波音737 MAX復飛漸近,改進設計後真的安全了嗎?

2020年11月10日20:28:05 軍事 1835

監管機構審批通過意味著安全的判定,但要恢複信心還需要更多功課

波音737 MAX復飛漸近,改進設計後真的安全了嗎? - 天天要聞

文|《財經》記者 劉皖媛 王靜儀

編輯|施智梁

停飛近兩年後,波音(NYSE:BA)737 MAX復飛的腳步越來越近了。

近日,作為當地最高監管機構,歐洲航空安全局(EASA)和美國聯邦航空管理局(FAA)都明確表態,這一機型已經做出足以保證安全性的調整,可以在2020年結束前在歐美復飛。美國航空(NASDAQ: AAL)甚至已經安排,由737 MAX執飛12月29日起從邁阿密到紐約的航班。

波音中國相關人士向《財經》記者確認:「預計將在第四季度及時獲得必要的監管批准,並支持預期的交付。當然,監管機構將最終確定實際的時間。」

作為在全球範圍內最早停飛波音737 MAX的國家,中國民航局局長馮正霖在10月22日公開回應,沒有設定復飛時間表,但必須滿足三大原則:飛機的設計更改必須獲得適航批准;駕駛員必須得到充分有效的訓練;兩起事故的調查結論必須是明確的,而且改進措施是有效的。

復飛大約在冬季,唯一的不確定只是具體日期。不過問題仍在公眾心中縈繞,波音737 MAX真的安全了嗎?

北京航空航天大學航空科學與工程學院教授黃俊告訴《財經》記者,如果737 MAX能夠重獲FAA的適航認證,該機型的飛行安全可以得到保障。但他同時指出,「理論上講,沒有飛機是百分之百安全的。從MCAS系統方面的修改來看,現在避免了因這一部件再出事故的風險。」

對於普通人來說,737 MAX的復飛暫時不會產生實際影響。

「即使拿到適航審定,國內航司也一時不會復飛737 MAX,因為目前運力足夠,如果復飛運力就太過剩了,畢竟國內已經沒有出行旺季了。」航空諮詢公司李及李創始人李翰明告訴《財經》記者。

受到新冠肺炎疫情影響,航空公司的上座率尚未恢復到往年水平,無意投放737 MAX這樣的高載客量機型進入運營,737 MAX的座位數約為178個,是載客量最多的單通道飛機之一。

MCAS系統設計缺陷已解決

2018年10月,印尼獅航的一架波音737 MAX班機在爪哇墜毀,造成189人罹難。2019年3月,同樣是波音737 MAX,衣索比亞航空公司的一架客機在起飛後6分鐘失聯墜毀,造成機上157人死亡。

幾個月內兩度失事,中國民航局率先發布禁飛令,暫停波音737 MAX商業運行,英國、馬來西亞、澳大利亞等國也相繼暫停737 MAX,全球禁飛直至今日。

埃航墜機事件後,時任美國波音公司CEO的尼斯·米倫伯格(Dennis Muilenburg)承認,空難的原因是波音737 MAX機型安裝的MCAS(機動特性增強)系統設計缺陷。

要解釋什麼是MCAS系統、為何要加裝這個系統,需要回看該機型的設計邏輯。

波音737 MAX是波音737裝配新發動機LEAP-1B的衍生機型,相對之前系列的發動機配置,LEAP發動機更大。但由於波音737原設計中起落架高度不夠,機翼下弔掛LEAP發動機的空間不足,為充分發揮發動機效能,需要比此前發動機的安裝位置更高、更向前。

然而,新的發動機重量、尺寸和位置會對原構型布局的氣動性能造成破壞,尤其在高迎角起飛狀態下——離開發動機艙的渦流產生升力,而發動機艙位於重心之前,會對飛機產生輕微的抬頭效應,操縱桿的阻力會減小,但這卻與飛行員的常規操作感受正好相反。

曾多次執飛737 MAX的資深民航機長陳建國告訴《財經》記者,飛行員駕駛飛機,從助力設計來看和開汽車是相通的,轉向小時用很小的力度就可以轉,但轉彎幅度越大,轉動方向盤的力度和角度肯定也要越大,否則很容易過量轉向。

陳建國表示:「飛機拉杆操作也是類似的要求。飛機在俯仰角度越來越大的時候,飛行員感覺需要帶桿的力應該越來越大,不能越來越小,這和常規的飛行體驗習慣是相反的,也很容易讓飛行員下意識地把角度帶得很大導致飛機失速。」

在常規駕駛習慣難以操控飛機的情況下,波音引入了自動控制功能以保證飛機穩定性:在原操縱系統上增加一套軟體「補丁」,即MCAS機動特性增強系統。航空專家、中國航空學會常任理事張聚恩總結道,其基本設計邏輯是通過攻角感測器(Angle of Attack)數據監測,在迎角大到一定程度、襟翼已經收起的情況下,使系統自動開啟,以調整安定面,壓低機頭。

然而,這套為了維護飛機穩定加裝的補丁系統,因為設計邏輯的致命缺陷,成為737 MAX兩次墜機事故的罪魁禍首。

李瀚明告訴《財經》記者,對於一個系統而言,有兩個原則:做了該做的事和不做不該做的事。MCAS本身是自動操作的系統,在感測器數據正確傳達信息時沒有問題,但當感測器數據不符合條件時,效應器應保持不動。

事實上,波音737 MAX確實裝有2個迎角感測器,但MCAS的判斷邏輯沒有對比兩個感測器的數據是否正確,而是當其中一個感測器的數據表明迎角過高時,MCAS就會被激活。但如果該感測器發生故障、數據錯誤,MCAS會繼續發揮效用、不斷調整「配平」,導致飛機俯衝並墜毀。

「MCAS單一依賴攻角感測器的感測數據,在感測器出問題的時候,也隨之做出了錯誤的決定。」李瀚明表示。

另一個致命缺陷,是飛行員對MCAS系統的不知情。

據媒體報道,波音為航空公司提供了與MCAS系統配套的攻角警示燈(當兩個感測器數據不一致時亮起警示)和攻角指示器,但並非737 MAX標配,客戶需要「加錢」另購。

失事的兩架飛機沒有選配警示燈和指示器。而在第一次空難發生前,所有737 MAX的飛行員從未被告知新機型安裝了MCAS系統。飛行手冊完全沒有提及,飛行訓練中也未曾就此類狀況教授解決方法。MCAS自動誤開啟後,會引起飛機安定面配平系統高速運作,但駕駛艙內只會顯示配平輪快速旋轉,飛行員並不知道是什麼觸發的,更不知該如何通過手動操作切斷MCAS系統。

根據波音此前透露,針對737 MAX的MCAS系統設計問題,已作出一系列改進措施:

1.飛行控制系統將同時比較兩個迎角感測器的數據;

2.迎角警示器將加在飛機主顯示器之中,並免費為客戶加裝;

3.在襟翼收起的情況下,如果兩個迎角感測器的差值在5.5度或5.5度以上,MCAS將不會激活,且迎角警示器會提示飛行員;

4.若飛機迎角提示過大,每次迎角告警MCAS將只激活一次;

5.MCAS永遠不能對水平安定面給出無法讓飛行機組人員通過拉回操縱桿進行抵消的指令,飛行員將能通過拉杆超越MCAS並手動控制飛機並繼續爬升。

對此,陳建國認為,通過對MCAS系統操作邏輯的更改和相關軟硬體系統配置,足以避免兩次失事中MCAS系統的風險。「從飛行員的訓練和操作來看,只要了解到這個系統的工作原理、知道怎麼關掉系統,在飛行中有效、安全地使用MCAS系統是很簡單的。」

黃俊告訴《財經》記者,如果737 MAX的修改方案能夠通過、重獲FAA的適航認證,該機型的飛行安全可以得到保障。但他同時指出,取得適航認證,只是讓飛機滿足了安全飛行的最低標準。

「一系列嚴重錯誤共同導致」

MCAS系統本身的設計缺陷直接導致了737 MAX墜機事件,但據美國國會眾議院9月16日發布的有關波音737 MAX系列調查報告顯示,此前737 MAX兩起空難是由波音公司及美國聯邦航空局「犯下了一系列嚴重錯誤」共同導致的。

該報告審查了波音公司的工程和技術設計問題。眾議院運輸委員會主席彼得·德法齊奧(Peter DeFazio)對媒體表示,「分析的結論是,如果不糾正737 MAX中MCAS的設計缺陷,在整個機隊壽命內可能導致多達15起致命的事故。」

讓公眾費解的是,導致兩次空難的MCAS系統如何通過了聯邦航空局的適航認證?

「美國聯邦調查局和波音得出的結論是737 MAX符合『認證』標準,這個所謂的認證在幾個月內讓346人喪生。符合認證卻並不安全,這個系統和流程顯然存在問題。」德法齊奧斥責稱。

事實上,兩次空難並不是由單一的機械故障、技術失誤或者管理不當引起,而是波音工程師一系列的技術假設錯誤、波音管理層缺乏透明度以及FAA監管嚴重不足共同導致的。

該報告分析稱,削減成本的緊迫性影響了無數決定。調查發現,為了避免737系列飛機與737 MAX新機型之間的差異足夠明顯,「以至於需要為新機型的飛行員進行模擬器培訓」並為每架飛機增加一百萬美元的成本,波音向飛行員及用戶隱瞞了新飛機裝配的MCAS系統。

成本控制包括選擇不標配飛行員警報系統。報告稱,「FAA接受了波音關於安裝該警報系統的不切實際性和經濟成本的論點——如果安裝了,可能有助於幫助飛行員在獅航和埃航事故中正確操作飛機」。

此外,該報告還揭露了波音如何通過與FAA的密切關係對其監管造成影響。其一是「又當運動員又當裁判員」,多個案例顯示波音員工被授權代表FAA執行工作,但並未就潛在的安全與認證問題向FAA發出警告;其二則是影響FAA的決策,多位FAA官員呈交的文件記錄顯示,FAA管理層在波音要求下否決了FAA技術專家的建議與結論。

對該報告,波音公司回應稱已經與該眾議院委員會展開全面合作,737 MAX的設計修改工作已受到了內部和外部的深入審查。

波音公司發言人說,波音從事故中吸取了慘痛的教訓,「一旦FAA和其他監管機構確認737 MAX可以安全復飛,它將是歷史上受到最徹底審核的飛機之一,我們對它的安全性充滿信心。」此外,波音表示一直在努力加強安全文化,重建與客戶、監管機構和旅客的信任,並進行內部改革,「讓工程師的聲音更有力、更直接地向高層管理人員傳達擔憂」。

陳建國指出,波音此前對MCAS的風險評估存在問題。從風險管理的原則出發,極小概率發生但會造成極大後果的風險不需要過多注意,比如兩個發動機在高空同時撞鳥。但MCAS系統故障會造成災難性後果,而且該系統出錯的概率並不低。

從飛行員的角度來看,他認為波音更大的錯誤在於對737 MAX加裝MCAS系統的隱瞞。

「當我們聽說737 MAX墜機是由於MCAS系統時,所有飛行員都很憤怒,裝配了這樣一個可能致命的系統居然沒有告訴飛行員?在這種不知情的狀態下,全球駕駛過、乘坐過737 MAX的人都只能說僥倖躲過劫難而已,因為如果遭遇同樣的系統故障,很可能面臨和獅航、埃航一樣的結局。」陳建國對《財經》記者表示。

歐美停飛晚、復飛早

2019年3月11日,距離衣索比亞航空飛機失事尚不足20小時,中國民航局在全球率先發布通知,要求國內航空公司即日停飛其所運營的96架波音737 MAX噴氣式客機。3月12日和13日,歐洲和美國也相繼停飛。

在隨後的2019年3月21日,民航局宣布暫停受理波音737 MAX的適航證申請。由於中國內地運營的民用航空器必須同時持有型號合格證、生產許可證以及單機適航證等三證,缺一就不能正常運營,這意味著,在民航局取消這一限制之前,即便波音恢復交付,國內航空公司也無法接收737 MAX機型。

適航審定通常是一個漫長的過程。737 MAX 8入華之初,就曾經歷了長達15個月的適航審定才最終獲批。至於此次復飛的適航審定情況如何,中國民航上海航空器適航審定中心婉拒了《財經》記者的採訪請求。

馮正霖近日透露,波音公司總裁已經找他談了兩次關於復飛的問題,中國民航局和FAA、波音公司、歐盟的航空監管機構都保持著技術合作和聯繫。

中國民航的安全飛行水平領先全球。截至2019年,中國運輸航空實現持續安全飛行112個月、8068萬小時的安全新紀錄,連續17年7個月實現空防安全零責任事故。

儘管中國民航局還沒有鬆口,但波音737 MAX復飛的跡象越來越多了。

即使飛機目前還只能趴窩,航空公司沒有忘記做好日常維護和保養。今年9月,飛機維修公司山東太古剛剛為山東航空公司擁有的數架737 MAX飛機更換了起落架,並且選派的都是各部門精英,「為737 MAX飛機將來在國內實現復飛後的高級別維護奠定了堅實的基礎。」

美國對737 MAX復飛表示更直接的支持。FAA局長Steve Dickson在今年9月30日親自試飛737 MAX客機,試圖通過此舉打消外界對737 MAX客機的疑慮。

美國航空也表示,在737 MAX客機獲得認證後,從12月29日到1月4日,該公司將用737 MAX執飛邁阿密到紐約的航班,初期每天一班,此後將考慮啟動更多航班。美國航空也不忘提醒:「我們會確保客戶知曉他們乘坐的是737 MAX。」

李翰明對《財經》記者說,737 MAX在全球的復飛順序,首先當然是美國,之後看歐洲,再之後看中國。

10月16日,歐洲航空安全局(EASA)局長Patrick Ky表示,波音737 MAX機型已經做出足以保證安全性的調整,得以在2020年結束前在歐洲市場復飛。Patrick Ky表示,在今年9月進行試飛之後,歐洲航空安全局目前正在進行最後的文件審閱,有望在11月公布適航指令草案,隨後會進行為期四周的公眾意見徵詢。

歐美監管機構的同意,對於737 MAX的全球復飛意義重大,因為許多國家和地區都會直接接納這兩個機構的適航審定結果。

畢竟中國唯一的航空器適航審定專業機構中國民航上海航空器適航審定中心只成立於十三年前,發生空難的兩個國家衣索比亞和印度尼西亞都缺乏獨立的適航審定能力。《財經》記者查閱衣索比亞民航局官網發現,由於埃國不具備飛機設計的能力,對於波音等外國製造、只在埃國運營的飛行器,埃國民航局只要求「獲取(access)」原國簽發的適航指令等內容,不能像中國一樣展開獨立的適航審定。

衣索比亞航空CEO Tewolde Gebremariam此前曾公開表示,由於機組人員和乘客都對這一機型失去了信心,如果波音737 MAX要復飛,他們將是「最後一個復飛的航空公司」。

波音737 MAX到底安全了嗎?從技術層面上,監管機構的審批通過,就意味著給出安全的判定;但是從信心恢復等層面,似乎還有很多功課要做。

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