5个月两次坠机，国内停飞！波音737-8有啥硬伤？

　　本文专家:龚政，中国民航大学，飞行模拟器工程师

　　相信大家都知道了，昨天又发生了一起重大的飞机坠毁事故……

　　当地时间3月10日上午，一架从埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴前往肯尼亚内罗毕的埃航波音737-MAX 8客机坠毁，机上157人全部遇难。航班上的乘客共来自33个国家，含8名中国人。

　　事故现场到处散落着残片、鞋履等乘客个人物品。

　　失事飞机的飞行路线。（图据CNN）

　　事发突然，但此次空难已经不是波音737-Max 8机型第一次坠毁了。

　　去年10月29日早上，印度尼西亚狮子航空一架波音737-Max 8客机在雅加达起飞13分钟后坠毁在爪哇海，机上189人全部遇难，前后仅事隔5个月。

　　狮航航班（Lion Air）上的一名年轻男子，用自己的手机记录了人生的最后一刻……

　　同样的机型、同样是新交付的飞机……外界不免怀疑或与波音737-MAX客机的系统问题有关。

　　据了解，目前共有13家大陆航司订购的96架波音737-MAX8飞机已交付运营，用户包括国航、东航、南航、海航、上航、厦航、深航、山航、祥鹏航空、奥凯航空、九元航空、福州航空、昆明航空。

　　11日上午9时50分，民航总局在其官网发布公告，称已要求国内运输航空公司暂停波音737-8飞机商业运行。

　　民航总局官网截图

　　目前已有的信息十分有限，我们还是希望能从已有信息中了解到一些真相。

　　两次坠毁事故有无共同之处？

　　目前事故信息十分有限，所以暂时无法下定论，但从已知的情况来看，两起事故有几个相似之处：

　　1、事故中的飞机机型相同，都为波音737-MAX 8。且飞机的交付时间都很短，印尼空难的飞机机龄仅2个月，埃航空难飞机机龄仅4个月。

　　2、事故都发生在飞机刚刚起飞后不久，即爬升阶段。狮航JT610航班在起飞13分钟后坠毁，埃航ET302于起飞6分钟后坠毁。

　　3、两起事故中，飞行员都在起飞后遇到了飞机操纵困难的情况。埃航CEO向媒体证实，ET302的飞行员在起飞后便向塔台报告了飞机操纵困难，并要求返航。从下面两幅Flightradar24软件通过飞机ADS-B系统实时记录的数据曲线可以看出，ET302（上图）和JT610（下图）在起飞后速度和高度都出现了不稳定的波动。

　　网传是“设计缺陷导致自动俯冲”？

　　由于埃塞俄比亚当地通信不算十分发达，ADS-B接收机覆盖范围有限，因此目前我们在飞行实时追踪软件上只能看到ET302航班起飞后3分钟的速度、高度记录，之后3分钟直至坠毁的飞行数据并未被记录到。所以整个6分钟的飞行中飞机究竟是怎样的状态，还需要等待官方事故调查的说法，暂时不能判断飞机是否进入了俯冲。

　　在去年10月29日印尼狮航的事故中，飞机确实出现了“自动俯冲”的情况。飞机在飞行员没有进行操作的情况下，根据故障传感器得到的错误数据，由计算机发出指令，自动将飞机的水平安定面往飞机低头的方向偏转。

　　波音“自动俯冲”的原理是什么？

　　波音737-MAX飞机的基本设计还延续了1967年首飞的波音737-100上的很多特点，其中最主要的一点是机身的尺寸和布局。

　　在1960年代设计波音737的时候，出于方便发动机维护和适应恶劣起降条件的考虑，波音的工程师将飞机的起落架设计的较为短小。这样飞机维修人员就可以在不用梯子的情况下，直接维护位于机翼下方的发动机。

　　波音737-100，注意它细长的发动机 图片来源：维基百科

　　但在波音737出现后的50年中，航空发动机的直径越来越大。波音737-MAX系列不得不将发动机的安装位置向机翼的前方移动，并尽可能升高。

　　这样的改动造成了一个过去三代737飞机从未出现过的新问题——新的发动机安装位置会导致飞机在大攻角飞行的状态下进一步自动向上抬头，导致飞机进入失速状态。

　　波音737-MAX家族，注意它的发动机粗了很多 图片来源：波音

　　为解决这一问题，波音在737-MAX系列上新增了一个名为MCAS（机动特性增强系统）的系统，在必要的时候实现飞机“自动低头”的功能。

　　MCAS系统的原理图片来源：The Air Current / Jon Ostrower

　　在印尼狮航JT610事故中，由于飞机大气计算机收到的错误的攻角数值，因此在飞机并未进入大攻角飞行状态的情况下，MCAS开始工作并造成飞机俯冲。

　　目前的初步调查报告中可以看出，飞行员在起飞后一直在与MCAS“争抢”飞机的控制权，试图阻止MCAS将飞机向低头的方向操纵。但由于MCAS始终在接收来自故障传感器的错误数据，因此飞机“自动低头”的指令一直没有停止。而飞行员也没有执行正确的应急程序，切断水平安定面配平作动系统的供电。最终飞机还是进入俯冲坠海。

　　业界现在普遍认为，波音737-MAX上MCAS系统这一设计，属于针对737这一平台的局限性进行“打补丁”的做法，并不能被认为是“设计缺陷”。但由于飞惯了老款737的飞行员，对于这一新增系统的功能、应急故障处置熟悉程度不够，也可能是造成目前运行风险的一个原因。

　　波音737-MAX 8“超速”了？

　　昨天EH302航班失事前，飞行追踪软件确实记录到飞机在8600英尺的高度达到了383节的速度。

　　这里必须说明，这里记录到的速度为“地速”，即飞机相对地面运动的速度，直接用来推算与飞行安全更为相关的“指示空速”会有一些偏差。

　　根据8600英尺/383节计算出来的“指示空速”为343节，亚的斯亚贝巴机场海拔7800英尺，推断当时飞机的“指示空速”肯定超过了250节，而波音737是不允许在10000英尺以下的高度超过这一速度的。

　　大幅超过飞行速度限制显然是非常危险的，过大的动压可能会产生飞机结构无法承受的气动力。

　　为什么机龄仅4个月就出事了？

　　新型号的飞机在安全性上的考虑会比老型号的飞机要完善。但具体到每一架飞机上，并不能简单的认为越新的飞机就越可靠。

　　飞机的系统整体可靠性还是符合“浴盆曲线”的原理，即在使用初期会有一段故障率较高的阶段——早期失效期。这一阶段的故障通常是由飞机在设计、制造，甚至是原材料方面的缺陷造成的。

　　可靠性理论中的浴盆曲线 图片来源：百度百科

　　如何预防当前的安全隐患？

　　狮航事故发生后，对于波音737MAX可能存在的运行风险，波音公司发布了紧急技术通告，评估软件升级的可能性，FAA也发布了紧急适航指令，加强了飞行人员训练。

　　由于在狮航JT610事故中受到质疑的MCAS（机动特性增强系统）仅安装在737MAX系列飞机上，而该机型目前在国内投入运营的数量还不多。因此对于已经广泛使用多年的波音737-700/800/900系列飞机，无需产生不必要的恐慌。

　　希望波音能早日调查清楚原因

　　也愿逝者安息！