前沿热点丨波音737 Max因何告别蓝天？

本文选自中国工程院院刊《Engineering》2020年第1期

作者：Chris Palmer

来源：The Boeing 737 Max Saga: Automating Failure[J].Engineering,2020,6(1):2-3.

编者按

2019年3月10日，埃塞俄比亚航空公司一架波音737 MAX 8型客机发生坠机事故，这是继2018年10月29日印度尼西亚狮子航空公司空难事故之后，该型号飞机发生的第二起空难。MCAS被认为是造成事故的原因之一。目前，包括来自10个国家的民航局的技术代表在内的调查人员得出结论，维持连续性以更快的速度、更低的总成本交付飞机的商业决策导致了该系统的失败，并最终导致Max两起致命的坠毁事故。

波音公司在2011年宣布推出波音737Max飞机，它拥有更加省油的新型发动机和更新的航空电子设备，续航里程更长且运营成本更低。重要的是，波音公司设计的Max与之前的机型有许多共同之处，飞行员仅需要很少的额外训练就可以驾驶两种机型，而无需对新机型再进行全面的学习。

不过，Max与其前身的差异会使飞机有不同的飞行方式。例如，在某些情况下（如在低速飞行或具有大迎角的手动飞行时），新型发动机的放置可能会使飞机的机头向上俯仰，从而可能导致飞机失速。

为了使Max的操纵手柄更像以前737机型的操纵手柄，波音公司设计了一种自动化软件工具——机动特性增强系统（Maneuvering characteristics augmentation system，MCAS）。在某些情况下，该系统通过向后推动飞机的机头（图1）来自动使飞机配平，以稳定俯仰。但是，MCAS仅在单个传感器显示大迎角时才会被激活。这意味着，如果飞机的两个迎角传感器中的任意一个出现故障，则MCAS就会被激活。而其在Max的飞行员手册中并未提及MCAS。

图1. 在某些情况下，波音737 Max 8的MCAS系统旨在自动移动水平安定面，就像Embraer ERJ-170上的水平安定面一样，将飞机机头向下推以防止失速。

图片来源：YSSYguy，维基百科（CC BY-SA 3.0）

航空工程专家们指出了设计上的问题所在：“在正常的飞行中，只有在飞行员出了问题的时候它才会采取行动。但是，只要有一个迎角传感器给出错误的读数，MCAS就会被启动，从而毫无限制地往下推飞机机头。”他们建议，航空电子系统最好不要依赖于同类传感器。

实际上，Max的原始设计要求将多种传感器类型输入MCAS，但波音公司高管决定不采用该备用系统，理由是开发该系统的成本很高，而且飞行员必须接受更多的培训。

波音公司的高管们表示，飞行员们曾参与过标准的应急程序，坠机事故本来是可以避免的。但是美国国家运输安全委员会（US National Transportation Safety Board）的官员驳斥了这一说法，他们说，在MCAS启动后，一般的飞行员都很难将飞机恢复到原来的状态。

自2019年3月第二次坠机事件以来，在役的300多架 Max飞机已在全球范围内停飞，而波音公司也未交付其他飞机（图2）；迄今为止，已经订购的5043架飞机中只有387架已经交付。

图2 在波音737 Max于2019年3月第二次坠毁后，当时在全球服役的 387架Max飞机机队被停飞。同时，波音公司每月继续建造数十架飞机，这些飞机停靠在像美国西雅图这样的停车场中等待交付。图片来源：SounderBruce，维基共享资源（CC BY-SA 4.0）

截至目前，拥有Max飞机最多的西南航空公司和所有其他美国航空公司都已停飞Max飞机。同时，波音公司正在努力通过降低MCAS的功率来重新设计MCAS。该公司还计划在主系统出现故障的情况下安装备用系统。

改编丨赵莎莎

改编原文：

Chris Palmer.The Boeing 737 Max Saga: Automating Failure[J].Engineering,2020,6(1):2-3.

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注：论文反映的是研究成果进展，不代表《中国工程科学》杂志社的观点。