737MAX空难思索

张聚恩 杨敏

在人类探索飞行的征程上，注定要付出代价;在改进技术以求臻善的道路上，有失败有挫折，能够被理解。但是，飞行安全至高无上，追求安全永无止境。在敬畏生命、确保安全的最高准则面前，资本的冷漠与业务的粗疏断不可容忍。。

3月10日，埃塞俄比亚航空公司一架波音737MAX飞机发生坠机空难，这是继去年10月29日印度尼西亚狮子航空公司空难后，波音同款飞机的第二起事故。虽然最终调查结果还需要一段时间，但从4月4日埃塞俄比亚交通部公布的初步调查结果看，该型飞机上的机动特性增强系统（MCAS）是事故直接原因的结论可基本确定。5日，波音公司CEO米伦伯格在其推特上公布的视频中向遇难者家属道歉，并承认波音的责任，“很明显，737MAX8的自动防失速系统（MCAS）导致了两起致命空难。在这两起事故中，飞机的自动防失速系统（MCAS）为了回应错误的迎角信息而启动。”

时隔不足5个月，一款波音经典机型竟因改型技术缺陷，导致346名乘客丧命，事故之密集、之惨烈，令人悲伤与震惊。事件对于波音公司，乃至全球航空界都将产生重大而深远的影响。

初步调查报告

埃塞俄比亚发布的调查报告包括4个初步结论：执飞ET302航班的飞机拥有飞行资质;飞行员符合资质要求并且参加了必要的培训飞机的起飞正常;飞行员遵从了波音的所有程序后依然失去了对飞机的控制。报告给出两条建议：一是波音应该重新审查737MAX飞机的MCAS系统;二是航空管理局应在确保飞行员对新系统有足够了解与培训的基础上再批准这一机型复飞;并声明，后续调查将继续进行，最终结果可能需要六个月到—年的时间。

在初步调查报告发布后，波音公司首次承认自己的责任，并称，针对MCAS的软件升级工作已接近尾声，预计将在未来几周之内获得认证，将在全球的737MAX飞机上安装。同时，决定从4月中旬开始将737飞机的产能从每月52架减到42架;还将成立一个内部安全委员会，以审核在设计和研发飞机方面的政策和流程，保证737MAX飞机及其他项目遵从最高安全标准。美国国家运输安全委员会（NTSB）主席罗伯特-萨姆沃特表示，初步调查报告“非常全面”，对埃塞俄比亚政府在不足30天内提出的调查报告认可。但同时指出，这是一份初步报告，事情可能会有所改变。NTSB派代表参加了埃塞航和印尼狮航737MAX飞机在类似情况下坠毁的调查。两起事件的初步报告都强调了错误的迎角传感器读数，以及飞机重复自动向下俯冲的情况;事故原因聚焦在飞机的MCAS系统以及它如何响应错误读数而被激活。

这两起相同机型先后坠毁的事件，也将FAA推上了风口浪尖。此前有报道披露，波音公司一直淡化MCAS可能存在的安全问题，而FAA长期以来竟将安全认证工作交给波音自行评估，甚至允许波音自行任命负责测试和安全的人员。4月1日，面临巨大舆论压力的FAA宣布，机构将需要更多时间对波音737MAX飞机的飞行控制系统进行严格审查，不会让其很快复飞。

事件的调查还在继续，除了MCAS系统的问题外，别的方面的原因或诱因，如自动防失速功能的影响范围是否仅限水平安定面、埃塞航机组的操作问题、迎角传感器为何故障多发、持续给出与实行状态并不一致的迎角数据等，也会被一一查清。相信一定会得到一份完整、全面、科学的最终报告，但愿用血的代价换来民用航空器设计、制造与管理，尤其是飞行自动控制技术的又一次重大进步。

737飞机平台的局限

波音首次向公众承认是技术缺陷导致了这两起空难，是MCAS设计出现了逻辑不合理的错误，但笔者认为，背后更根本的问题是737飞机原始平台的局限，造成了飞机与发动机不匹配，这才是肇始之因。

波音737的研发始于1967年，这款民航史上最畅销的双发窄体喷气式客机，已累计交付1万余架。其发展经历了四代：第一代737-100/200，配装涵道比1的普惠JT8G发动机;自第二代737-300/400/500开始，配装斯奈克玛国际公司（CFMI）的CFM56系列发动机，涵道比5;第三代737-600/700/800/900（也称新一代，即737NG），配装发动机的涵道比略有提升，达5.4。现在出问题的737MAX合737-8和737-9两款，可视为第四代，使用CFMI的LEAP系列发动机。

2009年1月，中国商飞公司（COMAC）正式发布C919方案;同年12月，选定LEAP发动机为动力装置，代号LEAP-X1C，成为选用该型发动机的全球第一款飞机。由于选用这款高涵道比发动机及采用超临界机翼、翼梢小翼等技术措施，使C919较之空客320和波音737客机基本型，拥有燃油效率提高13%的综合优势。

尽管新生的COMAC还很弱小，但C919的出现对世界窄体客机市场形成了冲击。2010年12月，空客公司宣布启动采用LEAP发动机（代号1A）的A320Neo飞机的研发，Neo的含义就是New Enqine Option。在竞争态势下，2011年8月，在迟于空客320Neo飞机研发9个月后，波音启动了737MAX飞机计划，同样选用LEAP发动机（代号1B）。两家公司分别把A320Neo和B737 MAX两款飞机的交付时间定在2016年和2017年。至此，世界三款同类型单通道客机都选用了LEAP发动机。

A320的研发较B737晚了20年，但得益于后发优势，因采用了更好的构型、较高的起落架和复合材料机翼结构等，使其可以方便地采用大尺寸、大推力的高效率高函道比发动机。而波音737因基本型平台的局限，在采用大涵道比发动机的道路上遇到诸多困难。在737NG的研發中，就采用了将CFM-56发动机底部削平的措施，以适应因较短的起落架带来的翼下有限高度。

由于急切的竞争，在737MAX上换装LEAP发动机成了必须的选择，势必要采取措施来解决飞/发不匹配问题。由于机翼下的空间高度限制，LEAP-1B采用了较小的风扇（直径176厘米，而1A为198厘米），涵道比仅为9（1A为11），为补偿性能，选用了更高的转子转速。尽管如此，仍不能完全解决安装问题，而不得不把吊挂点向前和向上方移动，以保证发动机短舱与地面的净空，并保证在前起落架垮塌时不触碰地面。

但由于发动机安装位置前移并抬高，改变了原构型布局的气动性能。在大迎角飞行状态下，发动机短舱会形成脱体涡流，加剧升力的非线性变化，对机翼产生较大的上仰力矩，进一步导致迎角增大，造成失速的隐患。

由于波音737采用的是机械操纵系统，当飞机在大迎角飞行引发不稳定时，驾驶员难以操控飞机，需要引入自动飞行控制功能来保证飞机的稳定性。波音采用的方法是，在原机械操纵系统之上增加一套软件“补丁”，即增设MCAS系统，以解决大迎角下的操稳特性问题。其基本设计逻辑是，在迎角大到一定程度、襟翼已经收起的情况下，使系统自动开启，以调整安定面，压低机头。

这个补救性开发，立意虽无错，但在设计软件时，出现了两个不合理之处，一是其优先级高于驾驶员，造成自动系统与驾驶员争夺权限;二是自动系统可以由来自单一迎角传感器的输出而激活，且一旦激发，很难关闭。这样一个方案，虽看似解决了飞机平台和新发动机不匹配问题，但超越了原始设计的安全极限，埋下了祸根。

由此，事故原因的递进关系可初步认定为，飞机布局的调整导致了大迎角下稳定性降低，针对驾驶员使用原有的机械操纵系统难以应对的情况，引入防失速系统自动控制功能，但是，具有技术缺陷的MCAS解决方案，被单一的迎角传感器输出激活，启动后权限高于驾驶员且难以关闭，以致形成向下俯冲，酿成空难。

波音737飞机原本是非常成功的设计，但老旧平台与新型大涵道比发动机不相容的问题在改型时被放大。引入MCAS软件是不得已而为之，却付出了最重要的安全性作代价。

联合航空公司波音737MAX8的LEAP 发动机在旧金山机场进行检修。

百年来最大危机

波音公司从1916年诞生以来，逐步发展壮大，成为军民航兼营、空天一体的航空航天业的旗舰公司，其中的民用航空器制造更取得巨大成功，带给人类以福祉。但在这两起空难中，波音的表现让人极其失望;而从中暴露出的公司治理、技术研发策略与流程等方面的问题也极为严重。这家“百年老店”正面临史上最大危机。

公司市值受贬立见，虽然由于波音公司业务多元化，承受风险的能力较强，加之政府给予显性或隐眭的强力支持等原因，股价目前的下跌仅10%左右，但市场的负面影响不可低估。同时，还将面临航空公司和死难者家属的巨额索赔。更严重的是由于公众对于该型飞机失去信任，该机将难以获得新订单，原有逾5000架储备订单将难以保全，6000亿美元的预期销售收入将大部流失。该事件不仅危及波音在窄体客机世界市场的半壁江山，还将导致对波音的整体信用危机，严重影响公司的长期发展。

同期，在军用飞机业务方面，波音也出现了产品质量问题。由于交付的KC-46A“飞马”新型军用加油机在多个部位发现了包括工具和其他金属物体在内的“异物碎片”（FOD），出现了低级质量问题，美国空军在今年1月叫停交付。3月22日，美国空军透露KC-46加油机也使用了类似737MAX飞机的MCAS软件，尽管两个系统存在差异，但空军参谋长已经下令审查飞行员培训l程序，确保在紧急程序和模拟器培训方面有足够的应对。

两起空难以及波音的应对，还揭示出其内部在应对竞争、制定正确的研发政策方面出现了严重的问题。本应尽早启动的替代新机型研发一再推迟，一味地在老旧机型上修修补补。如能重新设计机翼，或改用电传飞控，也许不失为良策，但顾虑改动大、周期长、花费多，亦未采用;即使一定要用MCAS，也应有正确的设计逻辑和技术路线，辅以相应改进措施，如添加迎角传感器，容许其中一个出问题，或在信息不一致时进行比对;而现在的方案是维持原有的两支传感器布置，MCAS在只读取一个传感器非正常数据时，就可自动激活，且与人工操纵争夺权限，以致造成惨剧。

对于波音这样的业界翘楚，出现此等问题，很难用技术认知与能力不够来解释，说明其内部研发决策与审查流程出了问题。在事关安全的重大技术事项上，既未能精心设计、综合施策，也未能严格审批、审慎决策，在这方面的教训应该比技术缺陷自身更深刻，更具有根本性。所幸的是，波音已经注意到这一点，为此成立了一个内部安全委员会，来审核设计和研发的政策与流程。

几点思考与建议

我国民航局应对波音737MAX飞机进行独立适航审定。在接受FAA邀请后，中国民航局已派专家参与波音737MAX飞机安全评估工作。但同时，仍应对该型飞机进行独立适航审定。为此，应要求波音提交全面、详细的相关资料，制定合理可行的试验大纲，并使培训到位。

我国大飞机研制应吸取教训，进一步提高安全眭。首当其冲的是飞控系统。波音飞控系统设计缺陷导致的空难，给所有飞机制造商敲响了警钟，我们应在飞机研制过程中吸取教训，在把预期的C919飞机性能百分之百实现的同时，要进一步提高飞机的安全眭，做到万无一失。

应十分重视专利的作用，加强专利分析工作。在民用飞行器研制中，除了产品与市场方面的直面竞争外，还有一个应予注意的问题，就是航空强者在中国的专利布局。为了竞争的需要，为了封堵后来者的发展，波音在中国申请了一系列专利，包括这次出事的MCAS系统。

3月28日，维克多维尔的南加州物流机场，停飞后的美国西南航空公司的737MAX飞机停在柏油路面上。

专利申请有两重性。申请人申请并获批的专利，在法定期限内，其他人与机构不得使用;但申请人在申请专利时，势必要披露相应的技术思路与内容，又为研究这些方面的技术提供了可能。在这次波音737MAX飞机空难事故的分析中，我国航空工业发展研究中心（ADR）的专利工作者陆峰等人就是通过对波音在中国申请的有关专利，在狮航事故后不足一个月就提出了MCAS是祸因的判断，做出了独立、有见地的分析，并提出了警示性的意见和建议。

在知识经济时代，我们确应全方位、多维度地重视专利工作，认真研究与借鉴他人专利，不落入别人设下的专利陷阱，同时努力催生并保护好自己的专利。在继续发展我们的民用飞机的进程中，如何规避在飞行控制系统以及其他方面的波音中国专利，走自己的路，形成具有自主知识产权的系统能力，以确保国产飞机的高性能与高安全性，是一个很现实的问题，需要有应对之策。

两起空难的发生，还使民机发展中的—些深层次问题浮出“水面”，如如何认识和把控老旧机型持续改进的局限与极限的问题，如何更好地解决飞机与发动机的匹配（构型、气动等）及构型优化问题，如何正确处理商业利益与安全基线的关系问题，如何完善适航管理的程序与实施有效约束（如对改进型的定义与适用性）的问题，如何严格界定和落实安全管理中的有关方责任的问题，等等。对这些问题需要思考，达成新的认知，找出解決之道，完善或制订规范。在某种意义上，这些问题也是整个航空界面临的共同问题与新挑战。

责任编辑：武瑾媛