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陈亮:波音飞机真的会人机互搏吗?不会!
2019-03-14 13:58:05
来源:《财经》杂志 作者:陈亮
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摘要
虽然目前飞机自动化程度很高,但是理论上所有自动驾驶都可以被切断,人机互搏的情况不可能存在于飞行中。

  只要操作得当,目前飞机的所有自动驾驶系统都可以被切断,机器尚不可能与人争夺操纵杆

  埃塞俄比亚航空空难发生后,关于波音737MAX8飞机自动驾驶系统的纷争喧嚣于媒体之间。有部分自媒体甚至直指某些自动驾驶系统(MCAS系统)干扰了飞行员操作,并导致空难。

  事实真的是这样吗?目前来看这样的说法是不成立的。

  埃塞俄比亚航空首席执行官在此前的新闻发布会上表示,公司高层在事发后第一时间赶到了事故现场。事故现场位于一片平原,客机当时呈机头朝下插在地里的状态,很难判断客机是坠毁前曾试图迫降,还是直接坠毁。

  该首席执行官进一步表示,通过调取机场控制塔通话记录后发现,机长在起飞不久,曾发现问题,也向地面申请返航并获得批准,但不久就与地面失去联系。

  结合上述信息来看,很难对事故原因作出判断,何谈是波音系统问题?航空事故调查是一件极其严肃的问题,一般事故调查需要经过数月乃至数年。

  那么各家媒体提到的MCAS系统是什么?多家媒体提到的人机互搏是否会存在呢?自动驾驶等于人类放弃操作权了吗?

  只在737MAX机型上安装的MCAS是什么?

  大多数媒体关注的MCAS系统全称为:“Maneuvering Characteristics Augmentation System”(机动特性增强系统)。这个系统只安装于737MAX8以及737MAX9飞机上。

  北京航空航天大学飞机系主任黄俊表示,由于737MAX飞机装配的LEAP-1B发动机有更大的涵道比,因而直径更大。737MAX系列是在737NG飞机基础上改装LEAP-1B发动机,在飞机机身、机翼、起落架不变的情况下,为保证发动机有足够的离地高度,提高了发动机安装点。

  发动机位置的改变使得飞机的俯仰配平性能有所变化,因此波音采用了MCAS系统来进行补救。

  根据波音公司的通告,MCAS系统可以在大坡度转弯增加了载荷因子和襟翼收上后速度接近失速速度时指令安定面往飞机低头方向配平飞机,以增强飞机的俯仰特性。MCAS只在襟翼收上的手动飞行时生效,并且不需要飞行员指令。

  一旦在飞机迎角(注:飞机轴线和气流的夹角)小于迎角的阈值或者飞行机组指令了安定面配平后此功能会重置。如果当初的增大的AOA(高迎角)状况还依旧存在,MCAS系统会依照当前启动时的马赫数重新指令安定面低头配平。

  所谓迎角,是指飞机速度方向线在飞机对称平面内的投影与机翼弦线之间的夹角。在一定迎角范围内,增大迎角,升力系数和阻力系数都增大。飞机高速飞行时以小的正迎角飞行,飞机低速飞行时以较大迎角飞行。

  资深机长陈建国解释称,此功能和空客的迎角保护功能类似,都是在大迎角时会指令飞机下俯,而飞机因为迎角探测器故障,不能给飞机一个迎角减小的信号造成飞行控制计算机认为没有达到指令的效果,从而进一步指令飞机下俯。最终导致飞机进入一个持续下俯回路。

  MCAS会干扰飞行吗?

  在狮航空难之后,MCAS系统开始被媒体关注。甚至有媒体把此次埃塞俄比亚航空空难也归咎于MCAS系统在抢夺飞机操作权。

  然而事实并非如此。陈建国向《财经》记者表示,狮航空难之前,所有737MAX飞行员都不知道有MCAS系统,飞行手册中并未写。国内大型航空公司直飞737MAX飞机的机长也向《财经》记者证实了这一点。

  同济大学航空与力学学院教授沈海军告诉《财经》记者,当飞机AOA传感器出现误报警(也可能是传感系统程序出现了缺陷),MCAS系统启动开始强压机头。

  而飞行员不知道该系统的存在,因此,不知道如何切断该系统,因而拉升飞机失败,导致了坠毁。

  陈建国表示,737MAX飞机MCAS系统有一个缺陷,就是只要有一个AOA系统数据错误,系统就认为出现了大的AOA信号,MCAS就开始工作。而空客类似的保护系统需要两个或三个传感器同时报警,以防误报情况发生。

  狮航事件后,波音公司向全球运营商发布通告称,737MAX系列飞机的飞行控制系统存在读数输出错误的问题,可能会导致飞机自行大角度俯冲并坠落。

  美国联邦航空管理局在波音通告发布后一天也发出了紧急适航指令:迎角传感器错误的输出数据,可能会使水平稳定器向下倾斜飞机机头,使飞机难以控制。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。

  至此,所有执飞737MAX的飞行员都知道如何操作应对相关情况。

  此外,陈建国表示,当知道MCAS系统误启动之时,机长完全可以通过切断电门的方式阻断该系统。“这个操作任何一个飞行员只要两三秒钟。”

  虽然目前飞机自动化程度很高,但是理论上所有自动驾驶都可以被切断,人机互搏的情况不可能存在于飞行中。

  作者为《财经》记者,本刊记者王斌斌对本文亦有贡献