一、两起概况
2019年3月10日,一架埃塞俄比亚航空公司的波音737MAX型客机在飞行仅6分钟后坠毁,造成149名乘客和8名机组人员不幸遇难。同样是在2018年10月29日,印尼狮航的一架由波音737MAX执飞的飞机,在从雅加达起飞大约13分钟之后失联并坠毁,共有189人罹难。这两次悲剧性事件均涉及全新飞机,在起飞后不久发生急速下降及爬升,并出现空速仪表异常读数。尽管两架失事客机均尝试折返,但最终都以惨烈方式结束。通过分析黑匣子数据显示,这两次事故存在明显相似之处。
狮航初步调查指出,失事飞机信号系统接收到一个假的迎角信号,该信号提示着高迎角状态,因此触发了自动失速保护系统(AOFS)持续控制使得飞机会低头。而这场对抗一直持续至事故发生,最终导致悲剧。
从目前情况看,波音在737 Max客机上安装的MCAS(Machine Learning-based Control and Augmentation System, 亦称为“动态特性增强”或“俯仰能力增强系统”)似乎扮演了关键角色。本文将尝试对MCAS及其相关重要问题进行粗浅分析。
二、MCAS系统相关技术问题分析
所谓的MCAS是一种用于提升737 MAX性能并避免失速的问题解决方案,它会在检测到迎角过大时启动,以通过水平安定面增加低头力矩来改正失速。然而,从申请中的专利文件以及最新资讯可以看出,这可能只是一部分故事,还隐藏着更多未被揭露的问题。
MCAS可能只是自动失速保护的一个子程序
CN106477055A号专利是波音公司于2016年申请的一项中国发明专利,其与防止激流和翻滚等功能有关。在该专利中,我们发现AOFS工作时,可以通过多个部件调整,如升降舵、稳定翼推力和扰流板等,而不仅仅是水平安定面。这意味着AOFS是一个更广泛且复杂的概念,其中包括多种不同的控制措施,而不是单一功能。
飞行员模拟测试发现潜在风险
国内专业飞行员曾在D级设备上模拟737MAX驾驶过程中发现了一些值得注意的情况:当使用襟翼5或0时,即使没有触发MCAS逻辑,也会出现自动推杆现象,这说明推杆器可能会自主工作,不属于预期范围内。此外,这些行为未被写入官方手册,而且没有告警通知,使得它们成为潜在风险因素。
失速保护功能远非依赖单一措施实现
根据基本航空物理原理,当一种民用喷气式螺旋桨驱动喷气式运输母船处于深度尾部倾斜状态时,将需要利用所有可用的操纵面来改变其姿态。这些操作包括但不限于升降舵、稳定翼、副翼和方向舵,以及对于尾部倾斜而言,还要考虑引擎推力的影响。如果采用此类方法,则可以确保即便遇到极端条件下的快速滑翔也能有效地恢复正常姿态。
图2展示了国际民航组织提供的一般教程示例图,对此进行了解释。
因此,有理由相信738-800型号已经包含多种操纵面的控制功能,以保证无论何种状况下皆能有效应对紧急情况。
波音关于MCAS错误描述可能导致严重后果
随着狮航事故后的调查结果公布,波音发布了一份OMB通告详细解释了MCAS如何工作。当襟翼收起并且脱离自动驾驶模式,如果迎角过大或者转弯坡度较陡峭,那么就会启动水平安定面的调节。但是,如果按照设计意图正确关闭电门应该能够停止这个过程,但是实际操作中是否真正如此仍然是个谜点。此外,由于用户培训内容未完全公开,我们无法确定是否足够清楚地传达给所有受影响的人员群体。