73%，你的大脑会很痛苦。大概30分钟后你就会死去。

20000英尺 如果这时你还未崩溃，那也为期不远了。血液的氧气饱和度降至71%。这个高度上人的意识只能维持5-15分钟，超过这个时间就会导致死亡。

25000英尺 别玩火！血液的氧气饱和度现在降到了足以致命的水平。人的意识只能维持3-6分钟，死亡紧随其后。高于这个高度，碰上一次快速释压可能会引起许多压力方面的疾病。请记住，这个高度仅仅相当于许多现代飞机验证高度的一半！

是什么决定着你的缺氧反应

要准确地说出缺氧反应何时开始影响你是不可能的。个体对缺氧的反应不仅因人而异，而且同一个人因为身体的化学情况、健康状况和饮食的不同，在不同时间对缺氧的反应也不相同。有一些决定因素可以在飞行员的掌握之中；而另一些则决定于飞行环境本身。

绝 对高度 这是个简单的因素。缺氧的强烈程度决定于你所处环境的绝对高度。绝对高度指不增压飞行的飞行高度，或者是增压飞行的座舱高度。随着环境高度的增加以及大气 中氧气的局部压力的减小，缺氧的危险增加了。绝对高度这个因素通常在一定程度上可由飞行员控制，可是山脉和天气可以带来预计不到的高度爬升。这个因素对于 增压飞机来说影响不大。

环境适应性 我被经常问到的一个问题是关于居住在超过17000英尺高的安第斯山脉上的永久居民的。这些人是如何保持清醒的，难道很少人劳动吗？答案是环境适应性。居 住在这些村庄的秘鲁人的体内拥有极其丰富的红血球，因此有更多的血红素来运送氧气。这些居民也有着更大容量的肺部和更强劲的心脏功能。

来自丹佛的飞行员比来自沿海的飞行员对高度有着更大的忍受力，能在更高的高度才出现缺氧反应，因为他们已经对高度有一定的适应能力了。10000英尺只比来自丹佛的飞行员的生理适应高度高出5000英尺，但对于来自洛杉矶的飞行员却高出5000英尺。

爬 升率 你爬升得越快，缺氧的症状就会越快发生。攀登珠穆朗玛峰的登山者都熟知这一点。在他们的攀登过程中，他们花上几个星期在中间不同的高度进行适应性休整。一 次爆发性的座舱释压导致的座舱高度快速升高可以使你保持清醒的时间比正常预计的减少1/3到1/2。快速爬升可以导致缺氧症状的快速累积并使飞行员在意识 到之前完全失能。

暴露的持续时间 在8000英尺呆上几个小时（这在巡航时的喷气飞机里并不少见）可以导致与在更高高度上呆短一些的时间相同的缺氧症状。缺氧的症状是累积的，也是与时间有 关的，但是并没有可靠的方法来预测它们之间准确的关系和影响。唯一可以肯定的是，在越高的高度上只需越短的时间就可导致缺氧。

身 体的活动强度 任何的身体活动都会明显导致身体的需氧量增加。肌肉会抢夺大脑的边际可供氧气，缺氧反应会提早到来。虽然飞行员并不需要有太多的身体活动，但是在颠簸下飞 行或者自动驾驶失效所带来的额外体力消耗能够明显地减少本已是最低限度的大脑和视网膜供氧。这个因素通常不在飞行员的控制之列。

温 度 驾驶舱的温度对于个体对缺氧现象的承受力有着很大影响。任何一种极端情况——晚上呆在加热装置失效的寒冷的驾驶舱里或者正午时分呆在没有空调的增压飞机的 "温室"里——都将导致身体消耗多余的能量，用以维持可接受的体温。这种消耗的能量就是另一种形式的身体活动的增加，并会降低飞行员对缺氧现象的承受力。

自 我施加的因素 不同的飞行员对于缺氧的感受大不相同，而且同一个飞行员每天的情况也不相同。这个因素（自我施加的因素）是最主要的，因为以下的因素许多是可以由飞行员直 接控制的。飞行员有责任尽量避免这些因素。你对缺氧的承受力会因为下面的因素而降低。而且我们无法准确评估这些因素的组合效果。

1. 疲劳 疲劳既是一种恶化的因素也是缺氧的一种反应。精神上或者身体的疲劳都会降低飞行员对缺氧以及伴随的能力和感觉方面的虚耗的承受能力，因为疲劳已经将飞行员 的能力降到了可能是不可接受的水平，缺氧又会加重疲劳。这种循环不断地向着加重疲劳和降低能力的方向继续。同样，飞行员可能并不认为是缺氧的影响加深了疲 劳，从而没有采取恰当的纠正措施。

2. 酒精 即使是在血液中的酒精水平降为0之后，这个细胞级的毒素仍然是个危险因素。当然，正如我们前面注意到的，血液或细胞中任何的酒精成分都会妨碍它们携带和利 用氧气。血液中一盎司的酒精可以增加2000英尺的身体感知高度（body's perceived altitude）。酒精带来的后继影响就是使人虚弱。如前所述，由于酒精破坏正常睡眠引起的疲劳将会降低我们对缺氧的承受力。另外，酒精的镇静作用会在 血液里的酒精被排除之后依然存在。这将减弱飞行员的判断力并延迟对故障的判明。

3. 一氧化碳 再次说明，请务必记住一氧化碳与红血球里的血红素结合要比氧气容易200-300倍，一旦结合，要想从红血球上除掉这个毒素几乎是不可能的——事实上一氧 化碳会一直留在红血球上直至这个红血球死去并被活着的红血球吞噬掉为止。当然了，血液中的一氧化碳主要来自吸烟——不管你是吸烟还是被动地吸二手烟。

也 许没有其它的自我施加的因素能象血液中的一氧化碳水平那样致命但又可以控制。飞行前24小时内吸一包烟会使8%-10%的可供血红素被一氧化碳结合，这将 使身体感知高度升高5000英尺！这样，你在海平面的高度上就可以感受到缺氧的影响了。在8000英尺的座舱高度里巡航就像在13000英尺作无增压飞 行。大家都知道大多数事故发生在着陆阶段这一事实，可是飞行事故有多少是由缺氧引起的却很少被统计——尤其对现代喷气飞机来说。

座舱释压——爆发式及其它

我 们易碎的壳——那些当我们在FL430巡航时给我们错误安全感的铝皮和树脂玻璃——能够让我们犯错误。多数飞行员都不会去仔细想这个问题，但出错的可能性 确实存在。类似夏威夷航空公司的737遇到的那种飞机结构出现问题的情况肯定会导致突然的和爆发式的释压，但是更有可能发生的情况是舱门密封失效或者座舱 玻璃破裂。所有飞行员在复训中每年至少会有一次快速释压和紧急下降的训练，但令我经常感到吃惊的是许多人面对这种紧急情况漫不经心的态度。训练中做到的利 落有序和事故真实发生时的情况不具有任何可比之处。

真实的释压将会首先伴随有巨大的声响，因为座舱里的高压空气会"奔涌 而出"直到飞机内外压力一致为止。这可能会由巨大的"砰"的一声开始——比开香槟的声音达100倍，尘土和碎片将会卷起并向破裂处冲去。细小的物件会被吸 出舱外，并且由于座舱里的温暖空气比外界的寒冷空气含有更多的水气，座舱里会产生雾。随着座舱温度和压力的不断降低，水气会浓缩形成一个潮湿、寒冷的雾。 温度会发生明显变化——在FL430外界温度为-67° F。客舱内会一片混乱。这些只是对于飞机内空气的影响——对人的影响又会如何呢？

首 先，快速释压和爆发式的释压之间有区别。任何在1.5秒以内发生的释压被认为是爆发式的释压。这种释压主要发生于小型飞机，幸运的是这种致命的释压并不多 见。人类的肺部通常需要约0.2秒的时间来释放它们中间的空气。任何短于这个时间发生的释压都会引起肺部的快速释压以及肺部的撕裂或者严重损伤。对付这类 释压唯一可选择的紧急程序就是立即戴上氧气面罩并尽快下降到较低的高度上。

快速释压是指发生时间长于1.5秒但小于10 秒的释压情况。这种释压能在大型飞机上遇到并且更为常见些。这种释压没有很高的肺部损伤危险，但是噪音、混乱和雾都不同程度地存在。尽快戴上氧气面罩和下 降仍是必要的，但还有其它的紧急措施可用来对付这种释压并减少释压造成的破坏。

慢性释压对增压飞机来讲也是一种危险。座 舱压力的慢慢失去（更常见的是对座舱高度不正确的设置）和座舱高度的缓慢上升可能不会引起机组的及时注意并有效处置。对于所有符合运输级别标准的喷气飞 机，FAR25.841规定"当超出安全的或预调的压差限制和座舱压力高度限制时显示在飞行员或飞行机械员位置的警告显示……以及一个声响的或者视觉的信 号（作为座舱高度显示方式的补充）如果在座舱压力高度超出10000英尺时能给予机组警告，就符合关于座舱压力高度限制的警告要求"。另外，这些飞机被要 求在增压系统的构件发生故障的情况下能够将客舱高度限制在15000英尺以下。但是这个客舱高度限制不是指的飞机结构失效，而是仅指增压系统中的构件失 效。

可保持清醒的时间 可保持清醒的时间是指你的大脑足够清醒并可以做出决定的时间。这个时间在10000英尺是无限长，到了40000英尺以上就只有9到12秒。由于被震惊的缘故加上紧张的身体对氧气消耗得更快，爆发式或者快速的释压会使这个时间减半。

释压是如何影响人体的？

当 然了，释压最严重的后果是由缺氧以及或多或少的意识丧失带来的。座舱快速释压导致的最显著的即时反应将是肺部的空气突然溢出。有些飞行员告诉我他们可以屏 住呼吸来阻止这种情况的发生。可是这是没用的。首先，事件发生带来的惊讶会超控任何你可能想到的防犯措施。其次，压差的快速变化让你完全不可能屏住呼吸。 （想想看，我们谈到的可是有7.8psi的压差。让我们对这样一个压差作个分析。7.8psi的压差意味着每平方英尺上1267磅的压力。而一架普通喷气 客机的机翼上、下表面压差还不到1/3psi——就足以托起一架飞机了。）

滞留的气体 波尔定律告诉我们任何气体的体积都和其承受的压力成反比。换句话说，压力降低，气体就会膨胀。任何滞留在人体内的气体都将随着身体周围压力的降低而膨胀。这将引起身体不同部位的不适或者疼痛。

塞 耳朵 每个坐过飞机的人都会对滞留的气体如何影响我们的耳朵有所体验。通常来说，塞耳朵是下降时产生的一种现象，而在快速释压时耳朵同样也会感到不适和疼痛。正 常情况下，连接中耳和鼻腔的咽鼓管扮演着平衡外耳和中耳压力的角色。外耳和中耳由耳膜隔开，任何外耳和中耳之间的压差都会使耳膜凸起。而耳膜的弹性减弱将 会影响到我们的听力。

通常在伤风感冒的时候，咽鼓管的肿胀将会妨碍外耳和中耳之间压力的正常平衡。由于咽鼓管的鼻腔端在 某种程度上实际是使空气流出中耳的单向活门，所以与爬升或者快速释压的时候相比，在下降时塞耳朵这个问题更容易发生。但是尤其是这些管道里粘膜的严重肿胀 又会使塞耳朵在其它情况下发生。由于空气密度的最大变化发生在海平面到5000英尺之间，所以压力的快速变化引起的这些问题在这些高度上要比在高高度更严 重些。

鼻窦的堵塞 鼻窦的堵塞要比咽鼓管的堵塞更为严重，因为鼻窦和鼻腔的连接管道要比咽鼓管细小得多。快速释压时，窦管的快速释压或者其本身的炎症都会带来剧烈的、近乎无 法忍受的疼痛。有人形容这种疼痛就好像是将钉子插进头部一样。唯一可以舒缓这种疼痛的方法只有是下降到一个环境压力较高的高度上，以减小窦腔和周围环境之 间的压差。

牙齿的问题 虽然由快速释压引起的牙齿的问题不象塞耳朵和鼻窦堵塞那么普遍，但是它确实能够发生。在爬升以及快速释压时，任何牙龈或者牙根周围的脓肿或发炎都会导致剧烈的疼痛。只需下降到一个环境压力较高的高度上就能减轻这种疼痛。

如果有补得不好的牙齿，那么在快速爬升或快速释压的情况下就会出问题。在填充物底下较高的气压会引起极大的疼痛，并且在少数情况下能够导致牙齿的爆裂。

肠 道的问题 快速释压带来的肠道问题可能仅仅是不适而已，也可能是让人完全失能的。在肠道里通常只有一夸脱的自由气体，这部分气体是由吞咽带入的或者由消化作用和发酵 产生的。饮食的不同会增加或减少这部分气体的多少。这部分气体同样遵守波尔定律，将会随环境气压的减少而膨胀。海平面一夸脱的气体到了43000英尺会膨 胀到9夸脱。这部分急剧膨胀的气体可能会引起肠道剧烈的绞痛。到底会产生怎样的后果取决于人体的疲劳程度、心情的好坏以及综合的生理状态。膨胀的气体将会 从肠胃管道的任意一端排出。

溢出气体的混乱 气栓症是潜水员经常碰到的一种常见病。但是这只是许多溢出气体混乱造成的疾病之一。医学上有许多与溶入人体内气体的释放相关的病症，我们也可称之为减压病（decompression sickness或者DCS）。

人体内含有大量氮气，它们溶入在血液和其它身体组织中。这些氮气在海平面气压、或者接近海平面气压的环境下溶入人体，亨利定律告诉我们任何高于这个的气压都将会使氮气从人体中分离出来。

溢出气体从多个方面影响着人体，可没有一样是好的：

1. 循环系统 循环系统中的气泡聚集可能是溢出气体混乱最为严重的情况。这些气泡——或者叫做气泡栓塞——首先堵住最细小的毛细血管。随着气泡变得越来越大，大的血管也 将被堵塞住。如果心脏、肺部或者大脑部位的血管被堵塞的话，将会使人失能甚至致命。对于身体组织的破坏程度将取决于堵塞的范围和持续时间。

2. 胸腔和肺部 胸腔和肺部管道里的气泡能导致为我们所知的窒息症状。这种症状首先的表现是胸腔中部的一种灼痛，继而发展成一种刺痛，而且作深呼吸将会加重这种症状。一种 几乎无法控制的咳嗽随着时间的延续将会让人感到窒息并且面色苍白。嘴唇、耳垂和手指甲会发青并感到刺痛。在这个阶段，如果没有立即下降到一个较高气压的高 度上的话，人就有可能死亡。

3. 肌肉和骨骼 在关节处——尤其是肩部、肘部和膝部的大关节处——的血液里形成的气泡将会导致不同程度的疼痛。当潜水员从深处过快地上浮时感受到的是同一种疼痛。这种我 们称作气栓病的病症将会不断地恶化，直到溶入血液的气体压力与外界气体压力达到平衡为止。同样的，唯一的解决之道就是下降到环境压力较高的高度上。再次处 于低压环境下将导致此前感到的疼痛复发。

4. 神经系统 溢出气体的混乱可能会在不同程度上影响着神经系统，有可能是一般的由于皮肤神经管道周围形成的氮气气泡导致的刺痛、发痒或者忽冷忽热，也可能是有生命危险 的脑部气栓。外部神经受影响很少会引起永久性的伤害，其症状与缺氧的症状几乎一样。中央神经系统（大脑和脊柱）受影响将导致严重得多的后果。氦气气泡在中 央神经系统区域产生，其早期症状通常是视觉受到干扰比如出现闪烁，以及头疼和错觉。更加严重并有潜在生命危险的症状包括局部或全身麻痹、丧失听力或语言能 力以及丧失意识。这些症状的出现表明需要尽快下降到较低高度和及时的医疗救助，以防止导致终身残疾或者死亡。

我们知道的…和我们不知道的

那架失事的Lear飞机有典型的释压迹象。我们知道这个是因为空军飞机报告说在那架飞机上发现了一些被霜所覆盖的窗户。这只能是由释压前较高湿度的客舱空气形成的。

我们知道机组在释压发生时几乎立刻就失能了，因为他们没有采取正确的行动来纠正当时的不正常情况。我们不知道这是为什么。他们没有及时戴上氧气面罩吗？或者是面罩没有如他们预想地提供氧气吗？

我们也许永远也不会知道到底是什么原因导致了这架飞机的失事。驾驶舱语音记录器除了最后30分钟的风声之外几乎什么也没有记录下。

但是我们的确能够知道如何去防止这类惨剧的再次发生。我们能从中学到什么呢？高空飞行并非儿戏。经常进行紧急程序的训练是有益的。设备的熟悉和使用训练也是非常有价值的。

飞行确实神秘而精彩，但它对任何缺点或者缺乏准备都是毫不留情的。
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