永利皇宫app何以波音民用飞机集团737MAX型客机发生飞机坠亡,8客机空难事故开首分析

事故发生时,失事飞机处于俯冲下降状态,飞行员做出的选择必然是拉升飞机和增大攻角,然而此类输入指令似乎无法终止飞机失速保护系统的激活逻辑,所以失事飞机会急剧下降10秒后,被飞行员手动拉起机头,但是5秒钟后机头又重复下降。

波音737MAX是波音737装配新发动机的衍生机型,该机延续了737系列的良好市场表现,自项目启动以来已经获得5011架订单,交付运营350架,其中国内共运营90架(截至2019年1月底)。然而,自去年10月底以来,短短5个月内,该机已经发生了两起灾难性坠机事故,其安全性受到公众的普遍质疑。

美国联邦航空管理局称,还没有足够证据要求737MAX停飞。强调调查仍处于早期阶段,尚无足够数据得出任何结论或采取任何行动。预计4月将发布一项适航指令,要求波音对机动特性增强系统进行改进,并监督完成相应变更工作。

狮航和埃航出事737max照片 本文图片均来自“民机战略观察”微信公众号

目前,调查人员仍在检查失事飞机外部的攻角传感器是否传输了错误数据,并在进一步分析失事飞机黑匣子数据和查找驾驶舱话音记录器。据路透社最新报道,空难调查组预计将于11月28日或29日公布他们关于坠机事故的初步报告。空难事故的真相究竟如何?让我们拭目以待。

中国商飞公司要重视自动失速保护系统的设计工作,避免出现安全隐患和逻辑漏洞;在国产民机的适航认证方面,商飞公司还应关注国外适航监管机构授予飞行器制造商在安装失速保护系统的性能免除许可等方面的制度规定,中国制造的飞机有权利获得FAA的同等对待和尊重。

从专利技术的形式上看,波音公司对飞机失速保护的设想还是比较周全的,一方面可以通过飞行器失速保护系统中的处理器联接到飞机飞行控制计算机,可以对失速时的飞机进行自动控制保护;另一方面也允许飞行员进行人工干预和手动驾驶,但是实际上这两个环节可能都出现了漏洞。

初步调查表明:狮航空难是飞机信号系统接收到一个假信号,信号显示飞机‘抬头’,所以飞机自动失速控制系统持续给出了‘低头’的指令,机组人员与飞机自动失速控制系统搏斗很长时间,但最终还是发生了坠机悲剧,而埃航空难在飞行过程中也发生了不正常的爬升与下降及飞行速度超速的现象,这表明狮航空难后,虽然波音公司做出了安全复查和的适航公告等措施,但是这些措施可能并没有解决掉737MAX-8飞机的安全隐患和设计缺陷,从而造成了埃航客机失事。

首先,虽然狮航属于廉价航空公司,并存在安全记录不佳等问题,但是飞机事故人命关天,每个航空公司都必须配备专业的飞机维修维护团队和维修设备,并严格遵照标准的维修流程,攻角传感器或空速表本身问题或是其他局部问题属于常规故障,有经验的专业维修维护人员应该可以及时发现和排除相关问题。

二、空难原因分析

最后,安装失速保护系统的适航认证等方面可能可以从监管机构那里获取了优惠政策。

四、措施建议

首先,加强事故调查和737 MAX飞机风险排查工作。

按照国际惯例,空难调查方的一般排序为:飞机失事地所属国、飞机所属国、飞机制造商,所以埃塞俄比亚政府、波音公司都拥有埃航空难原因的调查权,另外FAA也计划派出多名专家协助埃塞俄比亚空难调查。埃塞俄比亚是非洲发展中国家,该国调查航空事故的经验和能力比较有限,可能需要更多援助和支持,目前中国救援队正在积极参与埃航空难现场的搜救工作。埃航空难引起的波音股票暴跌和多国航空公司停飞737MAX-8等反应,已使波音遭受巨大损失,如果调查结果认定埃航空难与狮航空难原因存在关联,可能将波音陷入万劫不复之境,因此波音在调查埃航空难时做出的立场、表现和陈述存疑。

以下为陆峰文章的全文。为了便于阅读,我做了一点文字和形式编辑。

据悉,波音737MAX-8配备了自动防失速系统,即“机动特性增强系统”。飞机飞行时机头越高,攻角越大,当攻角超出一定范围时,飞机面临失速风险。MAX-8配备的自动防失速系统一旦判断飞机失速,可以无需飞行员介入即接管飞机控制,并使飞机低头飞行,以改出失速。

据悉,失事飞机上共设有3个攻角传感器,波音失速自动保护系统的控制程序设计很奇怪,其逻辑是只要主传感器认为飞机攻角过高,飞机有失速危险,自动保护系统的激活逻辑200就可以被激活。而根据Avherald网站分析,空客飞机在类似系统设计中规定:只要三个攻角传感器的读数不一样,不管主次,都选择不相信,直接报错给飞行员,从而避免主传感器出错,导致整个系统出错的风险。软件设计最忌讳对非正常模式或者故障模式考虑不周全、不到位,与空客相比,波音在失速保护系统的控制程序设计方面似乎存在bug。

需要说明的是,目前狮航空难的最终调查结果还未公布,埃航空难的信息披露得较少,我们的分析仅仅是初步的判断,仅供参考,具体情况以将来的调查结果为准。

本文认为失事飞机原因与安装的飞行器失速保护系统(CN106477055A号专利可能与其相关)以及波音公司有关,理由如下:

上述风险排查完毕之前,737MAX飞机不应承担执飞任务。在必要时,中国民航局可以考虑对737MAX飞机重新进行适航认证。

1、失事飞机事故前出现的故障分析

根据CN106477055A号专利说明书的记载,波音承认在飞机的适航认证过程中,有可能利用了监管机构(如美国航空管理局FAA)授予飞行器制造商用于安装自动失速保护系统的性能免除许可(performance
relief
credits)政策,使该自动失速保护系统的安全性在未得到充分试飞验证的情况下,就通过了FAA的适航认证。

737旧机型的防失速系统(对应专利可能为CN103514360B等)与MAX
8最大的区别在于,前者不会自动把机头向下推。但过去那些年里,相关培训一直强调旧系统的操作程序,飞行员也必须背下应对潜在危险的步骤。但737
MAX
8既没有提到新功能,也没有要求飞行员进行培训。因此,飞行员大多都没有处理这种潜在风险的准备。

中国民航局应当对737MAX飞机上的自动失速保护系统重新开展适航认证工作。中国民航局不能迷信和依赖FAA适航认证方面的权威性和公正性。中国民航局应当对安装有自动失速保护系统的其他型号的波音飞机也进行排查和安全评估,如果波音飞机上还存在利用政策漏洞而取得适航认证的其他系统,那么这些系统也要进行全面排查。

航空工业发展研究中心 陆峰

采取必要风险规避措施

据美国有线电视新闻网11月14日报道,狮航方面表示,波音737 MAX
8机型新装的防失速系统在特定情况下会自动触发响应,让飞机低头俯冲下降等,这可能是导致飞机坠海的原因之一。并且失事飞机在事故前一天更换了一支用于测量攻角信息的传感器;客机失事那次飞行以及先前三次飞行出现“空速表指示读数不可靠”现象。据事故调查信息显示,狮航JT610航班上的电脑系统是根据一个攻角传感器的错误数据在运行,但到底是攻角传感器的问题,还是处理数据的电脑系统出问题,或者系统的其他问题,目前还不能过早下结论。

CN106477055A号专利附图

图2和上文表明,失速保护系统激活后,遇到飞行员干预时,并不是无条件终止程序控制和交出飞机的控制权,只有当驾驶员干预是由命令攻角减小的驾驶盘输入指示时,失速保护系统的激活逻辑才会终止。

2、在判断飞机失速状态方面存在设计缺陷

另外,波音对其737
MAX上失速自动保护系统进行系统更新时,必须解决传感器安全余度和数据真实性验证的设计缺陷,以及飞行员手动输入指令优先等问题。

本文将基于目前的公开事故信息以及相关情报研究的角度对737MAX-8坠机事故的原因进行初步分析,提出对我国航空业的启示和建议。

该飞行器失速保护系统在控制飞机下降时,虽然飞行员可以通过手动控制输入指令来进行干预,但是由于事发过于突然,再加上缺乏事先专门培训和警告,搞不清楚状况的飞行员很难及时完成解除风险的正确操作,不知情的地面管理机构也无法提供正确的指引或处置建议。在上述人机进行的最后的生死斗争中,有几个问题至关重要:失速保护系统触发和控制飞机俯冲下降时,飞行员一直在进行人工干涉,此时失速保护系统会做出何种选择?是飞行员输入指令优先?还是失速保护系统的控制软件程序优先?或是两者并行?以及飞行员需要的输入指令是否简单、快捷等?

4、该新增的自动失速保护系统可能存在适航认证的漏洞

关于波音737MAX最新消息

1、客机的迎角传感器校准不当

当然,这篇文章主要还只是对MCAS所涉及的部分技术分析,还有许多复杂背景与关联因素,需要进一步探究,诸如,两起事故的相关性,更换发动机带来的负面影响,引出MCAS的动因,737MAX急促上马的得失,制造商与适航当局的关系与责任等等,期待陆峰和他的同事们做出更深入全面的分析。当然更希望波音公司和FAA正视问题,端正态度,在全球航空界的共同努力下,彻查事故原因,做出负责任的整改,以告慰346条逝去的生命,不负世人对民用航空事业的托付与信任。

立即停飞中国境内的737MAX飞机,加强事故调查和737 MAX飞机的风险排查工作

昨晚欧洲航空安全局宣布,从晚8点起,欧洲空域禁飞所有波音737MAX。目前,已有20个国家宣布停飞波音737MAX或禁止其飞入领空。

我们假定CN106477055A号专利所述的飞行器失速保护系统被安装到了狮航失事飞机上,并以此为基础结合目前公开的情况,对失事航班的空难原因进行了初步推理和分析。

https://mp.weixin.qq.com/s/LO9qF2LpLXzNyeP6eAJBAw

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最后,波音犯下了致命性的错误:没有公开737
MAX机型飞机新增了自动失速保护系统这一重要信息,据狮航运营总监茨温利•西拉拉希表示:失事飞机的操作手册中并未对可能导致飞机俯冲的关键功能进行警告。由于飞机自动失速保护系统对飞行安全非常重要,波音有义务向维护人员提供完整的故障检测方法、设备,并为飞行员、维修人员提供明确告警提示和维修操作指引。在事先不知情的情况下,缺少详细操作指引的维护人员很难检测出飞机故障的真正原因。

FAA在波音737
MAX自动失速保护系统的适航认证方面可能存在审查漏洞,并且目前FAA没有停飞美国境内的737MAX-8飞机等,这些表现都已经动摇了FAA的公正性、权威性和客观性。埃航空难后,中国率先停飞737MAX-8型飞机的行为得到了广泛的国际支持和积极响应,截止2019年3月13日,全球已经有至少27家航空公司暂停波音737MAX
8飞机运营,其中包括美国盟友英国、澳大利亚、韩国共有13个国家和地区,并且埃航空难造成8名中国公民不幸遇难,为了给遇难同胞及其亲友讨回公道,中国有责任和权力参与埃航空难事故的调查。

该专利技术概况如图1所示。

737MAX飞机上至少设有3个迎角传感器,自动失速保护系统的逻辑是只要主迎角传感器认为飞机迎角过高,就认定飞机有失速危险,自动失速保护系统就会被激活。而空客飞机在类似系统设计中规定:只要三个迎角传感器的读数不一样,不管主次,都选择不相信,直接报错给飞行员,从而避免主迎角传感器出错,导致整个系统出错的风险。与空客相比,波音似乎存在设计逻辑上的bug。

该专利申请涉及飞行器失速保护系统,是波音公司于2016年8月10日申请的中国发明专利,目前处于审中状态,其还有美国、加拿大、日本、欧盟、澳大利亚等国家或地区的同族专利。

3、在优先级问题上存在设计缺陷

从美国联邦航空局事故后发出的紧急指令中可以找到上述问题的答案,11月13日,美国联邦航空局依据失事飞机数据记录仪上恢复的信息发出紧急指令,美国联邦航空局警告飞行员,即使处于手动飞行模式,波音737MAX上的防失速系统也可能导致飞机急剧下降时间长达10秒。飞行员在这段时间内难以控制飞机,就算飞行员手动拉起机头,5秒钟后机头又会自动重复下降过程。这就表明,在失事飞机俯冲下降时,即使是在飞行员手动飞行模式,飞机的防失速系统仍然处于激活状态,事故发生时,飞行员应该没有获得飞机的完全控制权。

(作者系航空工业发展研究中心研究人员。原题为《陆峰|
波音是否会走下神坛?一 737MAX-8客机空难事故初步分析》)

2、失事飞机事故发生情况分析

一、两起空难概况

除了上述工作,中国民航局还可以做好以下工作:

目前,埃航空难刚刚发生,其失事原因还在进一步的调查中,本文主要通过波音申请涉及自动失速保护系统的专利和狮航空难的初步调查结果等进行分析。

安装在失事飞机上的飞行器失速保护系统收到了错误的飞行状态参数信号或者其自身潜在系统故障开始发作,致使该飞行器失速保护系统错误认为飞机处于失速状态,触发失速保护系统开始工作,接管飞机进行如下操作:使升降舵下偏,导致飞机尾部抬起和机头朝下,控制飞机以机头骤降的方式化解并不存在的“失速”。失事飞机下降过程中出现过一次拉升后又重复下降直至坠毁的现象,该现象表明飞行员可能在与飞行器失速保护系统争夺飞机控制权,但是飞行员没能获得成功,导致飞机在高速撞击海面时解体,酿成了机毁人亡的惨剧。

中国民机制造商应该引以为戒

如果737
MAX上真的安装了涉及CN106477055A专利的失速自动保护系统,再次发生类似事故时,机组人员仅仅依操作手册应对“攻角数据错误”很可能是不够的,飞行员可能需要马上关闭失速自动保护系统,才能获取飞机的完全控制权。

经国内、外专利检索发现,波音在防失速技术领域大约申请了110件/61个专利族的相关专利。根据专利申请时间、首架波音737MAX
8型飞机交付用户的时间(2017年5月16日)和自动防失速系统技术内容相关度等情况判断,上述波音专利中,与波音737MAX8飞机上的防失速系统技术功能最接近的专利为CN106477055A号专利。

波音首席执行官在写给员工的信中表示,对737MAX的安全以及设计和建造的所有成员的工作充满信心。在公司3月11日的声明里说,调查尚处于开始阶段,根据现有信息,目前没有任何依据向运营商发布新的指导。

这两架失事飞机都是波音公司生产的737MAX-8型客机,均为机龄不超过1年的新飞机,而且发生坠毁的时间都是在飞机起飞几分钟后。更为巧合的是,根据Flightradar24数据显示,失事埃航客机的飞行数据记录了飞机最后的轨迹,飞机在起飞后,曾经有过突然下降的迹象随后又有拉升,之后消失在追踪画面中,该现象与印尼狮航客机失事前的飞行轨迹颇为相似。

根据CN106477055A号专利说明书第8段记载:“采用失速保护系统的飞行器通常通过特殊状况问题报告过程进行认证,因为传统的失速要求不能被评估。一些监管机构可授予飞行器制造商用于安装失速保护系统的性能免除许可(performance
relief
credits),这可在飞行器认证过程期间产生竞争性的优点。”另外,说明书第48段也有类似记载。

2019年3月10日,一架埃塞俄比亚航空公司的波音737MAX型客机起飞后6分钟坠毁,机上的149名乘客和8名机组人员不幸全部遇难,其中包括8名中国乘客。然而这不是首起737MAX空难,2018年10月29日上午,印尼狮航一架由波音737MAX执飞的飞机,在从雅加达起飞大约13分钟之后失联、坠毁,机上189人不幸全部罹难。

最后,中国民机制造商应该引以为戒。

自动失速保护系统被上述迎角传感器的错误数据激活后,自动控制飞机快速俯冲下降,当飞行员发觉飞机飞行姿态不对时,会手动操作驾驶杆想拉起飞机,但自动失速保护系统会与飞行员争夺飞机的控制权,并一直控制飞机下降。只有当飞行员的手动操作符合系统设定条件时,自动失速保护系统才会终止,飞行员才能获得飞机全部控制权,但是由于飞行员事先没有被告知自动失速保护系统的存在及其功能,所以事故发生时,飞行员无法关闭自动失速保护系统,也无法阻止该系统控制飞机下降直至坠毁,这就解释了为何飞机会出现快速下降一段时间后被拉起,然后再次下降的反常现象。

2018-11-27

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由于空客A320neo等竞争机型的存在,为了保护在失速自动保护系统方面的创新成果,波音公司应该会在向中国用户交付首架MAX
8飞机之前,申请相关领域的中国专利(波音向中国国际航空公司交付其首架737MAX8单通道飞机的时间为2017年11月3日),同时,波音737
MAX
8机型新装的防失速系统具有的自动触发、自动控制飞机低头等功能或特点,与CN106477055A号专利涉及飞行器失速保护系统的技术方案基本相符,因此本文假定CN106477055A号专利所述的飞行器失速保护系统被安装到了狮航失事飞机上,并以此为基础结合目前公开的情况,对失事航班的空难原因进行如下重组、推理和分析:

综上所述,狮航空难的可能原因是:737 MAX
8型飞机新设的自动失速保护系统可能存在设计缺陷,并且该自动失速保护系统在适航认证时,FAA存在“放水”嫌疑;狮航空难发生后,波音可能没有解决该系统存在的上述问题,所以又造成了埃航737
MAX飞机失事。

波音有可能在重要的失速保护新系统上未进行充分试飞验证的情况下,利用相关政策通过了FAA等适航当局的适航认证。为了满足中国民机的适航安全要求,中国民航局不必迷信FAA适航取证方面的权威性和专业性。中国民航局可以对波音737
MAX飞机的失速保护系统安全性问题开展独立调查工作,在必要时,甚至可以重新进行737
MAX相关系统的适航认证工作。

中国及更多国家应该加入埃航空难调查组

如果事先知悉飞机自动失速保护系统会因单个攻角传感器的错误数据而自动触发,并致使飞机向下俯冲等严重后果,飞行员和管理机构肯定会高度重视事故前出现的四次故障,提出专门的安全警告或提高警告级别,维护人员也会对飞机进行深入、全面的检修,甚至会暂时停飞失事飞机,如果失事飞机采取了这些措施,就应该可以避免悲剧的发生。

据事故调查信息显示,狮航失事航班上的电脑系统是根据一个攻角传感器的错误数据在运行,该错误数据可能是由于迎角传感器校准不当造成的;波音没有事先向机务披露737
MAX飞机上新增了自动失速保护系统,在失事飞机的操作手册中没有对可能导致飞机俯冲的关键功能进行警告,在事先不知情的情况下,飞机维修人员很难检测出飞机故障的真正原因;当飞机发生事故时,飞行员不知道正确操作飞机的方法,所以很难及时排除险情。

根据CN106477055A号专利说明书47段记载:“在222处发送命令之后,处理器154在224处检查定时器,并且处理器154在225处检查预定标准(诸如,空速和/或攻角和/或航线),以查看是否满足任意预定标准。如果在226处定时器小于预定最大时间,并且如果在225处未满足预定标准,则处理器154返回步骤212并且测量飞行器的攻角……然后,处理器154可在232处继续测量飞行器的攻角和飞行员驾驶柱输入,直到飞行器攻角小于激活攻角,或者直到检测到驾驶员干预(其由命令攻角减小的驾驶柱输入指示),此时激活逻辑200终止。”

如果737
MAX上真的安装了涉及CN106477055A专利的失速自动保护系统,再次发生类似事故时,机组人员仅仅依操作手册应对“攻角数据错误”很可能是不够的,飞行员可能需要马上关闭失速自动保护系统,才能获取飞机的完全控制权,波音公司应该对相关系统设置和操作进行专项培训。波音对其737
MAX上失速自动保护系统进行系统维修、更新时,必须解决迎角传感器安全余度和数据真实性验证等设计问题,并且应保证飞行员手动输入指令优先于系统自动控制指令。

当地时间2018年10月29日6时20分,印尼狮航JT610航班执飞客机从印尼的雅加达起飞,前往邦加勿里洞省首府槟港,客机起飞后大约13分钟与地面失去联系,坠入距雅加达东北海岸大约15公里的海域,机上189名乘客和机组人员全部罹难。

中国民航当局应该组织专家,进一步研究分析CN106477055A等专利情况,必要时可以要求波音公司比照相关专利,详细说明737
MAX在自动失速保护系统方面的设计细节和技术内容;波音在737
MAX飞机安装失速保护系统后,适航认证时可能向美国联邦航空局提交了特殊状况问题报告,中国民航局可以要求波音提供相关报告,应当对波音涉嫌利用政策漏洞,获得FAA适航认证等情况进行专项调查。

五、安全信息预警与启示建议

根据CN106477055A号专利说明书8段记载:“尽管现有的失速保护系统防止飞行器偏移到不受控飞行区域中,但它们不一定使飞行器性能最大化,并且飞行员的输入实际上能够导致飞行器能量比预期消耗得更快……”。根据上文可知,波音认为飞行员对失速状态下的飞行器进行人工干预,会导致飞行器能量消耗过快,所以波音将自动失速保护系统设置为自动激活和执行,并对飞行员手动干预进行了限制。

在我的第311篇微文发表后,本想就事故原因再写一篇分析文章。但在研阅航空工业发展研究中心陆峰所写的《印尼狮航波音737MAX客机坠机事故原因的专利分析》一文后,觉得不少问题已经分析得十分到位。故而,我向大家荐读这篇文章。

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