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埃航空難靜悄悄,FAA將飛機安全認證交給波音自己?

電子工程師 ? 來源:lp ? 2019-03-19 16:55 ? 次閱讀

3 月 17 日,《西雅圖時報》發表了對波音空難事件的調查報道,揭露了波音公司和聯邦航空管理局(FAA)之間的“曖昧”關系,以及波音新機設計可能存在的致命問題。《西雅圖時報》所暴露的飛機安全監管缺位,飛機技術測試、披露和培訓存在重大缺陷,已經引起了交通部內審機構的調查。

《西雅圖時報》曝出的波音安全評估存在的問題摘要如下:

1、對新飛行控制系統的能力輕描淡寫,MCAS 系統的目的在于向下推動噴氣機機頭以降低失速風險。當飛機開始服役后,MCAS 系統移動尾翼的角度四倍于安全分析中聲稱的角度,獅航失事飛機的黑盒子證明了這一點。

2、波音沒有解釋 MCAS 系統在每一次飛行員反應后是如何重置的,因而沒有陳述系統反復往下壓機頭的潛在影響。

3、安全評估報告將自動化系統評為僅次于“災難性”(catastrophic)級別的“危險性”(hazardous),但是即便如此,系統也應該事前杜絕只從一個傳感器接受信號,但是波音恰好沒干這件事。

圖 | MCAS 系統在 737 Max 新機上的運行機制(來源:《西雅圖時報》)

埃航空難靜悄悄

在 3 月 10 日 737 Max 第二次墜機事故前,波音和 FAA 對于機動特性增強系統(MCAS)的安全評估內情都十分清楚,當時《西雅圖時報》向波音詢問內情,但未獲回應。

空難發生后的 3 月 15 日,FAA 聲稱,該機構遵循了 737 Max 安全認證的標準流程。當時的發言人還表示,FAA 日理萬機,不能進一步做深入的調查。

次日,波音表示,FAA 認為 Max 認證期間的配置和參數沒毛病,波音的 MCAS 系統符合所有安全認證和監管層的要求。除此之外,波音對于 MACS 系統的具體問題諱莫如深,表示事件調查正在進行,不能透露。

FAA 內部一些技術專家表示,印尼政府在去年 10 月份的獅航空難中已經明確暗示,MCAS 系統是 FAA 飛機安全認證不合格的證明,波音自己造飛機,波音員工自己檢查認證飛機的安全性,這是極其不合理的。

不同于波音以往給飛行員完全自主可控的飛行權力,Max 的新 MCAS 自動飛行控制系統被設置成無需飛行員操控,就自動執行程序。波音之所以這么做,是因為 MAX 發動機更大,被安裝到了機翼上,這改變了機身的拉升力。這套自動化系統,只有在失速情況下才會被自動激活,MCAS 強壓機頭這一操作,使得飛行員體驗到和飛舊款 737 機型同樣的感覺。

FAA 將飛機安全認證交給波音自己?

因為缺錢缺資源,近幾年 FAA 越來越多地將安全認證工作交給飛機制造商自己完成。在 FAA 內部,之前因為批準波音新機型和改版機型的安全事宜,員工內部已經出現了意見分歧,一些員工害怕被打擊報復。在 737 Max 機型開發之前,FAA 內部這種消極的工作環境就已存在已久。

2015 年,當波音急于追趕空客,謀求快速認證 737 Max 之時,FAA 力推將一些安全檢測任務委托給波音自己,以快速出具安全分析報告。隨著 737 Max 交付至世界各地,這一報告交給了歐洲、加拿大等地航空局。

早在 737 Max 認證工作開始,FAA 工程師團隊就將技術評估工作委托給了波音,而不是把這些重要的工作留在 FAA 體系內。FAA 一些內部技術專家還證實,隨著認證工作的展開,經理們讓他們加快進度,因為 737 MAX 的進度落后于空客 A320 neo 9 個月,當此關頭,分秒必爭。一位前 FAA 安全工程師回憶道:管理層要求重新評估哪些工作可以委托出去,他們認為 FAA 自己保留的工作太多了。關于“安全外包”給波音自己的討論沒有間斷,一項接一項。到了后來,審查波音自己提供的報告這一環節的時間都被大大縮短,為了沖時間節點,他們沒時間看了。當安全評估專員沒時間看波音的報告的時候,經理們會草草簽字,或者把報告打回波音讓他們自己審。畢竟,管理層擁有決定權,而非技術專家們。

在這樣的“安全外包”的工作氛圍下,MCAS 系統安全分析報告在堆積如山的文件里顯得不起眼,最后被打回波音讓他們自己審。

波音提供給 FAA 的原始文件表明,攻角最大為 0.6 度。在飛行測試后,攻角被大幅增加,這樣尾翼才有足夠的力量扭轉失速局面。但是飛機在大幅提高攻角之后究竟如何表現,這是難以預測的。獅航事件后,波音向航司披露的 MCAS 攻角為 2.5 度,FAA 官員和各國監管機構對這個數字都是聞所未聞,因為他們只見過 0.6 度的攻角。

FAA 前安全工程師表示,像在飛行測試后修改攻角這類行為必須及時披露,波音沒有上報最大攻角數據不合規矩。而波音的飛行控制工程師認為,波音這一行為,說明波音的安全評估人員并不認為在修改了最大攻角參數后會對飛機造成災難性的影響。

單傳感器系統故障造成“災難性”空難

對于民航客機來說,飛機的設計是靜穩定的。在波音公司向聯邦航空局提供的原始文件中,有這樣一份說明,其中規定 MCAS 系統可移動水平翼的限制為 0.6 度,讓飛機機頭下掉的最大物理限制為 5 度。

而波音關于 MCAS 系統安全分析的底線是,在正常飛行中,MCAS 的最大假設權限為 0.6 度被激活,就歸類為“重大故障”,這意味著它可能會對飛機上的乘客造成身體傷害,但不會導致死亡。

在極端情況下,特別是當飛機處于傾斜下降螺旋時,激活 MCAS 被歸類為“危險性”等級故障,這意味著它可能對少數乘客造成嚴重或致命傷害,但仍然比“災難性”低了一級,后者代表飛機損失大量人員遇難。但在波音 737 Max 上,靠單一傳感器的信號,就可以阻止飛行控制系統的啟動,而這套系統恰恰是這樣設計的。

(圖片來源:The Air Current 網站)

據了解,波音 737 Max 上的 MCAS 系統,在基于速度配平系統(Speed Trim System, STS)的基礎上增加了一個新功能。簡單來說,當在全重小、重心靠后且推力大的操作條件下,駕駛員需要手動激活系統,提高飛行性能,減少“機翼一頭跑”這種情況的發生。

STS 通過指令,將速度以相反的方向移動,使飛機返回到配平的速度。而 MCAS 系統,是將原本的速度配平模式中的當前空速+迎角來指令,變成單純根據迎角來指令安定面配平,而且,波音 737 Max 上,只要有一個迎角的指令,就可以激活 MCAS 系統。

所以,當駕駛員駕駛波音 737 Max 過程中,擁有 ST 以及 MCAS 這兩個模式的速度配平系統。平時,速度配平系統工作在 ST 模式,在接近失速的時候需要轉換成 MCAS 模式。但在這次事故中,波音沒有更改速度配平系統的數據源邏輯,只使用一側迎角探頭的數據,使得 MCAS 有機會異常激活。

而根據《西雅圖時報》的報道,代表 FAA 參與 737 Max 認證的前波音飛行控制工程師表示,一架飛機上的系統是否可以依賴一個傳感器輸入,還是說必須有兩個傳感器輸入,都由系統安全分析中的危險評估分類所決定。

激活 MCAS 被歸為“危險性”等級,其要求故障概率小于一千萬分之一,通常必須至少有兩個單獨輸入渠道,以防止其中一個出現故障。

與所有 737 一樣,Max 實際上有兩個傳感器,位于駕駛艙附近的機身兩側。但在埃塞俄比亞空難發生之前,MCAS 系統只是從其中一個感應器中讀取是否激活,在 MCAS 系統使用過程中,由于機翼的角度一直偏,從未反饋給駕駛員,或者發生任何警報。

就目前來看,在波音 737 Max 上的 MCAS 系統激活前,感應器并沒有給出正確的指令,駕駛員只通過一個感應器提供的迎角度數,指令激活 MCAS 系統。而在激活之后,角度越來越傾斜,與機體本身的行駛狀態并不一致,所以才會造成這樣一起事故。

根據初步調查報告中提供的黑匣子數據顯示,兩個傳感器的讀數相差約 20 度,而且在起飛前、飛機在地面上滑行時也是如此,未曾改變。

而在這種危險情況發生之后,波音 737 Max 并未有兩套解決方案,以應對緊急情況。所以,在駕駛員不知所措的情況下,才會釀成如此大禍。

專業培訓缺乏,終釀成大禍

非常有趣的是,波音的高傲姿態在駕駛員培訓上發揮得淋漓盡致。在印尼獅航空難之后,世界各地駕駛波音 737 Max 飛行員才從新聞當中才被告知,MCAS 系統存在的風險,以及如果 MCAS 系統被異常激活,該如何處理。

在此之前,從未有過任何官方的相關專業培訓。波音公司堅持認為,獅航的飛行員應該已經認識到水平穩定器的運行是不受影響的,并且應該采用標準的飛行員檢查表,來處理“穩定器失控”的極端情況。

由于 MCAS 系統只能在遠遠超出正常飛行范圍的極端情況下激活,波音公司決定不需要對駕駛波音 737 Max 的飛行員進行額外培訓,即使在飛行手冊中,也沒有提到如何處理異常激活下的處理方式。

美國航空公司盟軍飛行員協會的發言人 Dennis Tajer 對《西雅圖時報》的記者表示,他從舊的 737 NG 駕駛轉向新的 737 Max 的培訓,只需要在 iPad 上進行一小時的會議,就完成了培訓,并不需要在模擬器上駕駛一段時間。

在埃塞俄比亞空難發生之后,美國西南航空公司飛行員協會批評波音公司在 737 Max 飛行員手冊中沒有提供有關 MCAS 系統或其可能發生異常激活等故障信息,以及解決辦法。

就目前來看,在埃塞俄比亞空難當中,由于駕駛員沒有在飛行前得到關于這個飛機的全部信息,最終發生如此大的事故,而波音公司沒有妥善地處理故障問題,加大對飛行員的回訪、培訓力度,這都是波音推卸不了的責任。對于整個航空業和波音公司來說,都是一次血的教訓。

此次調查最終會引向何方,仍未可知。但毫無疑問的是,波音、FAA 和美國交通部的公信力已經大打折扣。接下來,或許就該美國司法部出場了。

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原文標題:《西雅圖時報》:波音空難飛機自動化系統的安全認證可能存在嚴重漏洞

文章出處:【微信號:deeptechchina,微信公眾號:deeptechchina】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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