波音737MAX飞机机动性能增强功能分析

王志良 罗龙朋

摘要：介绍了波音737MAX的机动性能增强功能（MCAS），以及此功能的工作特点，并解释了印尼狮航坠机的原因。

关键词：迎角;探测器;机动性能增强功能;速度配平系统

2018年10月29日，印尼狮航JT-610航班（波音737MAX飞机）发生坠机事故，事故原因是由于飞行迎角（AOA）数据错误，使飞机出现非指令姿态向下，最终导致飞机坠毁。之所以飞机会出现非指令姿态向下，是因为涉及了波音737MAX飞机上全新的飞机操纵模块——机动性能增强功能（MCAS）的应用，以下对MCAS进行介绍和分析。

1 波音737MAX飞机的速度配平系统

MCAS功能是波音737MAX飞机速度配平系统中的一个工作模式。波音737MAX飞机的速度配平系统包含两种工作模式，即速度配平和MCAS机动性能增强功能。

1.1 速度配平

速度配平的前提条件是在自动驾驶A/P未衔接的情况下，飞机处于大推力、低空速阶段。速度配平功能是通过飞行控制计算机（FCC）输出指令作动安定面，稳定飞机的速度，其主要作用是保持飞机空速的稳定性。

当飞机速度减小时，FCC通过速度配平指令调整安定面作动，使飞机出现低头倾向，从而使飞机速度增加;当飞机速度增大时，FCC通过速度配平指令调整安定面作动，使飞机出现抬头倾向，从而使飞机速度减小。整个调节过程都是为了保持飞机的速度稳定。

速度配平用于起飞、复飞的补偿功能。速度配平需要来自ADIRU的实际空速变化和发动机油门信号，以控制配平门限值。737MAX与737NG速度配平的组成完全相同。

1.2 MCAS功能

在波音737MAX飞机的FCC中加装了MCAS软件，由此产生了速度配平系统的另一种工作模式，如图1所示。而波音737NG飞机无此功能。

MCAS功能启动的前提条件是自动驾驶 A/P 未衔接，飞机处于高速运行且大迎角（AOA）时。MCAS的启动无需飞行员介入，当飞机的迎角超过空速和AOA门限值时，MCAS功能就自动启动。MCAS功能一旦启动，就会快速调整水平安定面，使机头朝下运动以减小迎角。MCAS的作用是快速作动安定面，以增强飞机俯仰通道的操纵特性。

2 MCAS功能特点

1）MCAS功能的触发应同时满足以下四个条件：

MCAS功能与空客飞机的迎角保护功能类似，实质上就是迎角配平。

迎角配平主要用于减少飞机高速飞行中产生的诱导阻力，通过对最大迎角的限制来防止翼尖产生高压力差，利用迎角探测器探测AOA角度，并与飞机特定曲线进行比较，当AOA角度超过最大允许值时，安定面的前缘向上移动，从而产生低头力矩，直至使迎角低于特定曲线值为止。

3 如何脱开MCAS功能

飞机一旦同时满足了MCAS功能的4个触发条件，就自动启动MCAS功能，快速作動安定面，使机头朝下运动以减小迎角。

由于印尼狮航JT-610航班在高速环境下出现了迎角探测器故障，错误计算了数据，使飞机错误地认为AOA过大，导致自动驾驶脱开，从而满足了自动触发MCAS功能的条件而启动了MCAS功能，进而快速调整了飞机的水平安定面，使机头朝下运动，减小了迎角，导致了飞机的下坠。

在这种情况下，飞行员最合理的处理程序是立即将安定面配平切断电门STAB TRIM CUTOUT放到切断（CUTOUT）位，并且使用人工配平操纵飞机飞行，如图3所示。

1） 将安定面配平切断电门（STAB TRIM CUTOUT）都放到切断（CUTOUT）位，就可以切断MCAS的输出。

2） 另外，人工配平操纵飞机飞行，可以跳出MCAS的触发条件。

4 总结

随着科技水平的发展，民航新技术新功能不断在飞机系统上获得应用，飞机系统间的联系越来越密切。这次的狮航飞机坠毁事件，由迎角探测器AOA故障引起了737MAX飞机MCAS功能的触发，无论是飞行员还是维修人员，都需要认真了解事故真相，学习新飞机的系统知识，以适应新技术发展的变化，才能更好地保证飞行的安全。