Buzz end
Buzzword 由北美頂尖商學院中國留學生創建，精選全球社交網站，新聞媒體和各大信息流熱點，配上英語學習小Tips，讓您刷刷刷的同時還能漲姿勢；我們定期輪流播出4個欄目：Geek 研究向，Nerd 漲知識，News 新趣聞 和 Buzz 熱點報
本文來自 Buzzword 公眾號 'Geek 研究向'
本欄目是科學吃瓜博士后授予點
首先跟大家說一聲對不起，最近因為賬號身份認證問題，導致公眾號更新暫停了一段時間，小編終于處理好了，可以重新開始更新啦
今天小編要跟大家說的 Buzzword是：Lionair JT-610 （ 獅航610航班 ）
2018年10月29日，一架屬于印尼廉價航空公司 Lionair 獅航的 JT-610 航班，在從雅加達起飛后不久，墜入爪哇海，機上178名乘客全部不幸遇難
這樁空難已經過去幾周，隨著調查的進展，這場空難的背后原因也隱隱約約浮出水面，而其中一個重要原因也讓眾多專業人士大吃一驚：
被廣泛認為是世界上最新最安全的波音737MAX系列客機，竟然有一個隱藏的很深自動駕駛的BUG，而正是這個BUG，把一個非致命的故障弄成了墜機？
如果你和小編一樣，對此感到不可思議，那請跟著往下讀...
首先說明，本文的技術分析和初步調查結果，均來自權威的航空事故信息發布網站 avherald.com 和波音公司的官方通告；本文的分析不是官方最終調查結果；另外，如果你因為以上文字對坐飛機的安全性感到擔心，那大可不必，文章末尾有解釋為什么
下面，小編就請大家跟著“Buzzword研究向”欄目，探求這起悲劇背后，這個關于飛機自動駕駛系統的，發人深思的故事...
很多人可能不知道，與近幾年剛剛興起的汽車自動駕駛不同，民航領域的自動駕駛，已經普及了幾十年
根據維基百科記載，早在1954年，美國空軍的C-54運輸機就用自動駕駛系統 （Autopilot）完成了一次完整的起飛和降落
70多年過去了，現代民航飛機起飛以后，除非遇到不好的天氣情況或者意外，飛行員大多數時候只是在和空管溝通，或者調整飛機自動駕駛模式的參數，然后盯著飛機上電腦屏幕
而飛機的自動駕駛系統，會根據預先設定好的航路，全程駕駛飛機，甚至完成降落....
面對如此先進的自動駕駛，連專業飛行員都經常開玩笑說，自己的工作其實已經不是“開飛機”，而只是“按按鈕” Push Buttons...
客機太自動化，飛行員都忘記了怎么開飛機
總之，現在的飛行員，大多數時候已經不是傳統意義的“控制飛機飛行的人”，而更像是一個“飛機自動駕駛系統操作員”了
自動化的好處顯而易見，但一個新的問題也隨之而來：
隨著自動飛行系統越來越先進，越來越復雜，飛行員常常在培訓后，依然不能充分理解自動飛行系統的所有行為模式和具體規則
這就導致了在某些異常情況發生的時候，飛行員坐在駕駛艙里，卻不能理解自己的飛機到底在干什么，也不知道如何阻止...
這就為事故埋下了隱患...
事實上，歷史上多次著名的空難，背后都有一段飛行員和自動駕駛系統之間相互誤會，甚至互相爭奪飛機控制權的故事...
而這，也是我們要說的 JT-610 空難初步調查原因的一個大背景
說回到 JT610 的空難
這起空難，有一點非常不同尋常，引人注目 - 那就是發生空難的飛機非常新
執飛 JT610 的是波音737MAX，是737最新一代，2016年才首航，2017才拿到美國 FAA 發布的適航許可證；
出事的這架飛機，更是才交付給獅航2個月，才飛了 800 小時，連很基本的B檢維修時間都還沒有飛到，簡直可以說還在波音公司的“出廠狀態“
這么新的飛機，猛然墜海，不能不讓我們懷疑...
是不是這飛機出廠的時候，就帶著“娘胎里的毛病”？
而從目前的調查結果和波音的公告看來，這個 “娘胎里的毛病” 可能已經找到了，而且就在飛機的自動駕駛系統里
這個隱藏很深的功能（bug），全名是“AOA傳感器數據錯誤導致的自動駕駛斷開后飛行員手動飛行情況下為了防止飛機失速自動觸發的飛機水平尾翼配平子程序” -
我們簡稱其為 “A 程序”
那這個A程序到底是干嘛的呢？
首先，這是一個正常飛行的時候不會啟動的程序，只有在飛機遇到某種特定故障時候，才會自動啟動
啟動以后，A程序也只專心干一件事兒：自動壓低機頭，讓飛機俯沖
你也許會問，讓飛機俯沖？？ 哇，聽起來很危險啊，為什么A程序要這么干？
因為A程序觸發的前提，是機上的控制電腦，根據收集到的數據，認為飛機進入了下面（圖二）的危險姿態：失速姿態 （stall）
失速姿態非常危險，如果不馬上把機頭壓低，開始俯沖，那飛機就會有墜毀的風險
順便說一句，著名的法航AF447，就是因為副駕駛一直讓飛機保持圖二這個姿態，而墜毀在大西洋上的...
現在我們知道了，A程序設計的初衷，其實一個失速保護程序，是好人
但到了JT-610的實際飛行中，A程序這個好人，卻化身成了惡魔，并可能直接導致了飛機的墜毀
這是怎么回事呢？
問題出在波音對A程序的奇葩設定上
波音設計的A程序這個好人的設定，有4個奇葩特點
1）容易聽信讒言：飛機的攻角（也就是是機頭是往上幾度，還是往下幾度的讀數，簡稱AOA）數據非常重要，所以大多數民航飛機，包括737MAX上，裝有3個傳感器來檢測這個數據，一個為主，兩個備用，相互印證。
但波音對A程序的設定很奇怪：只要主傳感器認為飛機攻角過高（頭抬的太高），有失速危險，A程序就選擇馬上相信，不管另外兩個備份的AOA傳感器說什么。根據Avherald網站分析，空客在類似的設定中，規定只要三個AOA傳感器讀數不一樣，不管主次，選擇都不相信，直接報錯給飛行員，從而避免主傳感器出錯，整個系統被誤導的風險
2）自己操作飛機俯沖，不告訴飛行員：因為確信自己是拯救失速的“救世主”，A程序會直接操縱機翼，讓飛機進入俯沖姿態，而且不對飛行員做明顯提示
飛行員往往要自己發現飛機在俯沖，才發現機翼被A程序動過了；更加坑爹的是，根據設定，A程序只有在飛行員手動駕駛的時候才會啟動。也就是說，在飛行員已經關閉自動駕駛儀，認為自己在完全控制飛機的時候，A程序還是會偷偷的操縱飛機，并讓飛機俯沖....
3）只要自己覺得是對的，就一條路走到黑：同樣因為確信自己是拯救失速的“救世主”，A程序認為做事一定要負責，不達目的誓不罷休
所以它不僅自說自話讓飛機俯沖，還會在飛行員命令飛機停止俯沖后，每隔5秒鐘，再次自動讓飛機進入俯沖.... 如果飛行員再把機頭抬起來，5秒鐘后，A程序就把再機頭按下去，讓飛機俯沖，這樣拉起來，按下去，拉起來，按下去......如此反復，開展一場“人機大戰”
4）難以被關閉： 話說波音也不是沒有考慮過上面“人機大戰”的可能性，所以還是保留了徹底關閉A程序的方法，但這個方法藏的很深，加上A程序被觸發的概率本來就低，所以很多飛行員根本不熟悉關閉的方法
說到這里，小編替大家總結一下：
- 為了不讓飛機失速，波音設計了一個非常強勢的，在手動模式下都會自動執行的失速保護程序，A程序
- A程序在正常飛行情況下，不會被觸發，但一旦觸發，會自動強行反復讓飛機俯沖
這樣的話，結局主要會有兩種情況：
- 如果此時，A程序對飛機的即將失速的判斷，是正確的，那這個俯沖可以起到防止失速的作用，糾正飛行員的錯誤操作，拯救全飛機的人
- 如果此時，A程序對飛機的即將失速的判斷，是錯誤的，那么，這些讓飛行員都意想不到的自動俯沖，則可能讓飛機陷入危險
而且由于A程序難以關閉，可能讓飛行員無所適從，不知道如何正確操作飛機，從而會造成嚴重后果
回到 JT-610，非常不幸的是，從目前來看，航空專家們（和波音自己）推測，是上面的第二種情況
這是因為JT-610 上，機長的 AOA 攻角傳感器（主傳感器）出現了故障，讀數錯誤，而這個錯誤的數字被輸入進了飛行電腦，并被A程序“聽信讒言”，拿去作為了唯一的參考....
說完這些，終于可以回到 JT-610，去推理飛機墜毀的真正原因
2018年10月29日，當JT-610的旅客們拿著行李，走向廊橋，開始登機的時候，并不知道在他們之前，這架飛機已經經歷了幾次不同尋常的飛行....
根據獅航的運營記錄
10月28日，這架飛機執飛 JT-775 航班，從 Manado 到 Denpasar。
這個航班的乘客形容飛行體驗 “猶如過山車一般”，“起飛后數次突然下降，耳部感到不適”，“一路緊緊系緊安全帶”。
當天航班勉強平安落地后，獅航維修人員對飛機進行了檢查維修，發現機長的攻角檢測傳感器 AOA Sensor 報錯，于是進行了維修
10月28日稍后，這架修復后的飛機，執飛 JT-43 航班從 Denpasar 飛往 Jarkata 雅加達
這個航班再次被形容為“地獄航班”。經歷多很多臺風天的印尼乘客都紛紛表示 “坐了很多年飛機都沒有遇到這么嚴重的顛簸”，“吐了好幾次”，“起飛以后突然下墜，以為要墜機”。
該航班機組表示控制飛機遇到了嚴重的困難，機長的儀表顯示失靈，無法正常控制飛機，最后是靠著副駕駛的儀表完成了航班。（前面說了，AOA這樣的重要傳感器，都有三套，機長的壞了，把輸入給電腦的傳感器切換成副駕駛的，飛機還能正常飛行）
航班結束后，機長在飛行日志里寫道，更換后的機長位置的AOA傳感器依然沒有正常工作
10月29日一早，這架被折騰了好幾次的新飛機，經過再次臨時檢修，繼續被放行，從雅加達起飛，執飛 JT-610 航班
起飛后不久，JT-610 的機長便告訴空管，飛機遇到故障
現在專家普遍認為，機長這個時候遇到的問題，和前面幾個航班一樣，就是機長位置的AOA傳感器和其他儀表系統又壞了（或者從來沒有修好過）
壞掉的機長位置的AOA攻角傳感器，給出了錯誤讀數，導致自動駕駛斷開，飛機進入手動飛行模式
至此，A程序被激活的條件，已經全部滿足
現在唯一的機會，是像上個航班一樣，機長把控制權交給副駕駛，并且將副駕駛那個好的AOA傳感器，設置為主傳感器，讓正確的AOA數據，輸入飛行管理電腦
這樣的話，他們也許可以像上一班飛機一樣，勉強飛往目的地
但此時，可能已經知道之前幾個航班的問題，機長決定不再冒險 - 返航！
于是他就沒有再像上一個航班一樣，把飛機交給副駕駛，從而決定自己手動飛回機場
這其實是一個比較穩當的做法，然而天意弄人，因為A程序的存在，讓機長最不冒險的做法，成了最冒險的做法
進入手動飛行返航后，機長不知道，因為這個決定，和他不熟悉的一個A程序，他們的命運將和前面的航班截然不同
在這個情況下，位于機長位置的壞掉的AOA，持續給出錯誤讀數，終于讓飛機電腦以為飛機機頭已經過高，即將失速（其實飛機在平飛），從而完全激發了A程序
A程序被激發后，秉持其一貫作風，不檢查另外兩個AOA傳感器的讀數，直接開始蠻干，調整機翼，壓低機頭
此刻機長應該正在忙于返航，而飛機在A程序的控制下，機頭開始緩慢下沉
隨后，專家猜測，機長可能做了簡單的修正，但他可能不熟悉，A程序會每隔5秒反復啟動的特點
又或者他發現了A程序會反復啟動，但是不知道如何關閉....
很不幸的是，留給他研究這個問題的時間，遠遠沒有之前兩個航班多....
因為他的飛機剛起飛不久，飛機離海面僅有5400ft，也就是1600多米...
而飛機在A程序導致的持續俯沖下，離海面越來越近....
幾分鐘后，兩個在爪哇海捕魚的漁民，在雅加達北部海域上空，看到一架大飛機，在很低的高度飛行，一邊轉彎，一邊機頭向下，一頭扎進了海里...
接著就是一聲沉悶的巨響和火光
看到這里，有人會問，小編，上面那些A 程序的具體技術細節，和事故的原因，你是怎么知道的，又有幾成把握這會是真相呢？
一般的空難調查，的確要經過好幾年，才能最后發現真相
但也有些空難，有充足的事故預兆，和相對完整數據分析，所以主要原因會比較快的浮出水面
小編對上面的分析，還是很有信心，原因很簡單....
因為在協助印尼的調查人員分析完初步數據后，波音自己出來認領這個鍋了...
2018年11月7日，在事故發生一周后，波音就向全世界所有運營 737MAX 的航空公司，發布了一個官方的通告。這個公告編號是 Crew Operations Manual Bulletin TBC-19
在公告里，波音要求所有的737MAX機組注意，在調查JT-610事故的過程中，發現飛機AOA攻角傳感器錯誤讀數，會導致飛機的尾翼配平系統，為了避免手動飛行情況下的失速，在未經飛行員操縱的情況下，自動讓機頭向下.... （說穿了就是A程序）
波音還具體描述了A程序的4個特點，要求飛行員注意和了解A程序的這些特性
所以小編上文的寫的A程序的4個特點，只是盡量把波音提供的技術細節，寫成了大白話
為了保證真實性，在這里直接把波音的公告原文提出來，供大家參考。我也把A程序最坑爹的那些特點，用紅色標出來了
The flight Crew Operations Manual Bulletin TBC-19 reads:
The Indonesian National Transportation Safety Committee has indicated that Lion Air flight 610 experienced erroneous AOA data. Boeing would like to call attention to an AOA failure condition that can occur during manual flight only.
This bulletin directs flight crews to existing procedures to address this condition. In the event of erroneous AOA data, the pitch trim system can trim the stabilizer nose down in increments lasting up to 10 seconds. The nose down stabilizer trim movement can be stopped and reversed with the use of the electric stabilizer trim switches but may restart 5 seconds after the electric stabilizer trim switches are released. Repetitive cycles of uncommanded nose down stabilizer continue to occur unless the stabilizer trim system is deactivated through use of both STAB TRIM CUTOUT switches in accordance with the existing procedures in the Runaway Stabilizer NNC. It is possible for the stabilizer to reach the nose down limit unless the system inputs are counteracted completely by pilot trim inputs and both STAB TRIM CUTOUT switches are moved to CUTOUT.
波音為什么急著要出來背這個鍋呢？很簡單，還有很多737MAX在天上飛呢，A程序這個設定帶來的風險，必須讓所有機組知道，才能充分避免類似情況再次發生
JT 610 的悲劇已經發生了，小編寫這片文章，只是想探求一下背后的科學道理，分享給我們的讀者
最后聲明2點，首先，文中的分析依然只是結合目前最新調查結果的猜測，不是最終調查結果，最終結果還可以產生變化
第二，文中說到的這個 737MAX “娘胎里的毛病” A程序，因為波音發了通告，我們可以認為，這個問題已經被修復了
因為無論A程序這個設定如何不合理，如何可怕，如何難搞，只要波音專門提醒了所有飛行員，在特定條件下，A程序可能存在，會導致的結果，和關閉的方法，飛行員就可以及時而正確的處理
國內各大航空公司都有航班在飛 737MAX，我國的航空公司在飛行安全方面還是非常嚴格的，相信也第一時間讓所有機組學習了波音的公告
所以，作為普通人，在乘坐波音737MAX的時候，應該感到更加安全了一些，
JT610的機組和100多名乘客，用自己的生命，換來了重要的飛行安全提示和迅速的改變
提示回顧人類民航的歷史，每一次航空安全的進步，都是一次或者多次事故的血的教訓的凝聚
讓我們緬懷逝者，也感謝每一個為了航空安全付出過努力的人
正是因為他們和她們，我們依然熱愛飛行.
跟著Buzzword學英語，今天文章里用到的單詞和表達有：
AoA： Angle of Attack 飛機的攻角。這個參數的錯誤，很可能是導致JT610墜機的始作俑者
Stall: 飛機失速，通常是因為飛機姿態問題，比如機頭過高，導致機翼升力不足，進而導致飛機下墜 。A程序就是設計來防止Stall的
autopilot: 自動駕駛。反義詞是 manual flight 手動飛行
call attention to : 波音在公告中的寫法，意思是把某個問題提出來，引起注意
nose down / nose up: 飛機的機頭向下，機頭向上
uncommanded： 形容詞，表示沒有經過飛行員命令的，擅自發生的。用來形容A程序
Buzz end
感謝關注和轉發文章，給我們一些鼓勵~
