波音737MAX飛機機動性能增強功能分析

王志良 羅龍朋

摘要：介紹了波音737MAX的機動性能增強功能（MCAS），以及此功能的工作特點，并解釋了印尼獅航墜機的原因。

關(guān)鍵詞：迎角;探測器;機動性能增強功能;速度配平系統(tǒng)

2018年10月29日，印尼獅航JT-610航班（波音737MAX飛機）發(fā)生墜機事故，事故原因是由于飛行迎角（AOA）數(shù)據(jù)錯誤，使飛機出現(xiàn)非指令姿態(tài)向下，最終導(dǎo)致飛機墜毀。之所以飛機會出現(xiàn)非指令姿態(tài)向下，是因為涉及了波音737MAX飛機上全新的飛機操縱模塊——機動性能增強功能（MCAS）的應(yīng)用，以下對MCAS進行介紹和分析。

1 波音737MAX飛機的速度配平系統(tǒng)

MCAS功能是波音737MAX飛機速度配平系統(tǒng)中的一個工作模式。波音737MAX飛機的速度配平系統(tǒng)包含兩種工作模式，即速度配平和MCAS機動性能增強功能。

1.1 速度配平

速度配平的前提條件是在自動駕駛A/P未銜接的情況下，飛機處于大推力、低空速階段。速度配平功能是通過飛行控制計算機（FCC）輸出指令作動安定面，穩(wěn)定飛機的速度，其主要作用是保持飛機空速的穩(wěn)定性。

當飛機速度減小時，F(xiàn)CC通過速度配平指令調(diào)整安定面作動，使飛機出現(xiàn)低頭傾向，從而使飛機速度增加;當飛機速度增大時，F(xiàn)CC通過速度配平指令調(diào)整安定面作動，使飛機出現(xiàn)抬頭傾向，從而使飛機速度減小。整個調(diào)節(jié)過程都是為了保持飛機的速度穩(wěn)定。

速度配平用于起飛、復(fù)飛的補償功能。速度配平需要來自ADIRU的實際空速變化和發(fā)動機油門信號，以控制配平門限值。737MAX與737NG速度配平的組成完全相同。

1.2 MCAS功能

在波音737MAX飛機的FCC中加裝了MCAS軟件，由此產(chǎn)生了速度配平系統(tǒng)的另一種工作模式，如圖1所示。而波音737NG飛機無此功能。

MCAS功能啟動的前提條件是自動駕駛 A/P 未銜接，飛機處于高速運行且大迎角（AOA）時。MCAS的啟動無需飛行員介入，當飛機的迎角超過空速和AOA門限值時，MCAS功能就自動啟動。MCAS功能一旦啟動，就會快速調(diào)整水平安定面，使機頭朝下運動以減小迎角。MCAS的作用是快速作動安定面，以增強飛機俯仰通道的操縱特性。

2 MCAS功能特點

1）MCAS功能的觸發(fā)應(yīng)同時滿足以下四個條件：

MCAS功能與空客飛機的迎角保護功能類似，實質(zhì)上就是迎角配平。

迎角配平主要用于減少飛機高速飛行中產(chǎn)生的誘導(dǎo)阻力，通過對最大迎角的限制來防止翼尖產(chǎn)生高壓力差，利用迎角探測器探測AOA角度，并與飛機特定曲線進行比較，當AOA角度超過最大允許值時，安定面的前緣向上移動，從而產(chǎn)生低頭力矩，直至使迎角低于特定曲線值為止。

3 如何脫開MCAS功能

飛機一旦同時滿足了MCAS功能的4個觸發(fā)條件，就自動啟動MCAS功能，快速作動安定面，使機頭朝下運動以減小迎角。

由于印尼獅航JT-610航班在高速環(huán)境下出現(xiàn)了迎角探測器故障，錯誤計算了數(shù)據(jù)，使飛機錯誤地認為AOA過大，導(dǎo)致自動駕駛脫開，從而滿足了自動觸發(fā)MCAS功能的條件而啟動了MCAS功能，進而快速調(diào)整了飛機的水平安定面，使機頭朝下運動，減小了迎角，導(dǎo)致了飛機的下墜。

在這種情況下，飛行員最合理的處理程序是立即將安定面配平切斷電門STAB TRIM CUTOUT放到切斷（CUTOUT）位，并且使用人工配平操縱飛機飛行，如圖3所示。

1） 將安定面配平切斷電門（STAB TRIM CUTOUT）都放到切斷（CUTOUT）位，就可以切斷MCAS的輸出。

2） 另外，人工配平操縱飛機飛行，可以跳出MCAS的觸發(fā)條件。

4 總結(jié)

隨著科技水平的發(fā)展，民航新技術(shù)新功能不斷在飛機系統(tǒng)上獲得應(yīng)用，飛機系統(tǒng)間的聯(lián)系越來越密切。這次的獅航飛機墜毀事件，由迎角探測器AOA故障引起了737MAX飛機MCAS功能的觸發(fā)，無論是飛行員還是維修人員，都需要認真了解事故真相，學(xué)習(xí)新飛機的系統(tǒng)知識，以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的變化，才能更好地保證飛行的安全。