作者：王孟源，來源：科工力量，略經(jīng)鈦媒體編輯

對現(xiàn)在的波音來說，賠償、指責(zé)、調(diào)查都是小事，它最怕的是歐洲或中國的民航管理機(jī)構(gòu)重新進(jìn)行獨(dú)立、完整的認(rèn)證過程。

　　4 月 4 日，埃塞航空 ET302 航班空難首份官方調(diào)查報告公布，隨后，波音 CEO 丹尼斯·米倫伯格（Dennis Muilenburg）就兩起波音 737 MAX 8 型飛機(jī)墜機(jī)事故，首次向公眾承認(rèn)是新的自動飛行控制系統(tǒng)（MCAS）導(dǎo)致了這兩起近 350 人死亡的空難。

　　此前觀察者網(wǎng)已發(fā)布多篇文章，詳細(xì)解釋了 MCAS 的邏輯不合理，簡單來說，在單個攻角傳感器測量有誤時，MCAS 就專斷獨(dú)行，不論駕駛員如何處置，仍然堅(jiān)持低頭向下扎。

　　這樣低級的錯誤，固然十分離譜，但它背后還是有一些復(fù)雜的歷史因素。

　　事件的起源在 2010 年 12 月，那時空客宣布了下一代 A320Neo 將采用 LEAP 發(fā)動機(jī)，從而大幅改善燃油效率，這立刻把波音逼入墻角。燃油是航空公司的主要花費(fèi)之一，原本波音還在考慮開發(fā)一型全新的客機(jī)來取代 737，但是 A320Neo 在 2014 年就要交貨，重新開發(fā)新機(jī)型顯然會讓空客獨(dú)霸單通道主線客機(jī)這個重要的利基很多年。

　　一旦波音的傳統(tǒng)客戶跳槽，因?yàn)轳{駛員人機(jī)界面和維修系統(tǒng)的慣性，就會連帶把利潤更高的雙通道主線客機(jī)生意也帶走，這將成為徹徹底底的商業(yè)災(zāi)難。

　　于是波音不得不緊急啟動 737Max 的升級計(jì)劃，硬是在 2017 年就開始交貨，只比 A320Neon 晚了 3 年，而且還必須和空客一樣，不要求駕駛員做昂貴費(fèi)時的新訓(xùn)練。

　　為了趕工，波音安排讓 FAA（Federal Aviation Administration，聯(lián)邦航空管理局）將認(rèn)證的工作交由自己代為處理。這種官商水乳交融的“自我治理”（Self-governance）是 1980 年代 Reagan 政權(quán)起就特別強(qiáng)調(diào)的政治原理，其目的是在不公開直接解除政府監(jiān)管表象的前提下，仍然在實(shí)際上給予財團(tuán)遠(yuǎn)遠(yuǎn)更大的自由。

　　而其主要手段則是一方面鼓勵公務(wù)員與財團(tuán)高管之間的旋轉(zhuǎn)門，另一方面是削減預(yù)算，使得即使有心辦事的官員也沒有人力財力來執(zhí)行任務(wù)。這個趨勢，在共和黨執(zhí)政期間特別明顯，經(jīng)歷里根、小布什和特朗普三任挖墻腳的不懈努力，美國在 20 世紀(jì)前 70 年所建立的廉潔高效官僚體制早已名存實(shí)亡。

　　然而在技術(shù)上，737 源自 60 年代的原始設(shè)計(jì)過于古老，其實(shí)無法與 80 年代設(shè)計(jì)的空客 A320 平等競爭，于是犧牲基本的安全性成了必然的結(jié)果。這其中最重要的技術(shù)問題有兩項(xiàng)：首先（第二項(xiàng)是飛控，見下文），737 的機(jī)翼很低，但是過去 50 多年來，每一代新渦扇發(fā)動機(jī)都增高了涵道比（Bypass Ratio）以追求更大的推力和更高的燃油效率，所以也就越來越粗胖。

　　從上一代的 737NG 開始，機(jī)翼下已經(jīng)沒有足夠的空間來吊掛發(fā)動機(jī)，于是一方面要求發(fā)動機(jī)制造商強(qiáng)行削平下緣，另一方面將發(fā)動機(jī)艙（Engine Nacelle）向前上方挪移。737Max 為了使用更大的 LEAP 發(fā)動機(jī)，更是必須超越原始設(shè)計(jì)的安全極限，埋下了后來事故的伏筆。

　　這個問題牽涉到比較精微的空氣動力學(xué)，所以我在此詳細(xì)討論一下。很多新聞報導(dǎo)基于波音自己發(fā)表的一篇簡介，說 737Max 采用 MCAS 是為了補(bǔ)償發(fā)動機(jī)前移所造成的額外上揚(yáng)力矩，這也成為很多網(wǎng)絡(luò)評論的基礎(chǔ)；但是專業(yè)知識相對比較強(qiáng)的作者，例如服務(wù)于航空業(yè)的張仲麟和有工程背景的晨楓，都指出把發(fā)動機(jī)向前上方移動，其實(shí)應(yīng)該使推力軸線更接近阻力中心，所以照理說是會減低而不是增加上揚(yáng)力矩。那么波音為什么那么說呢？

　　其實(shí)波音那個簡介的基本敘述是正確的，只不過沒有把細(xì)節(jié)說清楚罷了（可能是故意不說清楚，參見下文）。這里的額外上揚(yáng)力矩并不發(fā)生于平飛的時候，也不直接來自發(fā)動機(jī)本身的推力，而是非線性空氣動力學(xué)的后果。

　　發(fā)動機(jī)艙為了減低阻力、增加空氣流量，外環(huán)的剖面形狀其實(shí)很像機(jī)翼，只不過必須卷成圓形。所以飛行的時候，發(fā)動機(jī)艙外環(huán)也產(chǎn)生“升力”，但它不是全部向上，而是與外環(huán)面垂直向內(nèi)，于是在平飛狀態(tài)下，這些升力互相抵消，沒有實(shí)際影響。

　　但是在爬升階段，飛機(jī)處于大迎角（Angle of Attack，又譯為攻角）狀態(tài)，這時氣流主要作用于發(fā)動機(jī)艙外環(huán)的下緣，總升力就是向上了。這個升力因?yàn)橛邪l(fā)動機(jī)抽取氣流的影響，額外強(qiáng)大。

　　同樣的效應(yīng)使得把發(fā)動機(jī)緊靠在機(jī)翼上緣成為增升的極端手段之一，例如強(qiáng)調(diào)短距起降性能的 Antonov An-72。而發(fā)動機(jī)艙外環(huán)產(chǎn)生意外升力以至飛行器研發(fā)失敗，也早有前例，對歷史有興趣的讀者可以搜索 Hiller VZ-1 Pawnee。

　　VZ-1 Pawnee 是 Hiller Aircraft 為美國陸軍設(shè)計(jì)研究的單兵飛行平臺，1955 年首飛。原本設(shè)計(jì)師希望由乘員傾斜身體來改變飛行方向，結(jié)果實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)艙外環(huán)的升力效應(yīng)太強(qiáng)，稍有傾斜，那個方向的升力就大幅增加，把平臺又推回平穩(wěn)懸停狀態(tài)。一個無法控制如何前進(jìn)后退的飛行平臺，當(dāng)然是沒有用處的，所以這個計(jì)劃就被放棄了。

　　737Max 的新 LEAP 發(fā)動機(jī)前移之后，這個來自發(fā)動機(jī)艙外環(huán)下緣的氣動升力就會產(chǎn)生上揚(yáng)力矩。LEAP 的外環(huán)粗大、進(jìn)氣量高，都使得力矩更強(qiáng)。更糟糕的是這個力矩隨迎角增加而有非線性的快速增大，所以一旦它開始讓飛機(jī)上揚(yáng)，就會有失控性的不穩(wěn)定（Runaway Instability）。換句話說，737Max 在俯仰軸向（Pitch）沒有完全的靜穩(wěn)定性（Static Stability）。

　　靜不穩(wěn)定性是自 F16 之后，現(xiàn)代高性能戰(zhàn)機(jī)的特性之一。它使得飛機(jī)極為靈活，但是因?yàn)轱w機(jī)在極短時間就可能失控，駕駛員無論如何不可能用手控來維持安全飛行，所以靜不穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的前提是電傳飛控，也就是計(jì)算機(jī)全自動控制，在不穩(wěn)定性隨機(jī)發(fā)生的幾毫秒內(nèi)就自行主動更正。然而 737 不像空客 A320，并沒有電傳飛控，仍然用的是機(jī)械液壓；這也就是前面提到的，737 的原始設(shè)計(jì)過于古老，最重要技術(shù)問題中的第二項(xiàng)。

　　但是波音公司的商業(yè)前途，在此一舉，工程師再怎么不舒服，也只能蠻干硬上，靠打補(bǔ)丁來彌補(bǔ)，MCAS 就是強(qiáng)加在機(jī)械液壓飛控之上的一個電傳補(bǔ)丁。它并不是為了預(yù)防像法航 447 號空難那樣在巡航過程中因?yàn)楦瘪{駛腦子抽風(fēng)、拼命拉桿、人為導(dǎo)致失速，而是彌補(bǔ)飛行包線邊緣的一個靜不穩(wěn)定區(qū)間的必要程序。

　　所以它被設(shè)計(jì)成在起飛階段特別敏感（我的猜測），而且優(yōu)先級別高過駕駛員。如果我們理解它其實(shí)被波音工程師視為簡易版的電傳飛控而不僅僅是一個安全警告裝置，就能明白為什么駕駛員不能否決它的決定，這是因?yàn)樗须妭黠w控系統(tǒng)原本就都有最終決定權(quán)。

　　那么波音工程師實(shí)際上所犯的錯誤，就只有一點(diǎn)，亦即允許迎角探測器成為單點(diǎn)故障來源（Single Point of Failure）。但是靜不穩(wěn)定性是一個很基本、很巨大的危險，如果一兩個迎角探測器有了誤讀，也不能簡單把 MCAS 關(guān)閉。

　　真正的最佳解決方案，是重新設(shè)計(jì)機(jī)翼，但是波音沒有這個時間。次佳的解決辦法，是改用完整的電傳飛控，這還是需要太久。最起碼應(yīng)該用到三個以上的迎角探測器，如此一來可以容許其中一個出毛病。但是波音似乎是到設(shè)計(jì)過程的末端才注意到靜不穩(wěn)定性的問題，MCAS 是緊急搞出來的解答，737 原本只有兩個迎角探測器，要臨時再加一個已經(jīng)來不及。

　　兩個讀數(shù)如果不一致，MCAS 也不可能確定哪一個才是正確的，那么反而不如直接只取其中一個讀數(shù)，出錯的機(jī)率只有一半，這也就是既有的 MCAS 只采用兩個迎角探測器中的一個讀數(shù)來做決定的原因。

　　但是迎角探測器會出錯是必然的。實(shí)際做設(shè)計(jì)工作的波音工程師也必然了解這一點(diǎn)，而公司最高層卻似乎不明白這個設(shè)計(jì)決定在冒什么險。這一般是組織的內(nèi)部文化腐敗到某種程度之后，中高層管理人員欺上瞞下成了慣例，才會出這麼大的紕漏。波音在過去十幾年里，為美國空軍設(shè)計(jì)新一代加油機(jī)的過程中，磕磕絆絆，一再犯下許多低級錯誤，完全沒有上個世紀(jì)的精干形象，看來不是偶然的。

　　中國民航局這次率先停飛 737Max，是有膽識的正確決定，也暴露了 FAA 袒護(hù)自家商人的內(nèi)幕，但是 737Max 對波音的生意太過重要，即使真相逐步揭露，波音仍然必須盡快止損，恢復(fù)交機(jī)。而重新設(shè)計(jì)新機(jī)型、新機(jī)翼、或者新飛控依舊會拖延太久。

　　只有修改 MCAS 的邏輯程序，頂多加上第三個迎角探測器，是可以在幾個月或一年內(nèi)搞定的。所以波音現(xiàn)在的策略必然是謙卑地承認(rèn) MCAS 的缺陷，然后啟動所有的公關(guān)資源，把公眾的注意力集中到 MCAS 的改進(jìn)上。

　　但是真正的問題重點(diǎn)，也就是 737Max 在空氣動力學(xué)上的靜不穩(wěn)定性，在過去 FAA 認(rèn)證的過程中，被波音瞞天過海了。對現(xiàn)在的波音來說，賠償、指責(zé)、調(diào)查都是小事，它最怕的是歐洲或中國的民航管理機(jī)構(gòu)重新進(jìn)行獨(dú)立、完整的認(rèn)證過程，那么一旦靜不穩(wěn)定性被發(fā)現(xiàn)，新機(jī)翼和新飛控就無法推辭，這一拖延下來，少則七年、多則十年，波音在單通道干線市場基本無法和 A320 競爭。

　　中國民航局似乎并沒有看透波音的底牌，對自身是否能夠或應(yīng)該啟動對 737Max 的重新認(rèn)證還有疑慮。我希望借著這篇文章，提醒他們，為了全球乘客的安全，并且提供 C919 一個公平的競爭環(huán)境，對 737Max 重新認(rèn)證是絕對正確的選擇。（本文僅代表作者觀點(diǎn)）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的知情人称波音737MAX的缺陷很低级，是内部腐败的结果的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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