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如何看待的波音737 MAX防失速系统MCAS的更新方案?

回答
波音737 MAX的MCAS(机动特性增强系统)问题,以及后续的更新方案,无疑是航空史上一次备受瞩目的事件。理解这些更新方案,需要深入剖析MCAS最初的设计意图、它为何会引发两次灾难性的空难,以及波音在事故后为解决问题所做的努力。

MCAS最初的设计:解决设计上的“妥协”

首先,我们需要了解MCAS的由来。波音737 MAX相比于之前的737系列,其发动机更大、更靠前、也更靠上。这样的设计调整,虽然是为了提高燃油效率和性能,却带来了一个潜在的飞行特性问题:在某些特定的飞行姿态下,飞机会更容易发生“迎角失速”(Angle of Attack Stall),也就是机翼升力不足以维持飞行的状态。

为了解决这个问题,波音引入了MCAS系统。它的核心功能是:在飞行员未察觉或未及时采取措施的情况下,自动将飞机的机头向下压,以避免飞机进入迎角失速状态。这是为了让737 MAX的飞行特性更接近于早期的737型号,从而简化飞行员从旧型号转到新型号的训练。换句话说,MCAS的初衷是“模仿”旧型号的飞行感觉,让飞行员的适应成本降到最低。

问题暴露:传感器故障与系统滥用

然而,MCAS的设计存在几个关键问题,最终导致了狮航610号和埃塞俄比亚航空302号两次悲剧:

单传感器依赖: MCAS系统在判断是否需要介入时,只依赖于一个迎角传感器(AoA Sensor)。如果这个传感器发生故障,向MCAS传递了错误的迎角数据,MCAS就会错误地判断飞机处于迎角失速状态,并自动执行压机头的动作。
激活次数过多: 即使迎角传感器数据正常,但在某些非失速状态下的飞行操作,例如拉升过猛,也可能触发MCAS。而且,MCAS设计上允许在一次飞行中多次激活,每次激活都会对飞机施加压机头的力矩。
飞行员信息不足: 最关键的是,当时在飞行员的飞行手册和培训中,对MCAS的描述非常有限,飞行员并不清楚这个系统的存在、它的具体工作原理,以及在遇到问题时该如何应对。他们只知道飞机在“不受控制”地向下俯冲,而且这种俯冲在他们试图纠正时会反复出现。
无法完全覆盖: MCAS的压机头动作会覆盖飞行员对升降舵(Elevator)的控制。这意味着,即使飞行员发现问题并试图拉起飞机,只要MCAS还在工作,他们的操作就会被MCAS的动作抵消。

更新方案的演变:从临时停飞到根本性调整

在两次空难发生后,波音737 MAX被全球禁飞。随之而来的是漫长而复杂的调查、评估和整改过程。波音公司在联邦航空局(FAA)和其他全球航空监管机构的监督下,推出了多项更新方案。这些方案并非一蹴而就,而是经过反复的测试和论证:

1. 初期应对与信息公开: 最开始,波音主要通过更新飞行手册和提供飞行员培训材料,强调在遭遇异常迎角传感器数据时,如何通过切断MCAS相关电路来恢复对升降舵的控制。但事实证明,由于信息不足,很多飞行员在紧急情况下无法有效应对。

2. 软件更新成为核心: 随后,波音将重心放在了软件更新上,这是最关键的一步。主要的更新内容包括:

参考双传感器数据: 最重要的改变是,MCAS系统现在会同时参考两个迎角传感器的数据。只有当两个传感器的读数一致且都表明存在迎角失速风险时,MCAS才会激活。如果一个传感器出现故障或者读数异常,MCAS就不会激活,或者会自动禁用,并将控制权完全交还给飞行员。这是最根本性的安全保障。
限制激活次数和力度: 更新后的MCAS每侧升降舵最多只能执行一次修正。这意味着,即使在某种极端情况下MCAS被激活,它也只会进行一次压机头的动作,不会像之前那样反复进行。同时,系统也会限制其输出的力度,确保飞行员能够更容易地用自己的力量纠正飞机的姿态。
不覆盖飞行员控制: 在新的设计中,如果飞行员试图对升降舵施加一个比MCAS更大的力,飞行员的意图将优先于MCAS的修正。这意味着飞行员始终拥有最终的控制权。
移除MCAS对机鼻俯仰方向输出的依赖: 更深层次的修改还包括调整MCAS的逻辑,使其不再仅仅依赖于迎角传感器的绝对值来决定是否工作,而是会根据飞机的整体飞行状态和飞行员的操作来判断。

3. 增强飞行员培训: 除了软件更新,波音还加强了针对737 MAX飞行员的培训。新的培训项目更详细地介绍了MCAS系统的功能、潜在风险,以及在不同情况下的应对策略,特别是如何识别和处理迎角传感器故障。

4. 独立系统审查与验证: 整个更新过程经历了极其严格的审查。除了波音内部的工程师,FAA的专家、来自世界各地的航空安全机构,甚至独立的第三方航空安全顾问都参与了对更新方案的评估。模拟机测试、实际飞行测试以及对飞行数据的详细分析,构成了验证过程的关键部分。

如何看待这些更新方案?

从安全性的角度来看,波音737 MAX的MCAS更新方案,特别是软件的根本性调整,是朝着提高安全水平迈出了必要且关键的一步。

解决了核心问题: 双传感器参照、限制激活次数和力度、以及飞行员优先控制权,直接解决了导致两次空难的关键技术漏洞。这使得MCAS在面对传感器故障时,不再具有致命的潜在风险。
提高了透明度: 后续的培训和信息披露也提高了飞行员对该系统的认知,减少了“黑箱”操作的可能性。
反映了学习与改进: 这次事件暴露了波音在设计和验证流程中的一些不足,尤其是在处理新系统对飞行特性的影响以及与飞行员沟通方面。更新方案的推出,也反映了航空业从事故中学习和改进的固有机制。

当然,任何系统都不可能做到绝对完美。人们对波音737 MAX的信心,也需要时间来重建。监管机构的严格审批和后续的持续监督,对于确保这些更新方案的有效性至关重要。公众和航空从业者对于这一事件的关注,也为整个航空业敲响了警钟,强调了技术创新与安全保障之间,以及系统设计与飞行员理解之间的微妙平衡。

总而言之,波音737 MAX的MCAS更新方案,是针对一系列复杂技术和操作失误的回应。它在很大程度上解决了导致事故的根本原因,并将飞机的安全性提升到了新的水平。但航空安全是一个持续演进的课题,每一次的事件都是对现有体系的检验,也是推动行业进步的动力。

网友意见

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其实已经没有问题了

原来也没问题,只是冗余少了

其实也没事,关了自动配平,自动关断mcas

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另:March 13, the U.S. FAA was among the last to order the grounding of the 737 MAX, after claiming there was no reason: China had the most aircraft in service, 96, followed by the U.S. with 72, Canada with 39 and India with 21. The FAA issued an Emergency Order of Prohibition grounding Boeing 737 MAX airplanes, followed by a CANIC.

按wiki说法,这个飞机我们目前最多,不趁机集体诉讼波音一波吗?感觉空客能赞助律师费。

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max的机体结构实际上已经和他的大发动机不适配了,所以才有俯仰配平系统(的额外设计)。

说白了就是舍不得开发的钱(好几百飞机卖出去了),又舍不得重开新机型(适航的钱你掏啊)。就对付糊弄着看FAA那边能不能应付过去呗。下面大佬的回答仔细描述了波音这个飞机一直以来的技术发展路线

总结就是又想省下新机体的设计费用(就和着用旧机体),又想推出所谓的“全新机型”。然后在一个已经疲态凸显的官僚-外包体系下制造出一个系统性风险。

现在用“软件一旦不在适用范围了就关上”这种思路,好像飞机不会触发强制配平了。但是软件设计的初衷是为了什么?不就是为了控制结构配重设计的缺陷,在爬升中可能触发的过度上仰吗?

然后软件还会自动关闭?全靠有经验的飞行员,要是飞行员没经验呢?猝不及防啊。

https://www.zhihu.com/video/1452285910763581440

软件标定”不用慌‘,实际使用“媒体的朋友过来试一下”???

这不就是设备出了问题,然后培训下机师,遇到这种问题的时候,战战兢兢地想办法糊弄过去吗?

不一样的是这不是工厂车间,真搞坏了飞机,可没法原地停下等人来修。

坐等有人说“又不是不能用“。


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我最讨厌的一点其实是波音在这个项目上,本身已经改了发动机,机体却没做什么更改(翼型和发动机布局,基本上就是原位不动那么一塞)。

虽说是在容许范围内的性能变化,但是就好比说我开着一辆五百匹的卡罗拉上了路,然后还宣传这就是今后我们对标奥迪A4的新产品了。而本身这个适航规则的容许范围,很大程度上是在波音这类航空巨头影响下设定的。技术过关的工程厂家,没有不会抓住这个机会在标准里埋钉子或者给自己开绿灯的。

就是普通改装店都知道你改发动机先改底盘和刹车呢。交通工具的特性曲线肯定是更追求平衡可控的。结构设计本身就应该对性能有更大的包容性。

波音把这个事反过来了,然后接着在软件上水多加面面多加水。目前已知的办法就更过分,借用一个已有系统MACS的某个边缘功能(MCAS调用了已有的速度配平系统)来实现一个欺骗性的手感(使用安定面配平在特定时机介入来还原737NG的俯仰特性)。

而人类对外界感知本身就是靠感受来判断事物进行的阶段。结果飞行员觉得还没事,其实下一秒就拉不回来了,机舱里还一切正常连个红灯都没有,这才是最恐怖的。

至于说靠飞行员培训能解决这个问题。我就不说人其实就是所有系统里最不可靠的因素了。宇航员也一样。让一堆互相矛盾的系统上天本身就是犯罪。

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