737MAX空難思索

張聚恩 楊敏

在人類探索飛行的征程上，注定要付出代價;在改進(jìn)技術(shù)以求臻善的道路上，有失敗有挫折，能夠被理解。但是，飛行安全至高無上，追求安全永無止境。在敬畏生命、確保安全的最高準(zhǔn)則面前，資本的冷漠與業(yè)務(wù)的粗疏斷不可容忍。。

3月10日，埃塞俄比亞航空公司一架波音737MAX飛機(jī)發(fā)生墜機(jī)空難，這是繼去年10月29日印度尼西亞獅子航空公司空難后，波音同款飛機(jī)的第二起事故。雖然最終調(diào)查結(jié)果還需要一段時間，但從4月4日埃塞俄比亞交通部公布的初步調(diào)查結(jié)果看，該型飛機(jī)上的機(jī)動特性增強(qiáng)系統(tǒng)（MCAS）是事故直接原因的結(jié)論可基本確定。5日，波音公司CEO米倫伯格在其推特上公布的視頻中向遇難者家屬道歉，并承認(rèn)波音的責(zé)任，“很明顯，737MAX8的自動防失速系統(tǒng)（MCAS）導(dǎo)致了兩起致命空難。在這兩起事故中，飛機(jī)的自動防失速系統(tǒng)（MCAS）為了回應(yīng)錯誤的迎角信息而啟動?！?/p>

時隔不足5個月，一款波音經(jīng)典機(jī)型竟因改型技術(shù)缺陷，導(dǎo)致346名乘客喪命，事故之密集、之慘烈，令人悲傷與震驚。事件對于波音公司，乃至全球航空界都將產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

初步調(diào)查報告

埃塞俄比亞發(fā)布的調(diào)查報告包括4個初步結(jié)論：執(zhí)飛ET302航班的飛機(jī)擁有飛行資質(zhì);飛行員符合資質(zhì)要求并且參加了必要的培訓(xùn)飛機(jī)的起飛正常;飛行員遵從了波音的所有程序后依然失去了對飛機(jī)的控制。報告給出兩條建議：一是波音應(yīng)該重新審查737MAX飛機(jī)的MCAS系統(tǒng);二是航空管理局應(yīng)在確保飛行員對新系統(tǒng)有足夠了解與培訓(xùn)的基礎(chǔ)上再批準(zhǔn)這一機(jī)型復(fù)飛;并聲明，后續(xù)調(diào)查將繼續(xù)進(jìn)行，最終結(jié)果可能需要六個月到—年的時間。

在初步調(diào)查報告發(fā)布后，波音公司首次承認(rèn)自己的責(zé)任，并稱，針對MCAS的軟件升級工作已接近尾聲，預(yù)計將在未來幾周之內(nèi)獲得認(rèn)證，將在全球的737MAX飛機(jī)上安裝。同時，決定從4月中旬開始將737飛機(jī)的產(chǎn)能從每月52架減到42架;還將成立一個內(nèi)部安全委員會，以審核在設(shè)計和研發(fā)飛機(jī)方面的政策和流程，保證737MAX飛機(jī)及其他項目遵從最高安全標(biāo)準(zhǔn)。美國國家運(yùn)輸安全委員會（NTSB）主席羅伯特-薩姆沃特表示，初步調(diào)查報告“非常全面”，對埃塞俄比亞政府在不足30天內(nèi)提出的調(diào)查報告認(rèn)可。但同時指出，這是一份初步報告，事情可能會有所改變。NTSB派代表參加了埃塞航和印尼獅航737MAX飛機(jī)在類似情況下墜毀的調(diào)查。兩起事件的初步報告都強(qiáng)調(diào)了錯誤的迎角傳感器讀數(shù)，以及飛機(jī)重復(fù)自動向下俯沖的情況;事故原因聚焦在飛機(jī)的MCAS系統(tǒng)以及它如何響應(yīng)錯誤讀數(shù)而被激活。

這兩起相同機(jī)型先后墜毀的事件，也將FAA推上了風(fēng)口浪尖。此前有報道披露，波音公司一直淡化MCAS可能存在的安全問題，而FAA長期以來竟將安全認(rèn)證工作交給波音自行評估，甚至允許波音自行任命負(fù)責(zé)測試和安全的人員。4月1日，面臨巨大輿論壓力的FAA宣布，機(jī)構(gòu)將需要更多時間對波音737MAX飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格審查，不會讓其很快復(fù)飛。

事件的調(diào)查還在繼續(xù)，除了MCAS系統(tǒng)的問題外，別的方面的原因或誘因，如自動防失速功能的影響范圍是否僅限水平安定面、埃塞航機(jī)組的操作問題、迎角傳感器為何故障多發(fā)、持續(xù)給出與實行狀態(tài)并不一致的迎角數(shù)據(jù)等，也會被一一查清。相信一定會得到一份完整、全面、科學(xué)的最終報告，但愿用血的代價換來民用航空器設(shè)計、制造與管理，尤其是飛行自動控制技術(shù)的又一次重大進(jìn)步。

737飛機(jī)平臺的局限

波音首次向公眾承認(rèn)是技術(shù)缺陷導(dǎo)致了這兩起空難，是MCAS設(shè)計出現(xiàn)了邏輯不合理的錯誤，但筆者認(rèn)為，背后更根本的問題是737飛機(jī)原始平臺的局限，造成了飛機(jī)與發(fā)動機(jī)不匹配，這才是肇始之因。

波音737的研發(fā)始于1967年，這款民航史上最暢銷的雙發(fā)窄體噴氣式客機(jī)，已累計交付1萬余架。其發(fā)展經(jīng)歷了四代：第一代737-100/200，配裝涵道比1的普惠JT8G發(fā)動機(jī);自第二代737-300/400/500開始，配裝斯奈克瑪國際公司（CFMI）的CFM56系列發(fā)動機(jī)，涵道比5;第三代737-600/700/800/900（也稱新一代，即737NG），配裝發(fā)動機(jī)的涵道比略有提升，達(dá)5.4?，F(xiàn)在出問題的737MAX合737-8和737-9兩款，可視為第四代，使用CFMI的LEAP系列發(fā)動機(jī)。

2009年1月，中國商飛公司（COMAC）正式發(fā)布C919方案;同年12月，選定LEAP發(fā)動機(jī)為動力裝置，代號LEAP-X1C，成為選用該型發(fā)動機(jī)的全球第一款飛機(jī)。由于選用這款高涵道比發(fā)動機(jī)及采用超臨界機(jī)翼、翼梢小翼等技術(shù)措施，使C919較之空客320和波音737客機(jī)基本型，擁有燃油效率提高13%的綜合優(yōu)勢。

盡管新生的COMAC還很弱小，但C919的出現(xiàn)對世界窄體客機(jī)市場形成了沖擊。2010年12月，空客公司宣布啟動采用LEAP發(fā)動機(jī)（代號1A）的A320Neo飛機(jī)的研發(fā)，Neo的含義就是New Enqine Option。在競爭態(tài)勢下，2011年8月，在遲于空客320Neo飛機(jī)研發(fā)9個月后，波音啟動了737MAX飛機(jī)計劃，同樣選用LEAP發(fā)動機(jī)（代號1B）。兩家公司分別把A320Neo和B737 MAX兩款飛機(jī)的交付時間定在2016年和2017年。至此，世界三款同類型單通道客機(jī)都選用了LEAP發(fā)動機(jī)。

A320的研發(fā)較B737晚了20年，但得益于后發(fā)優(yōu)勢，因采用了更好的構(gòu)型、較高的起落架和復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)等，使其可以方便地采用大尺寸、大推力的高效率高函道比發(fā)動機(jī)。而波音737因基本型平臺的局限，在采用大涵道比發(fā)動機(jī)的道路上遇到諸多困難。在737NG的研發(fā)中，就采用了將CFM-56發(fā)動機(jī)底部削平的措施，以適應(yīng)因較短的起落架帶來的翼下有限高度。

由于急切的競爭，在737MAX上換裝LEAP發(fā)動機(jī)成了必須的選擇，勢必要采取措施來解決飛/發(fā)不匹配問題。由于機(jī)翼下的空間高度限制，LEAP-1B采用了較小的風(fēng)扇（直徑176厘米，而1A為198厘米），涵道比僅為9（1A為11），為補(bǔ)償性能，選用了更高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。盡管如此，仍不能完全解決安裝問題，而不得不把吊掛點向前和向上方移動，以保證發(fā)動機(jī)短艙與地面的凈空，并保證在前起落架垮塌時不觸碰地面。

但由于發(fā)動機(jī)安裝位置前移并抬高，改變了原構(gòu)型布局的氣動性能。在大迎角飛行狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)短艙會形成脫體渦流，加劇升力的非線性變化，對機(jī)翼產(chǎn)生較大的上仰力矩，進(jìn)一步導(dǎo)致迎角增大，造成失速的隱患。

由于波音737采用的是機(jī)械操縱系統(tǒng)，當(dāng)飛機(jī)在大迎角飛行引發(fā)不穩(wěn)定時，駕駛員難以操控飛機(jī)，需要引入自動飛行控制功能來保證飛機(jī)的穩(wěn)定性。波音采用的方法是，在原機(jī)械操縱系統(tǒng)之上增加一套軟件“補(bǔ)丁”，即增設(shè)MCAS系統(tǒng)，以解決大迎角下的操穩(wěn)特性問題。其基本設(shè)計邏輯是，在迎角大到一定程度、襟翼已經(jīng)收起的情況下，使系統(tǒng)自動開啟，以調(diào)整安定面，壓低機(jī)頭。

這個補(bǔ)救性開發(fā)，立意雖無錯，但在設(shè)計軟件時，出現(xiàn)了兩個不合理之處，一是其優(yōu)先級高于駕駛員，造成自動系統(tǒng)與駕駛員爭奪權(quán)限;二是自動系統(tǒng)可以由來自單一迎角傳感器的輸出而激活，且一旦激發(fā)，很難關(guān)閉。這樣一個方案，雖看似解決了飛機(jī)平臺和新發(fā)動機(jī)不匹配問題，但超越了原始設(shè)計的安全極限，埋下了禍根。

由此，事故原因的遞進(jìn)關(guān)系可初步認(rèn)定為，飛機(jī)布局的調(diào)整導(dǎo)致了大迎角下穩(wěn)定性降低，針對駕駛員使用原有的機(jī)械操縱系統(tǒng)難以應(yīng)對的情況，引入防失速系統(tǒng)自動控制功能，但是，具有技術(shù)缺陷的MCAS解決方案，被單一的迎角傳感器輸出激活，啟動后權(quán)限高于駕駛員且難以關(guān)閉，以致形成向下俯沖，釀成空難。

波音737飛機(jī)原本是非常成功的設(shè)計，但老舊平臺與新型大涵道比發(fā)動機(jī)不相容的問題在改型時被放大。引入MCAS軟件是不得已而為之，卻付出了最重要的安全性作代價。

聯(lián)合航空公司波音737MAX8的LEAP 發(fā)動機(jī)在舊金山機(jī)場進(jìn)行檢修。

百年來最大危機(jī)

波音公司從1916年誕生以來，逐步發(fā)展壯大，成為軍民航兼營、空天一體的航空航天業(yè)的旗艦公司，其中的民用航空器制造更取得巨大成功，帶給人類以福祉。但在這兩起空難中，波音的表現(xiàn)讓人極其失望;而從中暴露出的公司治理、技術(shù)研發(fā)策略與流程等方面的問題也極為嚴(yán)重。這家“百年老店”正面臨史上最大危機(jī)。

公司市值受貶立見，雖然由于波音公司業(yè)務(wù)多元化，承受風(fēng)險的能力較強(qiáng)，加之政府給予顯性或隱眭的強(qiáng)力支持等原因，股價目前的下跌僅10%左右，但市場的負(fù)面影響不可低估。同時，還將面臨航空公司和死難者家屬的巨額索賠。更嚴(yán)重的是由于公眾對于該型飛機(jī)失去信任，該機(jī)將難以獲得新訂單，原有逾5000架儲備訂單將難以保全，6000億美元的預(yù)期銷售收入將大部流失。該事件不僅危及波音在窄體客機(jī)世界市場的半壁江山，還將導(dǎo)致對波音的整體信用危機(jī)，嚴(yán)重影響公司的長期發(fā)展。

同期，在軍用飛機(jī)業(yè)務(wù)方面，波音也出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量問題。由于交付的KC-46A“飛馬”新型軍用加油機(jī)在多個部位發(fā)現(xiàn)了包括工具和其他金屬物體在內(nèi)的“異物碎片”（FOD），出現(xiàn)了低級質(zhì)量問題，美國空軍在今年1月叫停交付。3月22日，美國空軍透露KC-46加油機(jī)也使用了類似737MAX飛機(jī)的MCAS軟件，盡管兩個系統(tǒng)存在差異，但空軍參謀長已經(jīng)下令審查飛行員培訓(xùn)l程序，確保在緊急程序和模擬器培訓(xùn)方面有足夠的應(yīng)對。

兩起空難以及波音的應(yīng)對，還揭示出其內(nèi)部在應(yīng)對競爭、制定正確的研發(fā)政策方面出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題。本應(yīng)盡早啟動的替代新機(jī)型研發(fā)一再推遲，一味地在老舊機(jī)型上修修補(bǔ)補(bǔ)。如能重新設(shè)計機(jī)翼，或改用電傳飛控，也許不失為良策，但顧慮改動大、周期長、花費(fèi)多，亦未采用;即使一定要用MCAS，也應(yīng)有正確的設(shè)計邏輯和技術(shù)路線，輔以相應(yīng)改進(jìn)措施，如添加迎角傳感器，容許其中一個出問題，或在信息不一致時進(jìn)行比對;而現(xiàn)在的方案是維持原有的兩支傳感器布置，MCAS在只讀取一個傳感器非正常數(shù)據(jù)時，就可自動激活，且與人工操縱爭奪權(quán)限，以致造成慘劇。

對于波音這樣的業(yè)界翹楚，出現(xiàn)此等問題，很難用技術(shù)認(rèn)知與能力不夠來解釋，說明其內(nèi)部研發(fā)決策與審查流程出了問題。在事關(guān)安全的重大技術(shù)事項上，既未能精心設(shè)計、綜合施策，也未能嚴(yán)格審批、審慎決策，在這方面的教訓(xùn)應(yīng)該比技術(shù)缺陷自身更深刻，更具有根本性。所幸的是，波音已經(jīng)注意到這一點，為此成立了一個內(nèi)部安全委員會，來審核設(shè)計和研發(fā)的政策與流程。

幾點思考與建議

我國民航局應(yīng)對波音737MAX飛機(jī)進(jìn)行獨立適航審定。在接受FAA邀請后，中國民航局已派專家參與波音737MAX飛機(jī)安全評估工作。但同時，仍應(yīng)對該型飛機(jī)進(jìn)行獨立適航審定。為此，應(yīng)要求波音提交全面、詳細(xì)的相關(guān)資料，制定合理可行的試驗大綱，并使培訓(xùn)到位。

我國大飛機(jī)研制應(yīng)吸取教訓(xùn)，進(jìn)一步提高安全眭。首當(dāng)其沖的是飛控系統(tǒng)。波音飛控系統(tǒng)設(shè)計缺陷導(dǎo)致的空難，給所有飛機(jī)制造商敲響了警鐘，我們應(yīng)在飛機(jī)研制過程中吸取教訓(xùn)，在把預(yù)期的C919飛機(jī)性能百分之百實現(xiàn)的同時，要進(jìn)一步提高飛機(jī)的安全眭，做到萬無一失。

應(yīng)十分重視專利的作用，加強(qiáng)專利分析工作。在民用飛行器研制中，除了產(chǎn)品與市場方面的直面競爭外，還有一個應(yīng)予注意的問題，就是航空強(qiáng)者在中國的專利布局。為了競爭的需要，為了封堵后來者的發(fā)展，波音在中國申請了一系列專利，包括這次出事的MCAS系統(tǒng)。

3月28日，維克多維爾的南加州物流機(jī)場，停飛后的美國西南航空公司的737MAX飛機(jī)停在柏油路面上。

專利申請有兩重性。申請人申請并獲批的專利，在法定期限內(nèi)，其他人與機(jī)構(gòu)不得使用;但申請人在申請專利時，勢必要披露相應(yīng)的技術(shù)思路與內(nèi)容，又為研究這些方面的技術(shù)提供了可能。在這次波音737MAX飛機(jī)空難事故的分析中，我國航空工業(yè)發(fā)展研究中心（ADR）的專利工作者陸峰等人就是通過對波音在中國申請的有關(guān)專利，在獅航事故后不足一個月就提出了MCAS是禍因的判斷，做出了獨立、有見地的分析，并提出了警示性的意見和建議。

在知識經(jīng)濟(jì)時代，我們確應(yīng)全方位、多維度地重視專利工作，認(rèn)真研究與借鑒他人專利，不落入別人設(shè)下的專利陷阱，同時努力催生并保護(hù)好自己的專利。在繼續(xù)發(fā)展我們的民用飛機(jī)的進(jìn)程中，如何規(guī)避在飛行控制系統(tǒng)以及其他方面的波音中國專利，走自己的路，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)能力，以確保國產(chǎn)飛機(jī)的高性能與高安全性，是一個很現(xiàn)實的問題，需要有應(yīng)對之策。

兩起空難的發(fā)生，還使民機(jī)發(fā)展中的—些深層次問題浮出“水面”，如如何認(rèn)識和把控老舊機(jī)型持續(xù)改進(jìn)的局限與極限的問題，如何更好地解決飛機(jī)與發(fā)動機(jī)的匹配（構(gòu)型、氣動等）及構(gòu)型優(yōu)化問題，如何正確處理商業(yè)利益與安全基線的關(guān)系問題，如何完善適航管理的程序與實施有效約束（如對改進(jìn)型的定義與適用性）的問題，如何嚴(yán)格界定和落實安全管理中的有關(guān)方責(zé)任的問題，等等。對這些問題需要思考，達(dá)成新的認(rèn)知，找出解決之道，完善或制訂規(guī)范。在某種意義上，這些問題也是整個航空界面臨的共同問題與新挑戰(zhàn)。

責(zé)任編輯：武瑾媛