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埃塞俄比亚航空的737Max事故过去10天了,虽然FDR和CVR数据已经完成下载,但分析结果还未对外公布,参与调查的专家尚未得出结论,最多给出消息依然还是“与狮航610很相似。”
但就在这10天里,网上各种“深度分析”铺天盖地,各种雷人的观点让人叹为观止。 在这里,我们能看到各种无知、傲慢、偏见与歧视。 下面,我以我自己的视角,谈一谈737MAX的MCAS,以及人工关闭MCAS系统到底难不难。
1. 关于737MAX 波音737是一款中短程、双发、单通道窄体客机。737MAX是波音737系列飞机的最新一代,也就是第四代机型。 ↑第一代波音737,737OG:737-100/200,1967年4月9日首飞,P&W JT8D-7发动机 ↑第二代波音737,737CL:737-300/400/500,1984年2月24日首飞,CFM56-3发动机 737CL采用CFM56-3系列高涵道比涡扇发动机,相比起JT8D,CFM56更省油和噪音小,可是直径较大,与地面保持的空间不足,于是便把发动机放在了机翼前方,并且发动机底部改为扁平形,进一步提高发动机离地距离。 ↑第三代波音737,737NG:737-600/700/800/900,1997年7月31日首飞,CFM56-7发动机 737NG采用新式、噪音更低和更具燃油效益的CFM56-7B发动机,重新设计了垂直尾翼和机翼,翼展增加16英尺,面积增加了25%,燃油负载量增加30%。这些改良设计使737NG航程增加900~3000海里,且提升了巡航速度,降低了燃油量。 ↑第四代波音737,737MAX:737-7/8/8200/9/10,2016年1月29日首飞,LEAP-1B发动机 737MAX主要改变是采用与波音787同款设计的CFM International LEAP-1B发动机,扰流板采用电传操纵技术,同时驾驶舱改为大屏综合显示。 可以看出,737每一代升级,最主要是更换更省油的发动机和驾驶舱显示,提高经济性和操作舒适性。
737NG/MAX机型 ICAO/IATA 代码 | ICAO | IATA | Model | B737 | 73G | Boeing 737-700 pax | B737 | 73R | Boeing 737-700 Combi | B737 | 73w | Boeing 737-700 (winglets) pax | B738 | 738 | Boeing 737-800 pax | B738 | 73H | Boeing 737-800 (winglets) pax | B739 | 739 | Boeing 737-900 pax | B739 | 73J | Boeing 737-900 (winglets) pax | B37M | 7M7 | Boeing 737 MAX 7 pax | B38M | 7M8 | Boeing 737 MAX 8 pax | B39M | 7M9 | Boeing 737 MAX 9 pax | B3JM | 7MJ | Boeing 737 MAX 10 pax |
2. 关于MCAS 737MAX比737NG 省油14%的主要原因是使用了新款LEAP-1B发动机。
而LEAP-1B比之前的发动机风扇直径大了8英寸,737系列又天生腿短,为解决这一问题,波音将发动机吊装位置向前、向上轻微移动,并将前起落架加高了8英寸。
737-8是在737-800的基础上改进而来的,对比两者的发动机,737MAX上发动机推力更大(大2000磅作用):
↑737 MAX8使用的LEAP-1B27发动机
↑737-800 使用的CFM56-7B27 发动机(通常是7B26) 我们知道,在爬升时,发动机推力在向上方向会有分量,进而产生抬头力矩。737MAX前移的发动机及其更大的推力引起机头向上的俯仰力矩会比737NG大,导致同样习惯去人工俯仰操纵时,737MAX相比737NG容易大迎角飞行。 这其实也不是什么大问题,也就是操纵量的把握。就好比开不同的车一样,有的车油门轻,加一点就跑起来了,有的车油门重,油门得踩大一点才能跑同样的速度。飞行员习惯了就好了。 但为了使飞行员从737NG过渡到737MAX更顺畅,获得和之前机型一样的操纵体验,加装了这样一套系统 - MCAS。 MCAS是Maneuvering Characteristics Augmentation System的缩写,翻译为机动特性增强系统。集成在FCC软件中,控制飞机的俯仰姿态,通过机型识别程序销钉,只在737MAX上激活,737NG并没有激活。 系统的唯一功能就是达到迎角门槛触发条件时,指令安定面前缘上偏配平,使飞机低头。 这样一来,即使飞行员拉杆拉过了,MCAS系统也会自动配平水平安定面,把飞机姿态再调整回来。 「Since it operates in situations where the aircraft is under relatively high g load and near stall, a pilot should never see the operation of MCAS. As such, Boeing did not include an MCAS description in its FCOM.」 The explainer continues: 「In this case, MCAS will trim nose as designed to assist the pilot during recover, likely going unnoticed by the pilot.」 「由于该系统在飞机负载相对较高、接近失速的情况下才会运行,因此飞行员应该不会看到MCAS系统的运行。所以,波音没有在FCOM中包含关于MCAS系统的描述。」解释者继续说道,「当这种情况发生时,MCAS系统会按照设计方式配平机头,帮助飞行员改出,这个过程很可能不会被飞行员察觉。」 引用之前官方对这套系统的解释。 这也就解释了,为什么波音把MCAS设计为不被驾驶杆切断的原因。因为这套系统设计的本意就是飞行员把杆拉过了,它通过安定面配平将飞机姿态给调整回来。
3. 人工关闭MCAS难不难? 狮航610 坠毁事故后,所有737MAX飞行员都要求学习一个通告:
从昨天埃塞俄比亚航空发布的声明来看,相信ET302事故的机组也学习了:
看看737MAX安定面配平切断开关:
737MAX安定面配平和737NG大同小异,切断开关
左边是737MAX的,一个主开关和一个备用开关串联,任何一个开关到CUT OUT位都会切断安定面电马达电源,只能使用手轮配平。 右边是737NG的,737NG是主电配平和自动驾驶配平切断开关分开各管各的。 按照很多人所想的,安定面往下配平时,手轮会飞转,这么明显的现象,机组为什么想不到是安定面配平失控,而去切断安定面配平呢? 我们一起看看通告里的描述。 错误的AOA会导致以下部分或所有指示和影响: 你可以想象,事发时驾驶舱的各种显示该有多错乱。一边是飞机控制困难、抖杆,一边是各种显示器上的警告信息不停出现。此时的机组该相信什么,能判断出发生了什么问题,首先要解决什么问题吗? 我认为答案是不一定。 就算我们现在知道了问题的根本原因是什么,真的到自己突然遇到了一样情形的时候,谁又能保证自己就一定能安全操纵好飞机呢? 在那样紧张的环境下,有的人可能会做出正确的判断,比如狮航610航班之前几个航班的机组。有的人也可能会做出错误的判断,比如狮航610的机组。 遗憾的是,做出了正确选择的人,没有被称作英雄,毕竟他们可是救了好几百人的命啊。但做出了错误选择的人,却已经永远不在了。
4. 自我反思 我们可以想一想,为什么MCAS这样的系统,会出现这样的问题呢? 我认为问题在于它把系统触发的条件考虑的太单一了,这么重要的系统,应该是要考虑的更复杂更周全一些的。
当飞机处于自动驾驶未衔接、且襟翼收上、且机组没有给出安定面配平指令,此时若AOA角度超过门限值时将激活MCAS(该门限值基于空速和高度计算得出) MCAS的触发条件是:当飞机处于自动驾驶未衔接、且襟翼收上、且机组没有给出安定面电配平指令,此时若AOA角度超过基于空速和高度计算的门限值。 也就是前面说的人工抱杆操纵飞机时,迎角过大。但是却没考虑到,要是自己的迎角信息出现的问题呢?更要命的是,一个航段中只会由一部FCC来提供MCAS功能,下一个航段再切换给另一部FCC负责,FCC只用本侧的迎角信号。 并且一旦一侧的迎角数据错误,出现AOA不一致,自动驾驶就会断开无法接通。同时迎角数据还影响空速、高度、失速管理。这一连串的错误都是致命的,都违背了MCAS设计的初衷。 而厂家基于的安全考虑在哪里呢?换个角度,为什么厂家在每次发布都在强调737MAX是安全的呢? ↑不可否认,737NG是当前世界上最可靠的机型 但737MAX MCAS系统的安全性的前提呢? 我想答案应该是安定面失控检查单里吧:
但遗憾的是,人在那么紧张的条件下,那么有限的时间里,真的能想到并作出正确判断吗?至少是不确定的,狮航610就没有。 所以,这么设计必然是会出问题的。 再看我们身边,类似的事情是不是也是一样呢?多去读读不安全事件讲评的材料就会深有感悟了。 很多时候,我们不理解,我们不接受,我们觉得不应该,只是因为我们不在那个位置上,天天说的换位思考,能做到的又有多少? 对事故的机组如此,对波音公司亦是如此,对所有的事情都是如此。 所以,在以后啊,即使不处于那个位置,即使十分不理解,也请还要保持尊重! 这个世界最不缺聪明人,没有人会是傻子。
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