波音737 Max機型在相隔不到五個月內發生了兩起大型空難事故。法國民航安全調查與分析局(BEA)和美國國家交通安全理事會等參與事故調查的機構日前確認,兩起墜機事故有“明顯相似”。
導致事故發生的“最大嫌疑對象”,是以前從未安裝在737系列機型上的新機動特性增強系統(MCAS)。同時,最新曝光的獅航事故黑匣子錄音顯示,在墜毀的最后時刻,駕駛員還在絕望地翻閱操作手冊,試圖找出“人機互搏”的解決方案。
北京航空航天大學航空科學與工程學院教授黃俊在接受第一財經記者采訪時表示:“飛行器設計中的魯棒性(robustness)要求在不確定因素出現時仍能保證安全,波音的失誤在于這個新系統的魯棒性設計不完美。”
然而,美國聯邦航空局(FAA)負責波音的適航證審定。這只是一起偶發的失察嗎?
商業競爭壓力下的“趕鴨子上架”
自波音737于1967年首次交付給德國漢莎航空以來,便成為了民航史上最暢銷的客機系列。這次被推上風口浪尖的波音737Max,就是波音公司為了適應小型、高效、更長航程的客機發展趨勢打出的一張王牌。但據外媒引述專業人士的話稱,從一開始,該機型的推出在某種程度上更像是商業競爭壓力下的“趕鴨子上架”。
原本,波音一直猶豫是延續737系列的開發,還是設計全新的機型。當時的波音公司商用飛機負責人阿爾博伊(Jim Albaugh)還曾說:“客戶愿意等待更具革命性的東西。”
但2011年6月的巴黎航空展改變了一切。空中客車公司的首席執行官恩德斯(Tom Enders)在那里為該公司新機型A320neo贏得了史無前例的600份訂單,并將銷量優勢一直延續至今。根據兩家公司官網的數據,空客A320neo系列的交付量和積壓訂單量分別比波音737Max高出80%和25%。
年輕的空客在原A320機型基礎上創造的巨大成功,觸動了波音的神經,讓其在市場份額遭擠壓的壓力下做出選擇。當時,空客A320neo亮出的招牌是比737NG減少耗油3~4%。
同濟大學航空與力學學院教授沈海軍對第一財經記者介紹道,波音的省油對策是換發動機:“737Max把發動機換成Leap-1B后,最大的變化是發動機的直徑或者說壓力風扇的外涵道增大了。” 這一效果十分顯著,黃俊向第一財經記者介紹,737Max比空客A320neo還要省油。
更換的發動機本身是無可指摘的,沈海軍稱,但波音飛機外觀有個傳統特征,即起落架低,或者說“腿短”。低起落架和粗發動機在設計上是矛盾的,沈海軍對第一財經記者解釋道:“(在原位置安裝發動機)眼看就要著地了,只能把發動機順著機翼前移,同時抬高安裝位置。”
這一變動使得發動機與機翼的位置關系無法相切,沈海軍說:“這就容易造成一個問題,當飛機在飛行中稍微一抬頭,機翼上方就容易出現亂流,在航空學中叫做失速,這是會出問題的。”
“波音為了解決失速問題,就專門向操作系統里加了一個MCAS機械性增強系統。”沈海軍解釋,這個系統實際在飛機自動駕駛中是不工作的,它的工作是當飛機在人工操作的時候,發現用傳感器傳感出來的迎角過大要失速了,會自動啟動,強制飛機低頭。
波音的設計看起來如此自洽而天衣無縫,那么到底是哪里出了問題?
黃俊以獅航事故為例對第一財經記者解釋:“首先是攻角傳感器出故障了,所以給系統輸入了錯誤數據,就出現了飛機俯沖的情況。但飛行員也沒能判斷是什么造成了這種俯沖,也沒有采取正確的操作去斷開自動化的設備。另外,地面維護人員可能也沒有很好地維護攻角傳感器,因為這個設備很容易風一吹就短路,可能有外來物質把它給卡住了,不轉動了,所以就輸入了錯誤信息。”
黃俊認為空難是由一系列環節同時失誤導致的。他說:“MCAS在設計上的邏輯是合理的,只要測出的是正確的數據并自動執行操作,是不會出現問題的……但我們從現在來看,這個系統還是存在不足之處,比如采取單一的傳感器作為輸入。”
神不知鬼不覺解決失速問題?
回到開頭的悲劇場景,獅航駕駛員在墜毀的最后時刻仍焦頭爛額地不知如何是好。但沈海軍告訴第一財經記者:“實際上這個系統飛行員是可以關閉的,這兩起事故是飛行員沒有意識到。我們現在能想起來是否應該關掉,但當時發生千鈞一發,誰能想到是這個出事兒呢。”
這就牽扯到另一重責任,專業的飛行員為何沒有接受到足夠的訓練?
作為正常流程,737Max的培訓方案和飛行手冊應由波音公司開發。沈海軍介紹道,手冊需要告知飛行員新機與前代機發生的變化,以提供安全駕駛所需的信息。FAA則負責批準手冊和培訓方案。但事實是,在737Max的飛行手冊中,波音隱瞞了MCAS新系統的存在,因此飛行員并不知道這一系統的存在,更何談在事故發生的危機關頭想到關閉。
沈海軍向第一財經記者表示,波音是過于自信了。他說:“波音覺得這個事兒自己做得天衣無縫,新系統自動把這個(設計本來可能造成的)失速神不知鬼不覺解決掉了。”
而提供額外培訓是有成本的,飛行員若要接受新機訓練,需要在價值數百萬美元的巨大模擬駕駛艙中訓練數小時,模擬飛行體驗并學習新功能。同時,建造飛行模擬器也非一日之功。
據外媒引述美國西南航空公司飛行員協會培訓和標準委員會主席鮑溫(Greg Bowen)的話稱:“直到波音公司快要交付第一架737Max時,專門為Max設計的模擬器還未就緒,因為設計模擬器軟件所需的數據要等到飛機完成后才能獲得。” 所以,當該公司負責領導訓練小組的工會官員拉羅薩(James LaRosa)進入模擬駕駛艙了解Max新機型時,這個模擬器并不能像正常模擬器那樣移動。
自然,當拉羅薩和同事編寫那份13頁的飛行手冊介紹Max與前一代的差別時,他能想到的只有引擎和顯示器,并沒提及在失速情況下才會自動啟動的MCAS新系統。
同時,由于737Max是被作為737的衍生機型推出的,據外媒報道,按照這樣的邏輯,許多已經擁有737機型駕駛經驗的飛行員在iPad上了解新機就足夠了。波音為他們提供了兩個小時的iPad教程。
黃俊在談到波音設計改進時,曾對第一財經記者感嘆:“航空公司是企業,企業的目標是賺錢,賺錢的方法是降低成本。” 而以一架737Max的適航壽命來說,是否給飛行員提供額外的模擬器培訓,成本差距高達數千萬美元。
FAA和波音關系“過于親密”遭質疑
可是,作為監管機構的FAA又為何被說服、從而對這份存在紕漏的手冊和方案放行了呢?
黃俊認為,FAA將部分機型安全評估工作授權給波音不能說是“監守自盜”,而應該說是一種以波音公司百年聲譽做背書的路徑依賴。他表示,一方面,作為民航界最有經驗和發言權的行業老大,“波音公司不會把安全當兒戲,拿聲譽和前途開玩笑”,上一次波音的美國航線出現傷亡情況還要追溯到10年以前,波音的安全記錄也十分可靠。另一方面,FAA作為政府機構,雖說是專業機構,但人手不足,所以由波音自行開展安全評估,然后由FAA認可并頒發適航證。
不過事故已然發生,波音與FAA之間的關系必然遭到拷問。事實上,在737Max接連發生事故之前,二者間過于“隨意和親密”的關系就引起過外界關注。
2012年,美國運輸部檢察長辦公室的調查發現,FAA的管理層并不總是同意技術人員“讓波音公司承責”,技術人員則認為“管理層與波音官員的關系過于密切”。
2015年,對FAA工作的擔憂再次出現。美國運輸部檢察長辦公室在報告中寫道:“在我們的審查過程中,業內人士對FAA的工作重點提出質疑,發現他們往往在做文書工作,而不負責檢查安全上的關鍵項目。”
曾任FAA安全監督專家的德雷科恩(Michael Dreikorn)表示:“FAA和波音的關系是共生性的,這種關系對二者而言都太舒適了。”
黃俊對第一財經記者說:“發生這樣的空難事故后,以前的(適航安全認證)程序如果說要改動,比如不能放給制造商來做,要全部由官方完成,也是可能的。”