張仲麟：737MAX復飛：麥道殷鑒不遠，望波音好自為之 |2020-11-22

作者 :張仲麟：737M 2020-11-22 18:02:21 審稿人 : admin 圍觀 : 次評論

2020年11月18日，美國聯邦航空局宣布波音737MAX獲得復飛許可。而這一天距離2019年3月10日埃航ET302航班空難發生后737MAX全球停飛已經過去了616天，這也成為了世界民航史上停飛時間最久的飛機，而波音737MAX事件無疑也將成為航空制造業的一個經典案例。

漫長的復飛之路

波音737MAX是始于上世紀六十年代的波音737家族第四代飛機，作為應對空客A320NEO威脅的產物，波音737MAX的上馬與設計充滿了趕時間的氣息。空客在2010年12月宣布了A320NEO計劃之后，波音匆忙于2011年8月宣布了737MAX計劃。根據參與設計波音737MAX的匿名工程師在停飛之后的說法，整個737MAX的設計節奏可以用“瘋狂”一詞來形容，僅僅用三個月的時間就完成了737MAX的技術圖紙與設計，其速度堪比戰爭時期武器裝備的應急設計速度。

既然是針對A320NEO的應急產品，那么要讓737MAX能與A320NEO競爭則需要有足夠吸引人的賣點，而737MAX的賣點則是：更加節油的飛行效率、飛行員無需培訓就可以從737NG（第三代波音737）轉換到737MAX（第四代波音737）。為此得安裝更大的發動機與維持一貫的飛行操控品質。

然而與八十年代設計的A320NEO不同，基于六十年代設計的737MAX機翼下方沒有足夠的空間安裝目標發動機LEAP1B，使之不得不將發動機往機翼上方移動以確保足夠的離地高度，而這又改變了飛機的氣動與飛行品質，需要飛行員重新培訓以適應。于是為了滿足飛行員“無需培訓就能飛”，在737MAX中加入了MCAS（機動特性增強系統）以中和氣動變化所帶來的操控變化，而MCAS系統則是導致JT610與ET302這兩起737MAX致命空難的罪魁禍首，最終導致了346人遇難與長達616天的全球停飛。

停滿波音蘭頓工廠停車場的737MAX

實際上在2018年10月29日的印尼獅航JT610空難之后，初步調查結論已經指向了MCAS系統，但波音與FAA均稱問題可控，只要飛行員注意下就行，同時將進行軟件升級。然而4個月后的埃航空難徹底打碎了這一套說辭，而直到第二起空難發生，軟件升級包也沒有問世。

在全球停飛之后波音一直試圖盡快復飛737MAX，最初目標定在2019年的6月復飛，這樣還能趕上2019年的暑運市場。然后從6月拖到9月，又從9月推遲到12月，到了2020年1月波音終于不堪重負宣布暫時停產737MAX。

而隨著三月份新冠疫情在美國的全面爆發，737MAX的復飛審定工作也不得不隨之暫停，一直到5月份才重新開始復飛審定流程，并于6月29日由FAA對改進好的737MAX開始審定試飛工作，達成重要節點。

在十月底，隨著歐洲EASA對737MAX改進方案認可，并稱最快將于年內復飛737MAX，這使得737MAX的復飛逐漸變成了可能，而11月18日FAA宣布批準復飛也是早有風聲，正式宣布只是第二個靴子落下了。至于資本市場更是早已得到消息，波音的股價也在這幾天一飛沖天。

雖然目前FAA只是批準了波音737MAX的培訓方案、改進計劃以及注意事項，距離737MAX正式重新執行商業飛行還有一段時間，但對波音來說最黑暗的時間已經過去了，黎明的曙光浮現在地平線上了。

審查結論與改進措施

在FAA正式宣布批準復飛737MAX之時，FAA也發布了詳細的審查報告以及適航指令，指出了737MAX所存在的安全隱患并提出了相應的整改要求。由于FAA的審查報告長達99頁，這里直接上結論部分，即需要整改的問題與整改措施。

1. 使用單迎角傳感器（AOA）數據

在原始設計中，MCAS只采用兩個迎角傳感器（后文全都用AOA指代）中一個的數據，來決定是否啟動MCAS并進行機頭自動下壓動作。而在新的MCAS設計中，波音將使用雙AOA數據并且通過更新后的有安全措施的飛控規則來識別錯誤或者異常的迎角數據。而升級后的飛控計算機軟件也將通過判斷兩個迎角數據來決定是否啟動MCAS系統動作。如果兩個AOA數據相差值超過閾值，飛控計算機將不會啟動MCAS系統并對飛行員進行提示。

2. MCAS系統重置后反復生成MCAS執行指令

在波音的原始設計中，如果采用的AOA數據出現持續的錯誤并出現高迎角讀數，那么MCAS系統將起作用。而就算飛行員操作安定面電配平電門將MCAS系統重置，MCAS系統在重置后5秒依然會生成讓機頭向下的指令。也因此在JT610與ET302空難中，都在飛機墜毀前出現了飛行員與MCAS系統反復爭奪飛機控制權的狀況，因為就算飛行員重置了， MCAS系統很快依然會讓飛機低頭。

而在波音的新設計中，MCAS不會反復發出水平尾翼動作指令。使得飛機水平尾翼不斷動作把飛機機頭下壓。在感知到高迎角狀況后，MCAS系統只會動作一次而不會在處于得到高迎角數據狀態（極有可能是錯誤的數據）時不斷嘗試將機頭下壓，只有回到低迎角狀態后再次進入高迎角狀態才會再次啟動。

737MAX操控桿上的電動配平電門（左側）

3. MCAS配平權限

在波音原始設計中，所有的MCAS指令都是增量指令，意味著在水平安定面無論當前位置是什么，都會將水平安定面移動相應的量。也因此，若多個MCAS指令重復操作水平尾翼，那么……這畫面就非常刺激了，會使尾翼做動大大超出需要的量。

舉例來說，水平尾翼本來在2度位置需要增加1度，結果MCAS反復下達了三次指令，結果最終就是變成了5度。也因此飛行員無法通過控制升降舵來與之抗衡。也因此在新設計中，波音的飛控規則進行了更改，限制了MCAS對水平尾翼的控制也改了指令方式，變成“達到X度”而不是“增加/減少X度”，這增強了機組通過操縱桿就能對飛機的俯仰進行操控的能力。

4. 機組識別與應對

在兩起空難中，黑匣子數據均顯示機組在遇到單個AOA故障所發生的一系列駕駛艙事故時，沒能有效控制尾翼安定面的動作。而在整改之后，波音修訂了八項機組非正常情況下的處置流程，并增加了額外的訓練科目。這一修訂的機組處置流程與增加的訓練科目，可以讓飛行員有效識別異常的安定面動作以及處置AOA故障所帶來的影響。

5. AOA不一致警示

在737MAX初始交付的配置中，主飛行顯示器上的AOA不一致警示是屬于選配項目，而非標配項目（值得一提的是，在上一代737NG中這是標配項目），而這一功能（AOA不一致警示）應當是飛機標配的功能（選配了該功能的飛機，在停飛之前也處于該功能不可用狀態）。也因此在新設計中，波音根據整改意見將AOA不一致警示功能作為每一架737MAX的標配實裝上去。而FAA額外要求波音對軟件進行升級，使得機組可以得知兩個AOA傳感器讀數不一致是因為故障還是因為校準問題（JT610空難中故障AOA傳感器就是因為校準問題導致讀數偏差極大并導致空難）。

雖然FAA認為沒有AOA不一致警示信息并不是一個不安全因素，但FAA堅持要加入這一軟件升級，以讓所有737MAX都能顯示AOA不一致警示信息。因為這一信息提示有助于機組識別問題，并引導機組執行正確的處置程序。

主顯示器上的AOA不一致告警信息

6. 其他可能的跑道安定面故障

FAA和波音對MCAS的集成系統安全性進行了評估，發現了一種極端遠程故障，需要飛行員及時進行干預才能保證飛行和著陸的安全。因此在新設計中，波音增加了新的飛控計算機交叉監控，可以有效發現并關閉來自飛控計算機的異常尾翼安定面操控指令。這樣使得在飛行與降落中遭遇這類故障時不再僅僅依靠飛行員的反應時間。

7. 與MCAS相關的維護程序

根據印尼國家運輸安全委員會關于JT610空難的最終報告，在JT610空難的調查過程中發現與AOA傳感器的更換以及未準確校準有極大關聯。也因此維護手冊中關于AOA傳感器的部分要求對AOA傳感器進行最終檢查，以避免維修中沒有正確校準。

在印尼的調查報告中顯示波音原有的維護手冊中安裝AOA傳感器的流程已經有相應的程序來識別沒有正確校準的AOA傳感器。而為了確保每架飛機的兩個AOA傳感器都能在維修后正常運作，運營者需要在每架飛機維護之后都對AOA傳感器進行檢查以確保正確無誤。這一項要求是為了確保每一個AOA傳感器的風標都正常運作并能正確讀數。

獅航空難最終調查報告中關于AOA傳感器未校準的部分

也因此，在11月18日FAA發布的737MAX適航指令，簡單歸納的話就是這么幾點：

1. 升級飛控計算機的軟件

2. 給駕駛艙主顯示器增加AOA不一致告警

3. 在飛行手冊中修訂處置流程并增加訓練

4. 改變（分散）水平尾翼配平線路以確保安全

5. 飛機維修后要對飛機AOA傳感器進行校準檢查

而除了FAA的審定之外，還有其他技術小組也發布了審查/審計報告，其中包括由FAA、美國空軍、NASA、美國交通部沃爾普中心組成的技術咨詢委員會（TAB）也開展了對MCAS系統的審查，還對研發過程進行了審計。其結論基本和FAA的審查報告一致，而有趣的是在提出的整改意見中，要求波音將飛控計算機CPU及存儲故障的危險等級給列為災難級——也即最高級——需要最高的安全系數。

在TAB的審查中還指出了一點，在兩起空難中均發生飛行員認為配平手輪搖不動的情況，并由此認為配平手輪失效了。而調查的結果顯示要搖動這個手輪需要“不小于50磅的力量”（也即45斤左右）。

這里需要說明下，對尾翼進行配平的話有三種方式：電腦自動配平、電動配平電門手動控制、搖動配平手輪。具體到埃航事故之中，前兩種手段對飛行員來說都是無效的，因為MCAS在起作用。而最后的手搖手輪來調整尾翼的話，根據報告需要不少于50磅的力量，而想要將尾翼調整5.5度（MCAS最大作動角度）的話需要打上60圈才行。不得不說波音真不愧是百年老店，這大力打手輪頗有二戰時期飛行員需要搖幾十圈手輪才能放下起落架的風范。

而TAB對于該項問題的結論是“FAA并沒有對需要多少力量搖動手輪有規定，所以波音（需要至少50磅的力才能搖動手輪）并沒有違反FAA的規定，因為FAA對此沒有規定，也沒有對飛行員有額外的技巧、力量要求”。

設身處地想一下，在需要一手握著桿與MCAS搏斗，一手還需要搖動手輪來進行手動配平的情況下，還要用至少45斤的力量來搖手輪，這TAB專家組怕不是認為737MAX的飛行員都是陸戰隊員，或者轟六飛行員，有著怪物般的體能……

當然也不能排除TAB專家組認為人和人的體力不能一概而論，737MAX飛行員可以在極端緊急的情況下一手操控飛機一手大力猛搖手輪。所以如果看到有人右臂極為粗壯時別想歪了，他可能只是個配平手輪打多了的波音737MAX機長。

TAB專家組：我們認為，需要不少于50磅的力來搖動配平手輪沒有違反當前規定

圖中紅圈部分即為配平手輪，要相信大力是能出奇跡的。

監管風云

需要指出的是，目前FAA批準復飛僅僅對美國境內有效，而除了巴西這個美國的小跟班第一時間同步宣布復飛之外，目前世界其他主要民航監管機構并沒有同時宣布批準737MAX復飛。而考慮到世界上大部分國家的民航監管機構都只是“打醬油”的，那么幾個主要民航監管機構的態度就成為了風向標了，也即：歐洲EASA、加拿大TCCA、中國CAAC。而其余的民航監管機構要么技術實力堪憂，要么獨立性堪憂，不具備參考價值。

目前EASA已經表態對波音737MAX的整改方案予以認可，并可能在2020年內放行737MAX的復飛。但是EASA對波音有一個要求，即需要737MAX加上第三個AOA傳感器。考慮到在已經投入大規模生產的飛機上重新加裝一個機體表面的物理傳感器并不現實，EASA允許加入一個“合成AOA傳感器”，或者說用軟件的形式起到第三個AOA傳感器的作用。

筆者與某航電工程師對這一“軟AOA傳感器”進行分析，認為這是利用慣導系統的陀螺儀、空速計等通過姿態和速度來測算飛機所處的迎角（AOA），本質上是一個核驗程序，當發生AOA不一致時，啟用這第三個軟AOA進行識別以排除錯誤數據，也即把以往人工排除錯誤AOA數據的過程通過程序來予以實現。這樣的改動雖然比不上增加第三個物理AOA傳感器，但可以說一定程度上也能解決只有兩個AOA傳感器的問題。

目前的737MAX改進并沒有實裝這個第三軟AOA，而是計劃在2021年下半年，737MAX10問世時再予以實裝。從時間表上來看，是符合增加算法更改以及驗證所需時間的。而EASA的表態顯示并不想在737MAX上卡著，只要波音承諾后續會更新就可以。

而加拿大TCCA的態度就頗為有趣了：將會持續進行獨立審查來確定737MAX的更改是否符合要求。加拿大期待很快能得出結論，但不會與FAA的批準相同，而且加拿大將會對737MAX的運營者有不同的要求，包括駕駛艙流程、飛行前檢查程序和訓練標準。考慮到波音公司對加拿大龐巴迪公司所采取的手段并最終導致龐巴迪徹底分割出售航空業務，加拿大政府對于波音737MAX的態度極有可能是“嘴上笑瞇瞇，背后捏著刀”。

而作為全球最早宣布停飛737MAX的中國民航局（CAAC），其態度無疑是最讓人關注的。在10月22日中國民航局局長馮正霖就表態復飛要基于三原則：

第一，飛機的設計更改必須獲得適航批準；

第二，駕駛員必須得到充分有效的訓練；

第三，兩起事故的調查結論必須是明確的，改進措施是有效的。

“基于這三個原則，我們沒有對737Max8的復飛設定時間表。只要符合這個要求，我們是樂見復飛的。但是達不到要求，或者不符合我們三原則，我們還是要繼續嚴格的適航審定，確保安全。”中國民航局這個表態的背后是什么意思，FAA與波音自己去細細品味吧。

目前737MAX的復飛已經進入了倒計時階段了，或許波音終于可以松一口氣認為一切都結束了。然而在筆者看來，這不是結束，也不是結束的開始，而很可能是開始的結束。如果復飛后737MAX再出現一起空難——哪怕與MCAS系統無關——那么對波音的打擊無疑會是致命的。麥道公司殷鑒不遠，望波音好自為之。

標簽波音飛行員傳感器

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