半年内两起空难,波音 737 还能只能坐

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  半年内两起空难,波音 737 还能不用坐?

  2019-03-13 11:44

  来源:极客视界

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  原标题:半年内两起空难,波音 737 还能不用坐?

  本文转自微信公众号:科普部族

  如果你只关心结论,那么简而言之,目前国内航班仍在用于的波音 737 其他机型飞机还是相对安全的,因为中国民航局为了防患于未然,已经停飞了国外航空新公司的所有涉事波音 737 MAX 8(以下使用 737-8 代指,且与 737-800 是不同的型号) 客机。

  而之所以发生这两次空难的波音 737-8 能引发如此多的讨论,相信与波音 737 家族飞机在全球的畅销是分不开的关系的。

  纵观波音 737 的历史,自 1967 下半年正式订购起至今,早已有至少 10000 架各型号的波音 737 交付了全世界各地的航空使用,而最新的 737 MAX 系列也不出意外地成为了波音最受欢迎的型号:自 2017 年 1 同月起,已有 350 架 737 MAX 订购,还有近 5000 架待交付。对于如此庞大的飞机数目,可靠性自然是重中的之重。

  ▲第 10000 架波音 737 正是 737-8

  与此同时,在波音 737 家族畅销的背后,随着航空业的进步,它的事故率事实上是在不断减少的:从 737-100/200 时代的百分之十降至了目前的千分之几。而目前如此较低的事故率更是衬托出了最新的机型在半年内连续发生两次相似空难的反常。

  那么最新的的波音 737 MAX 系列真的存在设计上的先天缺陷么?

  ▲埃塞俄比亚国际航空的波音 737 MAX 飞机

  旧瓶装新酒

  只不过在这次埃塞俄比亚国际航空事故的最终调查出炉以前,任何关于意外事故原因的分析都是基于现有事实的可能推断,本文也不例外。

  正如民航局的文件里所却说,索马里航空的空难与今年 10 同月印尼狮航的空难存在相似性。据包机追踪的组织 FlightRadar24 的数据,埃航客机曾在坠毁前高度下降两次,且垂直速率不稳定,副驾驶也调查报告了操作困难的问题并提出申请返航,而今年狮航的 737-8 在失事前同样遇到了速率及高度的震荡。

  至于狮国际航空难出现速度及高度震荡的因素,空难的初步调查调查报告显示是 737-8 上的「迎角传感器」出现了系统故障,进而导致机上新配备的 MCAS(机动特性减弱系统)发生误判,自动让襟翼低下引致飞机俯冲坠海,最终致使空难。

  而说到 737-8 上迎角传感器及 MCAS 本身的不存在,则要涉及波音 737 家族的的设计问题了。

  ▲迎角传感器

  作为一款八十年代 60 九十年代诞生的老型号,波音 737 上的很多设计必定已经不用满足现在的要求,看起来起落架的高度不够就极大限制了民航机的动力系统核心——增压器的机动性,因为要打算配备相当大型的发动机,飞机起飞时便就会有擦地的风险,也因此在当年波音 737NG 换装尺寸相当大的增压器时只能将增压器底部给「削平」。

  但时期仍在发展,当竞争者空客在不用大大更改原本 A320 的设计的情况下就能推出增压器尺寸相当大且更加省油的 A320neo 的时候,737 早已不能再靠「削平」增压器进行升级了,但同时波音也不打算花大售价去重新设计一款飞机、重新的做飞控系统、重新的对工作人员进行训练,而且在原有 737 上做修改还能与现有的民航机零件通用,怎么想都划算,于是波音之后将就着把发动机的设计得比原来靠前靠上了些,从而为大小更大、更经济发展的增压器腾出充足空间。

  不过这样的设计就会影响民航机本身的气动布局,使得飞机非常容易在空中仰起机头,进而导致民航机失速。于是,上文中的提到的迎角传感器及 MCAS 就派上用场了,当检测到飞机失速时,MCAS 便会自动插手通过向下俯冲加速,但与此同时当迎角传感器出现故障,MCAS 误判致使襟翼一直向上也可能会最终引致空难发生。

  说到底,这套该系统可以被看作是波音在这款年过五旬的老机型上打的一个电子升级补丁,是「旧瓶装新酒」,但电子、机器和人一样,都就会有缺失。

  ▲MCAS 原理图,图自:Black Air Current

  人与机器都有缺失

  在马来西亚狮国际航空难的初步报告中可以看到,民航机起飞此后飞行员仍然在和 MCAS 争夺飞机的控制权:MCAS 因为迎角传感器传来的错误统计数据而仍然执行自动低头的指令将机头往下压,而飞行员则一直设法拉起机头,并表示遇到了因素不明的「飞行中控制问题」。据报道双方拉锯次数达到了 26 次之多。

  而事实上,当迎角传感器发生系统故障时,飞行员可以通过「安定面失控程序」对 MCAS 控制的民航机配平该系统进行截断。虽说波音在狮航包机失事以前都并未将 MCAS 的切断方式写进飞行手册里,但这套方法属于既有的常规操作很难覆盖到的,在狮航失事包机前序包机上的飞行员遇上同样问题时也是这么做的。

  由此看,狮航坠毁航班的飞行员(甚至是这次埃航的机师)显然对于 737-8 上的新增的补丁系统以及应急系统故障处置方式不熟知,从而出现了缺陷安全漏洞。

  而从机器的角度看,狮航的意外事故同样可以避免,因为波音的选择是在系统故障面前相信机器而非人,也进而导致了人在和机器的拉锯中失去了主导权。但是波音这样的选择又是无可奈何的,一旦将 MCAS 的权限下调或者关闭,民航机本身不存在的襟翼仰起导致失速的可能性就就会伴随着 737 MAX 不完美的发动机仍然存在。

  往回看,我们就会发现只不过问题的因早在波音选择沿用 737 这一老平台并打下一个个补丁时就早已种下了,人与机器虽暴露出诸多缺陷安全漏洞,但也都是由这个因所结出来的恶果。如今要想彻底消灭这些恶果,波音显然得考虑到抛弃「年事已高」的 737 了。

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