波音737MAX客機(jī)MCAS系統(tǒng)背后的秘密與問題
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圖4 MAX飛機(jī)安定面配平切斷電門示意圖
獅子客機(jī)失事后,埃航飛機(jī)為何還會以相似的方式再次失事?筆者推測:埃航失事過程中,飛行員可能未能及時(shí)切斷安定面配平電門,其原因可能與波音未能準(zhǔn)確描述MCAS系統(tǒng)的正常啟動(dòng)邏輯有關(guān)。
1)按照波音的官方介紹,飛機(jī)襟翼放下時(shí),MCAS系統(tǒng)不會啟動(dòng)。而失事的埃航飛機(jī)出事時(shí)一直在500-1000英尺的離地高度,這個(gè)高度通常在收起飛機(jī)襟翼的高度之下,所以正常情況下,MCAS系統(tǒng)應(yīng)該不會啟動(dòng),然而此時(shí)卻出現(xiàn)了機(jī)頭突然下壓的險(xiǎn)情(事后分析,該狀況很有可能正是MCAS系統(tǒng)造成的),但是剛受過專門培訓(xùn)的埃航飛行員有理由相信該險(xiǎn)情不是MCAS系統(tǒng)引起的(因?yàn)榇藭r(shí)襟翼還沒有收起),再加上副駕駛員的飛行時(shí)間只有200小時(shí),其在慌亂中很難具有挑戰(zhàn)FAA適航指令和波音OMB權(quán)威的勇氣,所以埃航失事客機(jī)的飛行員沒能及時(shí)關(guān)閉控制MCAS系統(tǒng)的開關(guān),最終導(dǎo)致墜機(jī)悲劇的發(fā)生。這就能解釋埃航失事飛機(jī)殘骸中發(fā)現(xiàn)的安定面配平裝置(jackscrew,即平尾絲杠)為何會和獅航失事客機(jī)極為相似——兩者均處于不正常的位置,這表明兩架失事飛機(jī)墜機(jī)之前均處于高速俯沖狀態(tài),表明飛機(jī)水平安定面應(yīng)該是被系統(tǒng)所控制。
2)類似例子并不罕見。這幾個(gè)月來,美國國內(nèi)航班的飛行員曾多次向聯(lián)邦當(dāng)局表達(dá)了對波音737Max 8安全的擔(dān)憂。比如去年11月一名商業(yè)航空公司的飛行員報(bào)告說,在起飛過程中,自動(dòng)駕駛儀已投入使用(按照波音的說法,在此工況下,MCAS系統(tǒng)不應(yīng)啟動(dòng)),然而飛機(jī)“在兩到三秒內(nèi),飛機(jī)機(jī)頭向下傾斜”,其速度足以觸發(fā)飛機(jī)的警告系統(tǒng)。后來,經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員將自動(dòng)駕駛儀關(guān)閉后,飛機(jī)可以正常情況爬升,并排除了險(xiǎn)情。令人遺憾的是這樣的報(bào)告沒有引起FAA或波音的重視,否則有可能可以避免埃航空難的發(fā)生。
以上事實(shí)表明:MCAS系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)與波音做出的OMB說明存在諸多嚴(yán)重不相符的地方,并可能因此產(chǎn)生了災(zāi)難性后果。波音此舉的可能原因如下:
第一種可能,波音故意隱瞞737 Max上還隱藏著其他自動(dòng)失速保護(hù)子系統(tǒng),或者波音故意隱瞞MCAS的全部信息;波音此舉可能是為了掩蓋MCAS的實(shí)際情況與適航認(rèn)證時(shí)提交數(shù)據(jù)不一致的真相,因?yàn)楦鶕?jù)掌握的情況看,MCAS在FAA適航認(rèn)證時(shí),很有可能波音只提交了一份錯(cuò)漏百出的安全評估報(bào)告,就通過了FAA的審查(由于FAA放水,實(shí)際上是波音自己審查,詳情見下文)。
第二種可能,雖然MCAS相關(guān)技術(shù)尚為成熟,但是為了應(yīng)對與A320新機(jī)型的競爭壓力,波音在沒有充分論證、驗(yàn)證MCAS全部工作原理、全工況狀態(tài)和安全可靠性等情況下,就匆匆在737MAX飛機(jī)上安裝了MCAS(或者其他自動(dòng)失速保護(hù)子系統(tǒng)),波音可能嚴(yán)重低估或忽視了MCAS的危險(xiǎn)性,所以獅航空難后,波音無法說出MCAS的全部準(zhǔn)確信息,也就不能有效地協(xié)助埃航飛行員規(guī)避仍然存在的安全隱患。
實(shí)際上,不管是上述何種可能性,均表明737Max客機(jī)存在重大安全隱患,世人根本無法知曉備受爭議的MCAS系統(tǒng)究竟還隱藏著什么樣的致命秘密?更無法知曉737 Max客機(jī)上還隱藏著多少類似的系統(tǒng)?
5、MCAS系統(tǒng)可能存在嚴(yán)重設(shè)計(jì)缺陷
《西雅圖時(shí)報(bào)》3月17日援引美國聯(lián)邦航空管理局的現(xiàn)任和前任工程師的話說,波音公司2015年推出737 MAX新型客機(jī)之后,為了獲得聯(lián)邦政府的認(rèn)證,向聯(lián)邦航空管理局提交了客機(jī)新型飛行控制系統(tǒng)的安全評估,系統(tǒng)全稱是“操縱特性增強(qiáng)”系統(tǒng)(即本文所述的MCAS系統(tǒng)),美國聯(lián)邦航空管理局的工程師發(fā)現(xiàn),波音提交的安全評估報(bào)告存在以下問題:
1)安全報(bào)告沒有充分標(biāo)出新型飛行控制系統(tǒng)的全部動(dòng)力。為了防止飛機(jī)空中失速,飛行控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)動(dòng)飛機(jī)的水平翼,讓機(jī)頭朝下。但客機(jī)服役之后,控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)尾翼的速度要比安全評估標(biāo)出的速度高出三倍多;筆者認(rèn)為:這問題表明波音忽視航空安全,并對MCAS系統(tǒng)研究不足,缺少足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來評估MCAS系統(tǒng)對飛機(jī)造成的影響。
2)駕駛員做出回應(yīng)后,報(bào)告未能充分考慮到系統(tǒng)能否及時(shí)復(fù)原,也未能考慮到系統(tǒng)還可能繼續(xù)把機(jī)頭往下推;筆者認(rèn)為:該問題尤為重要,其指出了MCAS系統(tǒng)可能存在一意孤行,最終造成飛機(jī)墜機(jī)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn),但是很遺憾該問題沒有引起FAA和波音重視。
3)系統(tǒng)的危險(xiǎn)評估定在有害等級,比“災(zāi)難性”低了一級。即便有害等級,也不能只靠一個(gè)單一的傳感器的信號去阻止飛行控制系統(tǒng)的啟動(dòng),而這套系統(tǒng)正是這樣設(shè)計(jì)的; 筆者認(rèn)為:該問題非常關(guān)鍵,其指出的單一的傳感器的信號去阻止飛行控制系統(tǒng)的啟動(dòng)的問題,正是造成獅航空難的直接原因,如果波音在適航認(rèn)證階段把該問題解決,獅航空難就不會發(fā)生。
4)報(bào)告稱,客機(jī)水平翼的轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于0.6度,但去年獅航公司610航班墜毀之后,波音公司首次向各個(gè)航空公司提供的“操縱特性增加系統(tǒng)”說明則把角度標(biāo)成2.5度;筆者認(rèn)為:該問題表明波音對MCAS的披露與實(shí)際情況不相符,而且737MAX的適航認(rèn)證存在漏洞。
6、FAA在737MAX的適航認(rèn)證方面早已樂崩禮壞
據(jù)外媒報(bào)道,美國交通部正在對聯(lián)邦航空管理局(FAA)批準(zhǔn)波音737MAX噴氣式客機(jī)的情況進(jìn)行調(diào)查。這是一項(xiàng)針對新飛機(jī)的安全批準(zhǔn)存在潛在失誤的“不尋常調(diào)查”。
外媒援引FAA的工程師的話說,波音737 MAX客機(jī)的競爭對手是歐洲空客的A320neo客機(jī),但波音研發(fā)已經(jīng)晚了九個(gè)月,F(xiàn)AA就把波音737 MAX飛行控制系統(tǒng)的安全評估任務(wù)交給了波音,并要求自身的工程師們加快檢查進(jìn)度。美國聯(lián)邦政府的安全調(diào)查員認(rèn)為,波音737 MAX客機(jī)新安裝的控制系統(tǒng)的安全評估存在疏漏,政府的航空認(rèn)證也沒有盡責(zé)。在此背景下,匆匆上馬的MCAS可能沒有經(jīng)過充分的試驗(yàn)驗(yàn)證,就通過了FAA的適航認(rèn)證,對于獅航、埃航這兩起重大空難事故,當(dāng)初“放水”的FAA與既當(dāng)運(yùn)動(dòng)員又當(dāng)裁判員的波音可能都難脫其咎。
上述外媒報(bào)道與波音在CN106477055A號專利說明書中自認(rèn)享受了FAA授予的性能免除許可優(yōu)惠政策(performance relief credits)等內(nèi)容吻合,并且波音向FAA提交的關(guān)于MCAS系統(tǒng)的安全評估報(bào)告,在CN106477055A號專利說明書中也有記載,這些情況表明MCAS系統(tǒng)與該專利涉及的自動(dòng)失速保護(hù)系統(tǒng)有關(guān),那么除了MCAS系統(tǒng),波音是否在737MAX上安裝了其他自動(dòng)失速保護(hù)子系統(tǒng)?波音是否向FAA隱瞞了這些子系統(tǒng)的存在?這些子系統(tǒng)是否通過了適航認(rèn)證程序?是否還有更多的系統(tǒng)也這樣“混”過了FAA的適航認(rèn)證?這些問題都與737MAX的飛行安全密切相關(guān)。
綜上所述,首先,除非埃航空難事故調(diào)查結(jié)果能夠證明該起空難與MCAS及其他失速自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)無關(guān),否則波音對MCAS進(jìn)行的任何陳述和補(bǔ)丁升級等都不足以保證737MAX客機(jī)的安全和可靠。其次,如果埃航事故調(diào)查結(jié)果表明空難原因與MCAS(或者其他失速自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng))有關(guān),并且FAA在737MAX客機(jī)適航取證等問題上存在徇私、舞弊等失職情形,那么中國民航局就有理由和依據(jù)取消737MAX在中國取得的適航認(rèn)證,并且中國也有理由不再信任和實(shí)施FAA對737MAX做出的各項(xiàng)適航?jīng)Q定、指令。
三、啟示與建議
1、加強(qiáng)波音737MAX的適航驗(yàn)證工作
根據(jù)上文可知,波音和FAA在兩起空難前后的種種表現(xiàn),嚴(yán)重動(dòng)搖了它們多年以來在全球樹立的權(quán)威和聲譽(yù),為了中國乘客的安全,在必要時(shí),中國有權(quán)對波音737MAX客機(jī)重新進(jìn)行適航認(rèn)證,這是對中國全體人民的生命財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)!也是為被空難奪去的3百多條鮮活生命和8名遇難同胞討還公道!
由于MCAS及其相關(guān)技術(shù)可能尚不成熟,并且涉嫌造成了兩起嚴(yán)重的空難,所以對其進(jìn)行適航認(rèn)證時(shí),應(yīng)該加強(qiáng)737MAX的實(shí)際飛行驗(yàn)證科目,以驗(yàn)證737MAX客機(jī)在全工況和極限條件下的安全可靠性,特別是應(yīng)該加強(qiáng)考察737MAX客機(jī)在各種失速情況下的實(shí)際飛行狀況。
2、尊重生命,尊重客觀規(guī)律,尊重科研人員
波音涉嫌為了應(yīng)對空客A320NEO型客機(jī)的競爭壓力,罔顧型號科研生產(chǎn)客觀規(guī)律,一味的趕任務(wù)時(shí)間節(jié)點(diǎn),不聽勸告和漠視乘客生命安全地貿(mào)然使用不成熟MCAS等技術(shù),最終釀成大鍋。中國航空制造業(yè)應(yīng)該引以為戒,應(yīng)該始終把安全放在首要位置,中國航空制造業(yè)應(yīng)該夯實(shí)基礎(chǔ)和按客觀規(guī)律辦事,應(yīng)該多做試驗(yàn)和基礎(chǔ)研究,不能盲目求快。
3、中國民機(jī)制造商應(yīng)該重視飛機(jī)總體設(shè)計(jì)和飛控軟件安全問題
波音737是多年使用的老舊低矮的機(jī)型,737的改進(jìn)和換發(fā)等工作使波音捉襟見肘,中國民機(jī)制造商可以博采眾家之長,充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,設(shè)計(jì)出比較完善、而且具有較大改進(jìn)升級空間的飛機(jī)構(gòu)型;飛控軟件是飛機(jī)的靈魂,中國民機(jī)制造商應(yīng)該盡快掌握該領(lǐng)域的核心技術(shù),否則中國的民機(jī)可能將長期受制于人,客機(jī)的安全也很難得到全面保證。
4、重視專利情報(bào)分析和專利信息傳播的作用
專利情報(bào)分析對科研生產(chǎn)和型號研制非常有用,建議中國航空制造企業(yè)應(yīng)該重視型號研制、重要技術(shù)攻關(guān)等方面的專利情報(bào)工作,另外為了促進(jìn)創(chuàng)新和鼓勵(lì)先進(jìn)專利技術(shù)信息的擴(kuò)散,建議國家借鑒《美國專利法》102(a)(1)規(guī)定的出售阻卻(on-sale bar)條款,在《中國專利法》中也做出相關(guān)產(chǎn)品只要一經(jīng)銷售,就喪失專利新穎性的規(guī)定。
5、大力發(fā)展國產(chǎn)民機(jī)產(chǎn)業(yè)的同時(shí),積極開展高鐵、動(dòng)車的海外業(yè)務(wù)
波音737MAX客機(jī)空難和全球停飛事件,將會對世界民機(jī)市場格局產(chǎn)生重大影響,事件在給中國國產(chǎn)大飛機(jī)帶來發(fā)展機(jī)遇的同時(shí),也會對很多人選擇飛機(jī)出行產(chǎn)生較大消極影響。在一段時(shí)期內(nèi),可能會有較多人對飛機(jī)飛行安全心有余悸,他們會優(yōu)先選擇火車出行,所以事件可能會給中國的高鐵、動(dòng)車也帶來不少商機(jī),建議中國選擇關(guān)系友好、地廣人稀的國家或地區(qū)(比如俄羅斯、獨(dú)聯(lián)體和非洲)拓展高鐵、動(dòng)車業(yè)務(wù)。
(航空工業(yè)發(fā)展中心 陸峰;中國飛行試驗(yàn)研究院 張喆)
本篇供稿:系統(tǒng)工程研究所
運(yùn) 營:李沅栩

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