埃航737客機到海航殲轟7，失控復原處置中的悖論，自動與人工

近期，海軍航空兵殲轟7戰鬥轟炸機飛行員任永濤在出現險情後操縱飛機迫降的事迹，感動了中國。敢於和戰鬥機的失速復原（失控復原）的技術難題抗爭，這就是中國軍人的血性，任永濤成功迫降在了老百姓的心裡……

在為英雄的海航飛行員送上敬佩之情的同時，本文覺得可以分析一下飛機失速復原的問題。恰巧最近衣索比亞航空公司的波音737Max8事故初步調查結果顯示，飛機也是接收了單一感測器發送的錯誤信息，自動實施失速復原，造成機頭過分壓低，在起飛幾分鐘內俯衝墜地，飛行員也無法通過手工操作進步干預。

根據美國海軍安全中心發布的數據顯示，2015～2016年，美國海軍有5架F/A-18「大黃蜂」戰鬥機墜毀，其中就有可控飛行撞地事故。也就是說，飛機在出現故障的時候，飛行員還可以操縱飛機，飛機以一種半自動的狀態飛行，但是為何還會出現事故呢？

原因也不複雜，當飛行員意識到戰鬥機出現故障之後，首先需要對抗的是失速問題，失速的原因很多，比如發動機故障、機械故障、飛控系統故障，低速機動、危險天氣、弱動力飛行、飛機的起降階段，都可能造成失速。失速復原，又是飛行員技能當中最頂級的技能。以前第一二代戰鬥機那種簡單的飛控系統，本文認為比目前的複雜飛控系統，在處理失速問題時復原能力更強，最主要原因就是飛控自動化之後，感測器信息、自動處置方案並非十分完善，一旦出現錯誤數據，就會出現埃航和獅航這種自動強制壓低機頭的情況，自動系統的目的非常明確，就是要使飛機保持平飛，但是偏偏飛機機頭沒有抬高，感測器誤認為抬高了，自動處置的結果就是讓本來正常飛行的飛機強制壓低了機頭。這時候飛行員可以關閉自動系統改為手工操縱，但是前提是要有足夠高的海拔高度，才有機會將機頭拉起。

這對於戰鬥機而言相對容易，因為它機動性強，作戰空域海拔也較高，萬米高空之下完成失速復原，對於有經驗的飛行員而言並非難事。對於大型客機而言，它的飛行機動能力差，從機頭誤壓低，到飛行員手工操縱接管飛機，再到把飛機拉起，需要的時間更長。這就是為什麼衣索比亞的波音和獅子航空的波音737-8都是在起飛後幾分鐘內墜落的，飛行員沒有時間糾錯了。對於波音737飛機而言，如果也是在3萬英尺的高度出現失速感測器故障，飛行員就有時間調整飛機狀態，我相信波音737在高空飛機，也會存在這種誤判斷，只不過飛行員解決了問題，才沒造成事故。

這次的殲轟7戰鬥轟炸機，我們不清楚出現了什麼故障，總體上分析是失速、失控之後無法復原，或者是發現失速之後試圖復原。如果判斷出無法復原，應該是要跳傘的。這就是我們為什麼敬佩英雄了，為了地面群眾的安全，他敢於與失速復原抗爭，敢於去尋求迫降，或許，他真的在概率上能夠拉起飛機的，中國空軍處理類似故障的先例也非常多。這真的是中國軍人的血性和勇氣，挑戰航空難題，保衛人民生命財產安全。

駕駛戰鬥機，飛行員都需要小心計劃飛行路線，也有很多的預案，作為人工處置的備份選項。要解決飛行事故，美軍也在研發更先進的自動化系統，比如美國海軍研發了大量的輔助系統來降低事故概率，解決失速、失控、「可控飛行撞地」（CFIT）等事故，降低戰鬥機和飛行員損失的概率。

飛機失控是造成墜毀的第一大原因，但是我們也要再來看一下CFIT事故，就是在飛機受控狀態下，但是最終仍然撞到地面、山峰、水面或障礙物，也就是說，當飛行員意識到將到發生空中碰撞時，已經來不及做出有效的反應。同樣，CFIT事故也是民航的第二大事故原因，在美國乃至全世界範圍內時常發生。

近幾十年來，美軍研發了多種型號的空中防撞系統，比如利用視覺原理的報警燈或平視顯示器（HUD），在HUD上顯示「拉起」（pull-up）、「注意地形」（terrain）的提示，或者是一個向上的箭頭。視覺提示之外，通常還伴有語音提示，提醒飛行員快速拉起飛機。但是，有觀點認為很多空難中黑匣子的錄音顯示，每次聽到pull up的提示就基本宣告這架飛機死亡了，甚至是pull up 剛剛響起就結束飛行記錄了，等於告訴地面空管和周圍飛機，該飛機遇險失事，因此認為空中防撞提示是「雞肋」。

飛行員的駕駛操控時做出有效反應一般分為三步，第一步是必須認識提示信息並做出正確反應，第二步是將正確的反應轉化為「運動反應」，最後還要將運動反應轉化成操控動作，比如操縱桿和油門，理論上需要230～250毫秒。在第一步中，可能會出現多個提示，都需要大腦反應，第二和第三步也需要飛行員熟練掌握飛機的所有操控動作，綜合因素影響之下，反應時間就會延長，受空間定向障礙影響，反應時間還會進一步增加。美軍的低空預警操作時間是750毫秒，「運動反應」時間要求為500毫秒，在這之內要能夠觸碰到所有盲區內的按鈕或操縱桿，因此對飛行員提出了極高的要求。

為解決問題，美軍想到的方法是發展更先進的自動防撞系統，比如美國空軍的自動地面防撞系統（AGCAS），AGCAS現有的戰鬥機飛控系統同時工作，採用機載數字地形測繪數據、強大的地形掃描模式和防撞周期演算法來監控飛行軌跡，預測即將發生的撞擊地面狀態，在最後時刻自動執行規避機動。美國空軍的自動空中防撞系統（AACAS），也在運用機載感測器信息和空中交通信息，通過數據鏈的傳輸，進行自動防撞機動，同樣是緊急滾轉加上拉升等復原動作，只不過不需要飛行員干預，利用自動化的方案解決。

本文一直認為，這種全自動化系統，對於部件的可靠性要求更高，任何一個感測器都不能傳遞錯誤數據，硬體和軟體都要100%的可靠。從這個角度來看，自動空中防撞系統等先進系統，也存在自身的悖論，那就是感測器信息搞錯了之後，飛行員喪生的概率更高。

回到衣索比亞航空公司的波音737-8事故上來，波音公司宣布的整改方案是更新更可靠的軟體，防止錯誤數據的產生。從我個人的認知而言，這種態度基本上是折衷的解決方案，但是絕對談不上治標治本。目前的技術水平之下，不可能存在飛行0事故的情況，一切的努力，都是降低風險，規避風險。在這種情況之下，您還會更多選擇乘坐飛機出行嗎？您心目中對於飛行事故概率的容忍極限又是多少呢？

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