“波音飞机又出事了？！这篇中国专家的烧脑文案值得一看”

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最近经常卷入波音737又出事故了！

美国佛罗里达州杰克逊维尔市长雷尼·科里3日在社交媒体推特上说，大型飞机当天在该市机场着陆时离开跑道滑入附近的河流，乘客和船员没有生命危险。

据美国媒体报道，事故飞机为波音737架，载有143名乘客和船员，当晚着陆时滑入机场附近的圣约翰河，但由于河水浅，客机没有被淹没。 消防和急救人员赶到现场救助。 事故的原因现在还不清楚。

频繁的事故使人们越来越担心波音737的安全性。 事故频发的原因到底是什么？ 至今遭遇事故的飞机黑匣子又向我们透露了什么真相？

文|陆峰中国航空工业快速发展研究中心

|李雪望智囊团

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3月10日，埃塞俄比亚航空空企业波音737-8客机坠毁。 这是继去年10月29日印度尼西亚狮子航空空企业空遇难事故之后，737-8客机上发生的第二次空遇难事故。

最近是美国波音公司的丹尼斯社长？ 米伦伯格在企业官网发表声明，承认在这两起空疑难事故中，防止飞机自动失速的机动特性增强系统( mcas，系统设计意图不使飞机失速)犯了错误，

现在，埃塞俄比亚方面发表了空难的初步调查结果。

本文介绍了伊航事故客机的飞行数据记录器( dfdr，申诉为黑匣子)数据、波音与狮子航空相比难以发出的操作通知( omb )和波音申请的自动失速保护系统专利( cn106477055a )

分析表明，航空空可能与左侧aoa攻角数据错误、飞行员操作错误、mcas持续失配安全性等因素有关。

1

起飞后不久出现了不祥的迹象

埃航事故客机黑匣子记录(部分):

05:38:44，飞机离开地面后不久，左和右记录的aoa攻角的数值出现了偏差。

左侧的aoa下降到11.1°，之后上升到35.7°，但右侧的aoa值显示为14.94°。

接下来，左侧aoa值在3/4秒内达到74.5°，右侧aoa值最大值达到15.3°。

此时，左边的抖动继续启动，直到记录结束。 另外，左侧空速、高度、飞行指导器的俯仰指示与右侧的对应指示错开，左侧的值低于右侧的值，一直持续到记录结束。

05:38:46，副飞行员呼吁“主警告制冰”，4秒后“左侧aoa加温”参数的状态发生了变化。

为了分析上述黑匣子数据所表现的耶鲁客机的实际情况，需要结合波音去年11月6日发布的官方通告( omb )复印件。 这个通告是狮子航空困难一周后波音紧急发出的737 max操作通告。

通知:

在737max飞机的aoa数据错误的情况下，俯仰平整系统( pitch trim system，其实是mcas，但波音当时没有提出mcas的概念)低头10秒的飞机，平整水平稳定面，飞行员。

俯仰平整系统( mcas )使机头朝下时，飞行员的正确操作步骤是握住驾驶杆，解除自动驾驶、自动油门，继续失控时关闭两个稳定面的平整门，继续时，用手抓住平衡轮，最后是人

的aoa也有以下指示和影响:

受影响方的持续或间歇抖动

受影响一侧的最低速度指示条(红色和黑色)

增加飞机低头的力量

无法打开自动运行

自动运行自动脱离

ias (指示空速度表)速度不一致警戒提示；

alt (高度计)高度不一致警戒提示；

aoa迎角不一致警戒提示(选择了aoa指示时)

feel diff press (升降舵压敏灯)灯点亮

另外，航空事故客机的飞行员为了了解上述omb的情况，事先接受了专业训练。

如果将错误的aoa指示和影响状况与伊航事故客机黑匣子的数据相结合，就可以看出伊航事故客机发生了 等很多类似的问题

*耶鲁客机左侧操纵杆上出现了持续颤抖的杠杆(这是飞机进入或失速状态的重要警告消息)。

*飞机的ias速度不一致警戒提示和alt高度不一致警戒提示开始警告。

自动驾驶不打开，自动驾驶自动脱离。

*飞机上出现的左侧防冰警告也被认为是aoa故障引起的。

以上事实表明，伊航失事飞机刚起飞，左侧aoa的攻角不对。

2

未及时发现aoa攻角的数值错误

在坠落前30秒，e航空事故飞机推测飞机左侧的aoa攻角的数值没有出现误报。

具体理由如下:

首先，a航空事故客机没有安装aoa指示器和安全警报器。

根据操作通知( omb )，在飞机上搭载了上述仪表的情况下，在飞机的aoa攻角数据不一致的情况下，这些仪表发出警告并提示飞行员。

但不可思议的是，波音将这样重要的安全警报装置列为可选部件(安装需要大约8万美元的附加费)，结果耶鲁没有在事故客机上安装这些仪表。 因此，在aoa攻角传感器的读取值发生故障的情况下，驾驶舱内出现了各种不一致的消息(速度、高度等)、很多警告指示和与之相伴的警告音，飞行单元难以迅速且正确地评价眼前的一切，这是

其次，根据黑匣子的记录，2名05:42:54的飞行员喊道“左侧攻角探测片”，因此他们有可能在左侧攻角传感器的读数上出现误报，但此时飞机坠落的时间(黑匣子的最

最后，事故机出现了aoa攻角数值错误引起的许多异常现象，飞行员在排除故障之前通常不应该在起飞阶段选择自动驾驶模式。

但是，耶鲁事故机的机长(波音机左侧的驾驶员位置通常是机长位置，在左右的aoa攻击角度不一致的情况下，飞机选择相信机长侧的aoa攻击角度的值)依然选择进入自动驾驶模式，其原因有两个

其一，当时机长没有认识到关联仪表的异常表现是由于aoa攻角的数值错误引起的，因此没有重视关联问题。

第二，机长被波音误解了。 波音的操作通知中指出 。

“boeingwouldliketocallattentiontoanaoafailureconditionthatcanoccurduringmanualflightonly”。

翻译成中文:

波音观察aoa失效的迎角问题警告了只有飞行员手动飞行时才会发生。 机长可能认为进入自动模式可以处理相关问题，但在aoa攻角的数值错误的情况下，飞机襟翼的接收和手动脱离(或系统自动脱离)的自动驾驶飞机后，mcas可能会发作。

从737 max故障历史中及时发现aoa攻角的数值错误，按照nnc (异常检查表)流程进行操作很重要。

根据执行狮子航空事故飞机坠落的上次航班jt043的机长的报告。 飞行前，更换了该机的攻角( aoa )传感器，测试了其正常工作。 飞行数据记录器记录飞机打滑抬起车轮时摆动杆被激活的信号，该异常信号一直持续到飞机着陆。

达到400英尺飞行高度时，jt043机长(据说该机长当时得到了临时搭乘该航班的飞行员的专业指示)的机长观察到了“空速度不一致( ias disagree )”的警告。 然后机长将2个pfd (主飞行显示)数据与备份仪表数据进行对照，认定左侧pfd发生故障，切换到右侧飞行指南( fd )。 之后，机长将稳定面的平面开关( stab trim )置于cut out位置后，再次拨到了normal位置，但几乎再次发生了刚才的问题。

机长再次将稳定面的调平开关( stab trim )拨到cut out位置，持续手动调平直到飞机着陆，没有采用自动驾驶( a/p )。 在这个过程中，机组实行了“空速度不可靠”、“高度不一致”、“稳定面失控”三个非正常检查表( nnc )，最终使飞机处于危险之中。

狮子航空jt610次航班执行这架飞机时，再次发生了同样的危险，但jt610次航班没有像jt043次航班那样采取正确的应对措施，最终导致了狮子航空空难的发生。 埃航事故客机机组的状况可能与jt610机组高度相似。

3

在自动驾驶阶段隐藏危机

黑盒记录(部分):

05:38:58机长第一次尝试连接自动驾驶装置时失败了。

05:39:01机长第二次试图打开自动驾驶装置。

05:39:22飞机离地面约1000英尺时，左侧的自动驾驶装置打开(约33秒后关闭)，襟翼折叠，俯仰平衡从5.6单位减少到4.6单位。

自动驾驶装置开启6秒后，飞机出现小振幅的横摇振动，随着横向加速，有方向舵的变动和轻微的航向变化。 这些振动和波动在自动驾驶装置关闭后仍在继续。

机长尝试三次打开自动驾驶仪，打开后经过33秒自动驾驶仪就会关闭。 (自动驾驶仪可能会自动关闭。 关闭后仅2秒钟，机长就报告飞机的飞行控制有问题。 )根据波音操作通知( omb )，自动驾驶机和驾驶机无法自动关闭是aoa攻角数值发生故障时的典型表现。

值得注意的是，当时飞机的俯仰平顺化(水平稳定面平顺化)是从5.6减少到4.6单位的现象，这种平顺化是飞机控制系统自己进行的，飞机水平稳定面平顺化的立场首次大幅减少。

另外，自动运转中，水平稳定面的调平立场之后自动减少2次。 由于mcas通常不会在关闭和自动运行模式下启动，因此这些情况应该不是mcas造成的。 也就是说，737 max可能隐藏着其他稳定面的调平系。

遗憾的是，自动驾驶多次联系不上，自动驾驶自动偏离，系统自动平均水平稳定面等现象没有引起飞行员的观察，飞行员再次错过了防灾的时机。

4

MAS激活时，飞机已经凶多吉少 。

根据黑匣子记录:

05:40:00，自动驾驶脱离后不久，埃航事故机马上自动飞机机头向下( and )平衡出现，持续时间9秒，俯仰平衡从4.60单位移动到2.1单位( mcas开始发作)。 飞机停止上升，高度略有下降。 在自动机头向下( and )的过程中，驾驶杆向后移动(拉着驾驶杆)，飞机再次向正向上升。

05:40:12，稳定面向飞机头下( and )的调平结束约3秒后，飞机头上( anu )方向的电动调平(来自单元的驾驶杆的控制开关)的稳定面向anu方向移动了2.4单位。 随着机组对驾驶杆的后杆力的增加，飞机的俯仰姿势不变。

05:40:20，飞机机头向上( anu )移动结束约5秒后，出现了第二次自动飞机机头向下( and )的调平，这次稳定面向下移动了0.4单位。 ( mcas再次周期性发作，此时稳定面被调节在小立场的位置)

05:40:28，飞机机头向上( anu )方向人工电动调平，稳定面向anu方向反方向移动，调平达到2.3单位。

05:40:35，从副驾驶两次呼叫“稳定面配平切断”。 机长同意，副驾驶确认了稳定面的调平切断。 到那时为止，飞行员按照波音操作通知的建议，关闭了稳定面的平衡开关的开关，但已经来不及了。

(图为737 max稳定面平面开关门图像)

从05:40:42到05:43:11 (几乎两分钟半以内)，稳定面的位置逐渐从2.3移动到2.1单元(这是非常奇怪的现象！ 因此，时稳定面配平开关的门应该是由副司机关闭的，通常mcas不能分配安全面)。 左侧的指示空速度从大致的305节增加到大致的340节。 右边是空速比左边的大致20-25节。 记录的剩下部分出现了几次左右的杠杆，出现了带杠杆的杠杆力(拯救飞机的单元)。

05:41:46，副驾驶报告人工配餐(应该转配餐车)不工作。

05:43:11稳定面配平门再次打开(目前不知道是谁打开的门，可以进行系统自动控制和单元的手动操作，但笔者倾向于后者。 因为在手动配平失败的情况下，单元此时有可能试图用人工电动配平来配平安全面)。

05:43:20，最后人工电动调平输入5秒后，出现自动的飞机机头下( and )调平指令(即mcas再次发作)，约5秒以内，稳定面向飞机机头下( and )方向，从2.3单位移动到1.0单位， 然后，向后方施加了驾驶杆力，飞机的头部继续下降，最终间距下降了40°。

稳定面位置在剩下的记录时间中，总是在1.1单位到0.8单位之间变化，最终失控的飞机以40度俯角和接近1000公里的时速从地面7000多英尺直接坠落在地面上。

伊航事故客机的“人机大战”不幸以飞机破坏者死亡的惨剧告终，其实在地面高度不足和飞机高速飞行等情况下，aoa攻角的值一直有故障的飞机关闭襟翼，拆下自动驾驶仪，就会成为潘多拉之魔。

mcas激活时，飞机已经凶多吉少了。 特别是飞机超速飞行时，向后的轴向作用力和向前的稳定面配平对稳定面平尾螺钉( jackscrew )有很大的应力，回天不足术的飞行员很难改变飞机高速俯冲的姿势。

5

MAS的问题可能还只是冰山一角

cn106477055a号是最接近mcas技术的波音专利，通过研究该专利，可以稍微说明耶鲁空难过程中发生的问题，可能有助于耶鲁空难原因、波音自动保护系统和mcas的解体

【注】该专利申请比较规定的时间段，将实际飞机的攻角限制为第一攻角，然后，该系统和做法将实际飞机的攻角限制为第二攻角，飞机的操作者或飞行员对任意的飞行状况 】

( cn106477055a号图)

其中之一是aoa读数发生故障的情况下，为什么一侧的抖动和万用表读数会出错？

从图左上角，专利证书的第40段和第44段可以看出，飞行状态的许多重要参数由失速保护系统明确且更新，不仅能够控制稳定翼(即水平稳定面，现在已知的mcas的第一功能是水平稳定面)，而且失去 可以控制干扰杆等可动舵面，一方的aoa数据错误，飞机有时会误认为是失速(或即将失速)

埃航事故飞机起飞后马上出现抖动(警告飞行员进入失速状态)和各种仪表指示错误等现象，其作用可能是向飞行员发出警告，表示飞机不久就进入失速状态。 实际上，飞机自动失速保护系统(此时襟翼还没有收拾好，应该不是已知的mcas )启动了。

发现在狮子航空困难之前波音对航空企业和飞行员隐瞒了mcas的存在。

通过上述分解，波音现在也可能隐藏了mcas的所有功能(或737 max客机上还存在其他未知的自动失速保护系统)。 。

其次，飞机进入自动驾驶时，为什么会出现侧倾面的振动？

在专利证书中列举的一个实施例中，使用飞机的纵向控制和横向控制的结合来限制实际的攻角(α)。 这种横摇现象可能与自动失速保护系统控制横向控制舵面的功能有关，通过纵向控制面的运动和横向控制面的运动的结合来限制飞机的最大攻角，从而防止飞机成为失速状态，改善失速状态

其三，稳定面的调平开关的开关关闭后，稳定面的位置为什么逐渐从2.3向头下方移动到2.1单位？

根据专利证书第47段，fcc 112向飞行控制面(主飞行控制和副飞行控制两者)的一个或多个致动器发送激活命令，命令飞行控制面以期望的方式移动，飞机超过第二最大攻角(α2 ) 飞行控制面的执行机构包括机械式执行机构、液压式执行机构、电动式执行机构、气动式执行机构或它们的任意组合。

也就是说，稳定面平板开关门只能关闭电气连接，但不能关闭机械驱动器等部件之间的机械连接关系。 稳定面平板开关的门被切断后，mcas能继续用机械连接关系或其他方法配置稳定面吗？ 如果这种情况真的存在于737max之上，那么mcas和其他自动失速保护系统不仅秘密、奇怪，而且非常可怕、邪恶。

其四，mcas在飞机低头的时候，不能用驾驶杆的电动调平停下来吗？ 如果飞行员不能通过电动调平停下来，飞行员只能等待飞机低头无力吗？

根据专利证书第42节，分解器154在232继续测量飞机的攻角和飞行员驾驶员的驾驶员输入，直到飞机的攻角小于主动攻角(α3 )，或者驾驶员的介入(指令攻角为

也就是说，自动失速保护系统启动后，从驾驶员接收到驾驶员输入引起的攻角减少的命令指示后才结束，但在飞机处于高速低头俯冲的状态的情况下，飞行员只输入增大攻角的命令指示

在还来得及拯救飞机的前提下，飞行员可能光服从波音的操作通知( omb )是不够的，但现在结合波音的omb和jt610航班的飞行经验，准确地说不经过试飞验证，提出了以下解决方案。

首先，明确飞机上有aoa攻角的读数错误的故障(这里可以显示aoa数值不一致警报仪表的重要性)。 重新评估哪一侧的aoa读数有故障( e航空和狮子航空都是左侧的aoa数值错误)。

然后，读数切换到正常侧的飞行指针(由此，可以消除aoa数值错误侧的多个仪表的误干扰)。 拆下自动油门、自动操纵装置(如果当时脱离的话，可以省略这个步骤)。 关闭稳定面的扁平开关的开关

用平车手动配置稳定面。 然后至少执行三个非正常检查表( NNC ) ―“空速度不可靠”、“高度不一致”、“稳定面失控”； aoa攻角正常的右侧驾驶员必须手动驾驶飞机，直到飞机安全着陆。

以上操作越快越有陷入危险的机会。

其五，波音737 max新发现的安全问题是什么？

波音企业最近承认，737 max的软件系统“比较小”，但存在对飞行安全有重要影响的问题。

据华盛顿邮报报道，该问题影响到飞机襟翼和保持飞行稳定的其他硬件，faa将该问题对飞行安全的影响列为“紧急”，命令进行修复。

如上所述，cn106477055a号专利影响副翼和其他保持飞行稳定的硬件，但mcas由于cn106477055a号专利涉及失速保护系统的子系统，因此新发现的问题在失速保护系统中 难飞机可能达到了未完全纳入上位的状态(左右副翼位置为0.019 )

如上所述，除了mcas、专利106477055a号所记载失速保护系统以外，在许多控制面、传感器、系统、设备等方面，mcas可能是专利106477055a号所记载的失速保护系统的子系统

当然，相关问题的真实情况和2件空难原因的真相需要在最终的调查报告中明确答案。

6

737关于max安全判定的提案

最近，中国民航局应美国联邦航空空局( faa )的邀请，决定向美国派遣专家参加波音737max的安全性判断业务，本文对737max的安全判断提出了以下几点:

首先，等其他国家返回737 max后再决定。

美国、欧盟、加拿大等发达国家应该率先树立榜样，树立榜样，充分试飞验证737 max的安全性。

737 max必须在这些国家飞行一段时间，通过飞机的实际飞行获得越来越多的737 max飞行数据和认证经验，这有利于在广大快速的发展中国家开展737 max的适航认证事业。

其次，应该判断飞控系统和737 max机组整体气压配置结构的安全性问题。

波音企业之所以在737 max 8型机上搭载mcas系统，是因为发动机设计得更省油，比以前更粗大，推力大。 由于发动机的变更，飞机机头容易上升，美国联邦航空空局要求在认证过程中使用安全系统( mcas )慢慢降低机头。 这是因为有必要重新判断737max机械整体气压配置结构的安全性。

另外，737 max和mcas的重要问题也值得关注。

*飞机aoa攻角传感器为什么那么容易故障？ 波音的说明和应对方法是什么aoa的数值错误后，出现了严重扰乱飞行员观察力的各种异常现象，波音的应对方法是什么？ aoa数值对自动失速保护系统很重要，737max只使用双aoa传感器( a320和c919都是三套以上的aoa传感器)的数据解决和商业模式是否满足飞机的安全性和可靠性要求？

波音将标准装备的aoa指示器和安全警报器列为可选设备，应该是大灾难，737max也有同样的情况吗？

波音需要详细证明mcas的设计目的、原理、工作过程、控制逻辑等问题。 波音提供了单独关闭mcas的开关，为mcas和稳定面的电动平衡提供了不共享关闭开关的困境，波音需要提供mcas系统或自动保护系统这样的警告装置。

波音更新和编辑了mcas，但mcas的功能受到限制后，如果737 max真的遇到了失速的问题，该怎么办？ MAS功能受限后，飞机是否满足航空空规范14cfr §25.203(a )“失速特征”的相关要求？

波音不仅需要说明mcas系统能否自动调整和控制水平稳定面，还需要说明能否控制升降舵、稳定翼、推力、扰流板等气动舵面。 737max中隐藏了cn106477055a号记载的自动失速保护系统等吗？ 这些系统之间的关系是什么？

利用系统克服人自身极限带来的问题和不足，波音如何在飞机失速状态下优先考虑飞行员的输入指令？ 如何防止飞控系统的逻辑超过人的输入指令？

*737max在faa适航认证时提交的文件、报告书、faa的检查报告等文件有那些问题吗？ 通过解决这些问题，飞机在适航认证时可以知道它们的脆弱性和问题。

因为埃航空难是飞机整个飞行控制系统的故障造成的，所以737 max的安全性的判断和验证不限于所谓的mcas和相关系统，应该波及整个飞行控制系统乃至整个机器，波音说明了737 max的安全性

事实上，这些要求不仅对许多乘客的生命财产安全负责，也是为了波音的切身利益。

总制:苏会志

监制:夏宇

编辑责任:戴丽李逸博

编辑:黄俊峰

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