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132天内波音737Max8发生两次空

2020.03.10 来源: 浏览:0次

132天内波音737 Max8发生两次空难,是“迎角传感器”,还是“自动驾驶”的锅?

2019年3月10日,埃塞俄比亚航空公司一架波音737 Max8客机ET302航班在飞往肯尼亚途中坠毁。机上149名乘客和8名机组人员,共157人无人生还,其中包括8名中国籍乘客。此次事故,距离2018年10月29日的印尼狮航坠机事故,过去仅仅132天。狮航空难也造成了189人死亡。

波音公司全新的737 Max8飞机,在短短的132天时间内就发生了两起诡异的相似事件。埃塞俄比亚航空失事客机ET302坠落现场仅可看见一个直径约50米深度约10米的巨大深坑,据参与救援人员介绍,失事飞机机头深深扎入地下,目前还未挖出。机身残骸散落范围达周边一万平米区域。

图1:救援人员在清理波音737 Max8残骸。

今天最新的消息,客机的黑匣子,包括飞行数据记录器和驾驶舱通话记录器都已经被找到。但调查人员尚未确定本次事故的原因。不仅如此,狮航的准确原因也还在调查之中。

同一型号飞机出现两次灾难性事故的原因是什么?

虽然黑匣子已经找到

,但关于坠机的原因还有许多未知的东西,调查需要进行数周,而波音公司和美国国家运输安全委员会正在派遣调查组前往坠机现场。

图2:波音公司微博表示,波音技术团队将会到现场提供支持。

然而,相同型号的两架飞机在如此短的时间内坠毁,这一罕见情况必然会引起飞行员、乘客、工程师和行业分析师的注意。

这两次事故非常相似,都是在起飞后不久就发生了坠毁事故。埃航的波音737 Max8客机起飞6分钟后坠毁,狮航是起飞13分钟后在爪哇海域坠毁,且都是俯冲坠落地面。

狮航事故被怀疑是因为“迎角传感器”(Angle Of Attack,简称AOA)的数据错误,触发了“防失速”自动操作,导致机头不断下压,飞行员多次手动拉伸未果,最终导致飞机坠海。

这个自动控制下压机头的系统,名叫MCAS,意为自动纠正失速系统。波音737 Max在设计上配备了更粗大,更省油的发动机,而这也使得飞机容易在大迎角飞行失速。为此,波音设计师就为737 Max开发了 MCAS。这是波音 737 Max的一种操纵辅助系统,其设计初衷是,如果机身上的传感器检测到高速失速的情况,即使在没有飞行员输入信号的情况下,该系统将强制将飞机的机头向下推。

但在狮航空难事件中,该系统接收到了错误数据,导致飞机在正常情况下开始不断下压机头,飞行员在11分钟内连续手动拉升20余次终告失败,坠海罹难。

然而,这个增加的MCAS系统在狮航事故前,很多飞行员是不知道的,波音公司和美国联邦航空管理局曾决定不需要告知飞行员有关Max 8飞行控制系统的变化。更糟糕的是,这个系统可能会因为传感器误差而被误触发。

图3:散落四处的波音737 Max残骸。

《华盛顿邮报》在去年11月13日的报道中援引美国飞行员协会安全委员会主席迈克·米凯利斯的话称:“在飞机上安装一个系统但不告诉操作飞机的飞行员,这太蠢了,尤其是还涉及飞行控制。为什么他们之前没接受过这方面的培训?”

美国联邦航空管理局在2018年11月8日发布了紧急适航指令,相关运营商要依照波音公司的公告执行操作,修改飞行手册。而波音的解决方法是:我们正在修bug,打补丁。

据《华尔街》,按原计划,波音公司应在今年1月完成系统升级,但这项工作的复杂性和执行比预期要复杂。一个主要原因是与该项事故调查相关的美国联邦官员和安全专家对波音公司应该如何“紧急应对”产生了分歧,再加上美国政府关门35天导致安全修复议案暂停等种种原因使得该项工作不得不推迟。

那迎角传感器是什么?它在飞机上有什么作用?

民用飞机的大气传感器是其航电系统的重要组成部分,包括迎角传感器、静(总)压探测器、温度/湿度探测器、结冰探测器等。

其中迎角传感器与静压探测器在大气传感器系统中起到了重要的作用。迎角传感器的作用是通过外置风标叶片感知机身表面流场的变化情况,实时计算飞机机身迎角;静压探测器的作用是通过空速管上的静压孔探测静压变化并通过一定逻辑计算出飞行速度。

图4:波音737 Max驾驶舱。(图片来源:波音官)

由于机身实时迎角关系到飞控和操稳系统的设定,而实时飞行速度关系到对飞行性能的监控,因此,应保证对以上两个状态参数测量的准确性。

考虑到测量的稳定性,迎角传感器及静压探测器一般对称布置在机头两侧外形相对平整、流场变化相对稳定的区域。

迎角是飞行中的一个重要指标,如果迎角过大会引起失速,使得机翼丧失升力。当实际迎角接近临界迎角而使飞机有失速的危险时,失速警告系统即发出各种形式的告警信号,在飞行控制系统中常引入迎角信号来限制最大法向过载。迎角信号还用于油门控制系统。

迎角传感器在机头两侧,有点像风向标,随风转动,测量机翼翼弦与相对气流之间的夹角,当角度过大或过小时,通过驾驶杆的抖动提示飞行员,飞机速度即将出现失速或超速,必须修正姿态,回到正常速度内。

如果两个迎角传感器同时故障还好些,能够立刻判断故障,把速度保持在250~300节,高度保持,姿态控制好,脱开自动驾驶,人工飞,呼叫MayDay返航,只要不做小转弯机动,肯定可以安全回来。

要是其中的一个出现故障,就比较麻烦。飞行员不知道哪个数据是正确的,系统乱了,人也乱了,惊慌失措中往往会造成拉杆过量,飞机角度过大而失速告警,甚至坠机。

事故造成的影响

在埃航事故后的美国东部时间11日下午6时,美国联邦航空管理局(FAA)在通告中称,“外部报道称,埃塞俄比亚航空航空事故,与2018年10月29日狮子航空610航班事故具有相似性。但目前调查才刚开始,目前我们尚未得到任何数据,以得出任何结论或采取行动。”

但同时,FAA称:“已经要求波音公司在2019年4月前,改进737 MAX系列飞机的自动化和信号系统,同时,波音公司将根据变化,更新培训规定及操作手册。”

美国国家运输安全委员会的前主席吉姆·霍尔(Jim Hall)在11日接受美国电视台CNBC采访时表示“既然连续2次发生事故,波音在确保安全性之前,应采取自主停飞‘737MAX’的措施”。

737系列截至2018年底仍有约4700架的未交货订单,相当于同年实际交付量的约8倍。加拿大投资银行集团(canaccord Genuity)的分析师肯-赫伯特指出,“短期影响有限,但存在波音飞机的可靠性下降、导致订单减少的风险,影响还将波及众多供应商”。

结语

此次事故发生后,已经有多个国家宣布了暂时停飞波音737 Max8,据澎湃报道,截至3月12日中午,已经有11国航空公司宣布了暂时停飞波音737 Max8。

除了中国民航决定停飞737 Max8,埃塞尔比亚航空、开曼航空、墨西哥航空、巴西高尔航空、阿根廷航空、南非康姆航空、蒙古航空、摩洛哥航空均已宣布暂停波音737 MAX 8航班飞行。

此外,印尼交通部已宣布暂停波音737 Max8飞行。

今天,新加坡民航局(CAAS)决定从3月12日下午2时起,暂停737 Max所有型号客机在新加坡机场的起降。

对于此次事故的原因,最多的猜测是因为迎角传感器问题,其次是新添加的功能------MCAS造成的。

其实飞机上的自动驾驶功能比现在汽车上的自动驾驶功能出现得更早,也更加成熟。在航空领域,飞机的自动驾驶系统会根据预先设定好的航路,全程驾驶飞机,甚至完成降落,飞行员很多时候只是辅助作用。

这次事故的原因还在调查中,但如果真正的原因是MCAS造成的,这必然对自动驾驶的未来是一个打击,不论是航空领域的,还是汽车领域。

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