如何解释 3.21 东航 MU5735 空难中飞机近乎垂直下坠？
首先，我们要明白，一架大型客机之所以能够稳定飞行，依赖于一个精妙的平衡系统。这个系统主要由升力、重力、推力和阻力四种基本力量组成。
升力：由机翼在空气中运动产生的向上力量，与飞机的速度和迎角（机翼与气流的夹角）密切相关。
重力：地球对飞机质量的吸引力，始终指向下方。
推力：发动机产生的向前推动飞机的力量。
阻力：空气对飞机运动产生的向后阻碍力量。
在正常的平稳飞行中，升力大致等于重力，推力大致等于阻力。飞行员通过操纵飞机的控制面（如副翼、升降舵、方向舵）和发动机推力，来维持这个平衡，从而控制飞机的速度、高度和姿态。
那么，在 MU5735 航班的事故中，飞机是如何从平稳巡航状态急转直下的呢？虽然官方的最终调查报告尚未公布，但根据已公开的飞行数据记录器（FDR）和驾驶舱语音记录器（CVR）信息，以及一些公开的事故分析，我们可以推测出几个关键的可能性，并解释它们如何导致了近乎垂直下坠。
1. 严重的控制系统失效或失控
这是最直接也最有可能导致飞机进入极端姿态的原因。飞机拥有复杂的飞行控制系统，包括机械控制和电传操纵系统。
传统机械操纵：在一些老式飞机上，飞行员通过物理连杆直接操纵控制面。如果这些连杆发生断裂、错位或者卡死，可能导致部分或全部控制面无法正常响应。
电传操纵（Flybywire）：现代客机，如 MU5735 执飞的波音 737 系列，大多采用电传操纵系统。在这种系统中，飞行员的指令通过电信号传递给计算机，再由计算机控制液压系统来移动控制面。这种系统更精准、更高效，但也意味着对计算机软件和硬件的依赖性很高。
软件故障或误判：一种可能性是，电传操纵系统中的软件出现了严重的错误，或者接收到了错误的传感器数据，导致系统向控制面发出了错误的指令。例如，系统可能错误地判断飞机处于某个失速状态，而下达了机头向下的指令。
硬件故障：电传操纵系统中的传感器、执行器、计算机本身等任何一个环节发生故障，都可能导致控制失灵。如果一个关键的传感器失效，或者某个执行器卡死在某个位置，都可能让飞机进入危险的飞行姿态。
串联故障：更复杂的情况是，多个系统出现连锁反应。例如，一个初期的轻微故障，如果未能被及时识别和纠正，可能会触发后续更严重的系统响应，最终导致飞机失控。
如何解释近乎垂直下坠？
如果飞机的升降舵（控制机头抬头或低头）被卡在了一个非常向下的角度，或者电传系统持续发送机头向下的指令，飞机就会开始快速俯冲。一旦飞机开始俯冲，由于速度增加，气流对机翼的压力也会增大，这使得纠正这个俯冲姿态变得更加困难。如果机翼的升力不足以对抗快速增加的重力分量（因为飞机在俯冲，所以重力有一部分转化为向下的加速度），飞机就会越陷越深，直至垂直下坠。
2. 极端的结构性损坏
虽然不太常见，但如果飞机在飞行中遭遇了严重的结构性损伤，也可能导致其失控。
空中解体：如果机身或机翼在空中承受了巨大的应力而发生断裂，那么飞机的空气动力学特性会瞬间改变。例如，如果机头部分（包含驾驶舱）与机身主体分离，或者机翼发生大面积损毁，飞机将无法维持正常的飞行姿态。
高空颠簸或外物撞击：虽然可能性较低，但极端的湍流、甚至与大型鸟类或无人机的撞击，理论上可能对飞机结构造成破坏，但要达到让飞机近乎垂直下坠的程度，其结构损坏需要非常严重且影响到关键的气动部件。
如何解释近乎垂直下坠？
假设飞机的一部分结构（例如前部机身，影响到机头俯仰的控制）在空中发生断裂，那么飞机的重心和气动特性会发生剧烈变化。如果断裂导致机头大幅度下垂且无法纠正，自然就会引发垂直下坠。
3. 蓄意行为的可能性
虽然飞行事故调查的重点是技术和环境因素，但在排除其他所有可能后，飞行员的蓄意行为（如自杀式袭击或恶意破坏）也是需要考虑的可能性之一。如果机组人员蓄意将飞机推向俯冲姿态，并且使用了某种方式（例如锁定了控制系统或直接操纵，使得其他尝试干预失效），就可能出现这种情况。
如何解释近乎垂直下坠？
在这种情况下，飞行员会主动将飞机的操纵系统设置到最大俯冲状态，并维持这一状态。例如，将升降舵大幅度后压（使机头向下）并锁定，同时可能进一步减小发动机推力以配合俯冲，或者在某些故障情况下无法完全恢复。
为何“近乎垂直”？
飞机在实际坠毁过程中，很少能达到完全的“垂直”。“近乎垂直”的描述，更多的是指其俯仰角非常大，接近于地面垂直线的状态。在极端的俯冲过程中，如果飞机的速度非常高，空气动力学效应会变得非常复杂。
高速下的气动载荷：当飞机以极高的速度下坠时，空气对机翼和机身产生的压力会非常巨大。如果机翼的结构强度不足以承受这些载荷，可能会在完全垂直前发生解体。
速度与姿态的相互影响：飞机的速度增加会使其更难改变姿态。当飞机已经以一个非常大的角度俯冲时，空气阻力会急剧增加，但如果推力不足以对抗这个阻力，它仍然会继续加速下坠。而要将机头拉起，需要巨大的升力，而升力需要迎角和速度，在高速俯冲时，调整迎角本身也需要克服巨大的空气动力。
总结 MU5735 的坠毁过程可能的逻辑链条：
可以设想一个场景：在巡航高度，飞机突然遭遇了一个严重的、突发的、无法应对的控制系统故障。这个故障可能导致飞机的升降舵（控制机头俯仰的关键部件）卡在了某个非常向下的角度。飞行员尝试修正，但由于故障的性质，他们无法将机头拉起，甚至可能因为错误指令而加剧了俯冲。随着飞机速度的不断增加，空气动力学的作用变得更加极端，试图纠正错误的飞行员可能面临着一个失灵且响应异常的控制系统，最终导致飞机以极快的速度、巨大的角度向下猛冲，留给他们的反应时间和操作空间极其有限。
最终的真相仍需等待官方的详细调查报告。但从现有的信息和航空工程原理来看，一个严重的、突发的控制系统失效，导致飞机进入非正常俯冲姿态，并且飞行员无法有效纠正是最有可能的解释。而“近乎垂直”的描述，则反映了故障的极端性以及飞机在最后阶段速度和角度的剧烈变化。这是一个令人心痛的案例，也再次提醒着我们航空安全的复杂性和重要性。
网友意见
一方面，德国之翼自杀事件后，驾驶舱必须保证双人在场，一个人想死你得过另一个人那关…
另一方面，关发动机不会立即减速到0，飞机能无动力滑翔一百公里…
基本上就是水平安定面卡死，其他设备一般不能造成这种无法改出的俯冲…
机组有改出尝试，有意识，排除易改出的故障…
另外就是别猜了，这种事故等fdr就对了…
关于为什么不挂7700和联系塔台的问题，我打个比方：你和你老婆孩子开车出去玩，车祸撞了，漏油了但是没起火没爆炸。你是先钻出车厢，再把你老婆孩子从车里拉出来，还是在车厢里就报警，还只打119叫消防员来灭火?
只有飞机已经恢复基本控制，才挂7700喊mayday或pan三次…没恢复控制喊了白喊，还影响自己存活率…
不可能是发动机问题。
两台发动机全关了，飞机也是朝前滑的，绝对不会突然扎猛子。
这种突然的下降轨迹，除了半空断翅膀断屁股以外，只有可能是操纵面打满造成的，比如方向舵升降舵。
升降舵或者安定面低头打满，可以造成这种现象，但升降舵有左右两套回路，一套卡死可以在另一边大力超控。再配合安定面补偿，完全救得回来，不会笔直往下拉不起来。
安定面打满，很难拉起来，但用尽全力还是能拉的，飞行轨迹会在陷入俯冲之前来来回回挣扎很久，就像埃塞俄比亚空难那个轨迹。而且738也不是MAX，没听说过有这种安定面跑飞的情况，有也是可以直接关掉的，不至于跑满了才反应过来。
方向舵打满，飞机会一下子翻过来，且很难改出，因为你往上拉，飞机又翻过来朝下了。必须大力反打副翼稳住飞机，同时尝试排除方向舵卡阻情况。738的机械和机组已经针对方向舵问题进行改进，没听说过像老737那样会方向舵卡死。
所以我的推测是方向舵真出了问题，不是的话，就是前面说的，当空断翅膀断屁股，比如撞了另一架飞机把翅膀撞断，或者后舱耐压隔板爆裂，直接把尾巴炸没了。但这也说不通。后隔板一般在爬升增压的时候爆裂，飞机平稳飞行时没有额外压力。撞飞机的话，另一架飞机在哪儿呢？
而且事故残骸能够确认右翼是完好的，要断也是左翼，要有人捡到左翼碎片才能确认这个说法。
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更新，我还想到一个事，当空反推解锁，也不是没有可能导致飞机突然翻身，不过和操纵面故障一样，只是根据事故现象的合理推测，具体能否证实或证伪，只能等现场调查。
更新2：据说在撞击现场十公里外又发现一片残片，但未经确认，此外这张图粗看真看不出是哪里的零件
按知乎的传统，得先问是不是、然后再说为什么。那么，很显然这个题目就是错的。甚至可以说错的比较离谱，飞机并不是从正常巡航平飞突然变成接近于垂直向下飞行的姿态坠毁的；甚至不是普通的角度差异相关的解释。而且解读这些也不需要特别的和飞行、气动相关的知识背景，大部分知识依赖高中物理就可以解释得很清楚：
先说明一下，本文观点只是基于个人解读；同时基于作者在行业行业有比较充分的工作经验甚至航空器制造及航空发动机制造经验，以及基础的理工科知识，以及下面的网传图片；并没有任何个人感情色彩及政治色彩。顺便希望能借用热点新闻推动科学知识的普及，这个是非常诚挚和真心的想法。
先说两个观点，稍微震一下大部分普通人根据经验进行生活和工作所具备的“普通人思维”、或者在心理学上叫做“路径依赖”：
1） 这个飞机在空中曾经做过空翻，或者类似于空翻的动作，因为有个参数表达出的意思差不多是正常发动机额定功率工作状态下，发动机喷气方向和飞机航线飞行方向是相反的。
2） 一个在三维空间运动的较大物体，其运动特征除了本身所具有的某个时间在某个空间位置的轨迹外，还与其本身的姿态高度相关。如果不考虑姿态就可以把这个大尺寸的物体当作一个理论“质点”来考虑；如果考虑姿态，则航迹方向和本身的机头方向可能完全不一致，因为惯性会保持航迹，而此时的机头指向（此时一个微分时间内的新增加能量特征）和航迹并没有直接关联，只是可以推导出此后的可能轨迹
重要的原则原理再重复一下：能量守恒第一种表现方式：A) 动能+势能守恒；B）加速度乘以单位时间等于该段时间内速度的改变量。
先说第一个推论的依据，是上面图片中橙色圆环处的数据425和386，代表着此时这个飞机5秒内其前进的速度从425节降低到了386节。第一列中的数据是世界时间，因为中国在东8区，在这个基础上加上8就是对应的北京时间，雷达信号每5秒钟左右记录一次飞机状态（特别注意：这个是飞行器的飞行轨迹状态，和飞行器本身的姿态没有关系）。虽然每5秒钟的数据显得颗粒化及不连贯，但考虑到“移动平均”的概念，用作大致参考还是可以的。那么这个5秒时间段速度减少了39节（速度变化量）的概念，折算成米每秒平方的加速度有多大呢？简单计算的结果是39*0.51444/5/9.8=0.41g，此时加速度方向和速度方向相反。
而这个737-800型飞机空重越41吨，加上燃油以及132名乘客及机组人员的质量大概可以推测为大约55吨、即五万五千公斤；单台发动机巡航推力大约2.4万牛顿、最大推力大约12万牛顿，和上段加速度对应的“推力+风阻力”这个导致其减速的力在运动方向上大概是22万牛顿。可以大致推测此时该飞机的发动机推力超过巡航推力，还没有到最大推力但发动机在加速增加推力状态中，且此时飞机的机头方向和飞行方向相反。
请注意在22分05秒到22分21米之间，有另外一个快速降低前飞速度的环节，即上面图片中的第二个橙色环对应的两行数据。第一列中的时间数据在秒数之后有“Z.XXX”，其中XXX为三位阿拉伯数字，推测为时间的毫秒单位，可见其雷达信号特征并不是非常均等的每5秒记录一个数据，而是大致差不对5秒，而这一段时长差不多有接近7秒。速度变化量为59节，考虑到时间跨度，其实加速度绝对值小于上面的一段，但仍应当推测为一段机头向后的运动过程。
和最右边一列表头为“vspeed”这个列（推测是降低高度的速度，单位为英尺每分钟）中三个比较大的正数值（用框专门指示出来）相对照，有些同学解读为机组飞行员一直在努力和意外情况做斗争，争取把飞行姿态从不良状态改出来，这一段属于高度上升的部分，说明已经取得了一些效果；但是很遗憾的是由于此时高度过于低，已经无法挽救。
然而，在本文作者的解读中，这一段时间内的飞行高度升高，并不能绝对地推测为积极操作的结果，很有可能只是机头指向和运动方向再次接近，且机身没有上下颠倒地状况下主翼带来的升力，或者是速度转化为势能带来的高度上升，此时的前飞速度在持续下降。
中间红色的小椭圆中为高度列（单位为英尺）中高度降低最快的一个阶段，可以推测这两行时间段内，机头的俯仰方向是偏向下的；而这两行中的上面一行与更上一行之间的时间段内，则机头俯仰方向是偏向上的。正好这一段的数据在时间上都是差不多每5秒一个数据，因此具有相对的可对比性。
整体而言，这个航班到底发生了什么，本文作者倾向于认为在20分43秒到59秒这16秒长的一段时间里，发生巨大的改变。这个改变导致了后续的约三分钟不可控状态，而后续的状态变化，已经难以解读出具有智慧和策略的操控飞行特征；期间飞行姿态可以认为已经完全失控，并不是保持一个相对稳定的姿态冲向地面，只是某个地面监控摄像中相对短的画面给观看者造成了误导。
*说明：这个图中20分59秒这一行另外有一个细长的椭圆，是我从某乎下载时已经有的，因为和本文观点没有关系但也不冲突，就简单说明一下，不另外找图片资料了。
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