飛機設計與製造 不應對自動化系統過於自信

（原標題：飛機設計與製造，不應對自動化系統過於自信）

儘管波音公司與美國聯邦航空管理局（FAA）堅稱波音737 MAX8飛機「適航」，沒有停飛的證據，但全球已經有近50個國家宣布全面停飛這一機型的飛機。美國航空和西南航空員工也致信他們的CEO，敦促停飛該型號飛機。

5個月內接連發生兩起造成百餘人死亡的空難事故，波音737 MAX8型號新機的安全性受到全球關注。

這兩起空難目前看都發生於飛機起飛階段，飛機分別墜毀於起飛後的13分鐘和6分鐘內。從事後獲得的數據看，兩架飛機都有機頭朝下的狀況發生，飛行員失去對飛機的控制而飛機俯衝墜地。

儘管目前為止還不清楚埃航空難的原因，但在飛機起飛階段出現壓低機頭現象的原因早已弄清楚，即波音在737 MAX8機型上加入了一套輔助飛行員控制飛機仰角的系統，也就是「機動特性增強系統 (Maneuvering Charateristic Augmentation System, MCAS)」，這種自動系統誤判就會接管飛機才產生壓低機頭的動作。

去年印尼獅航JT610發生空難，就是因為空速數據發生錯誤導致啟動MCAS，飛行員在此之前並不知道MCAS的存在，失去了對飛機的控制。在這一事件後，波音緊急向各家運營商發布相關指引，並根據FAA的適航指令開始改進737 MAX8的MCAS系統。

737 MAX8是在不改變737傳統機體結構與氣動布局前提下推出的一款新機型，剛剛面世不久，其特點在於飛行速度更快、更省油，但是，將體積更大的發動機裝在更靠前的位置，可能影響了飛機氣動布局，容易導致迎角過大讓飛機失速。MCAS系統就是為了應對737 MAX8新發動機吊裝方式所帶來的額外抬頭力矩，在由此造成飛機迎角過大時，MCAS自動改變飛機的配平以防止飛機失速。

問題是，飛機起飛與降落是航空飛行最緊張與最危險的階段。在這一高速爬升階段，天氣因素也很容易造成空速波動，從而向MCAS發出錯誤指令，而此時飛機剛剛離開地面不久，一旦機頭錯誤壓低，飛行員在緊張時刻切換系統並操縱飛機，風險巨大。美國媒體通過研究美國國家航空航天局（NASA）編製的資料庫發現，在過去數月內，已有多名飛行員匿名上傳了關於駕駛波音737 MAX 8飛機時出現的異常情況，這些擔憂主要集中在飛機起飛時以及飛行時機頭朝下而飛行員努力拉升其高度的時候。

之所以出現這種風險，一個根本原因在於波音的相關決策。在2011年初，空客推出改良機型A320neo，強化了與波音737機型的競爭，與此同時，中國航空工業集團的C919、巴西航空工業公司的E190也具有一定競爭性。對於波音而言，要麼推出一種新機型，要麼進行機型改進。由於市場需求過大，波音擔心研發新機型存在一定的延遲風險，同時新的生產線投資巨大且產能可能無法滿足需求，因此，最終決定在737的基礎上換裝新發動機，實現更快更省油的效果。

但是，在不改變機體結構與氣動布局前提下，將體積更大的新發動機以新的吊裝方式安裝，影響了氣動布局，容易引起迎角過大造成失速。也就是說，其發動機與機體的不匹配製造了系統風險。為了解決這個問題設計了MCAS系統。現在暴露的缺陷在於，就像許多飛行員所反映的，MCAS系統經常因為錯誤的空速數據而做出錯誤的決定，干擾了飛行安全。

顯然，波音為了搶佔市場而改變發動機設計，雖然滿足了客戶的效率要求，但製造出了有缺陷的機型，為彌補這種缺陷不得不製作了自動化的「程序補丁」，更不利的是，為降低風險的「程序補丁」恰恰製造了新的風險。

可以看出，由於對市場需求（數量和效率）過度看重，以及對資本回報率、市場競爭的回應，波音在技術上採取了投機主義，將新型飛機置於一個系統性的可能風險之中。當然，由於飛行器很早就採取了成熟的自動駕駛輔助系統，製造商對自動化系統過於自信，這也是推出MCAS系統的邏輯。可惜的是，在起飛階段面臨的情況更加複雜，操縱也更加緊張，在這個過程中飛行員與自動化系統一旦出現分歧，就會影響判斷和操作，而讓飛行員做出正確反應並掌握局勢的時間是有限的。

目前，波音表示正在升級其MCAS系統軟體，儘管在去年印尼獅航JT610發生空難後就應該立即升級。這種升級延遲的現象或許表明情況更加複雜，人們正在等待埃航空難的調查結果。在調查結果出來之前，停飛這種具有風險的飛機是正確的決定，不管是飛機製造商還是航空公司，都不應該拿乘客生命安全做賭注。在解除設計上的系統性風險之前，我們只有靜待答案。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！