是什麼造成波音737Max存在重大安全隱患,這是完整的原因!

關鍵詞:

無電子警告系統(需要翻手冊處理故障),

採用50年前的設計(非電傳動,發動機位置調整影響力學穩定性)

有設計缺陷的MCAS的自動防失速系統(無設計冗餘,就一個感測器)

原因:

節省成本,避免重新進行技術認證,減少駕駛員和機械師的培訓投入

是什麼造成波音737Max存在重大安全隱患,這是完整的原因!

波音737 Max是市場上波音737系列的最新型號,但這種型號的飛機操作方式與其他飛機有明顯不同:飛行員仍然遵循近52年前的第一架波音737使用的七個步驟:關閉機艙的空調,改變氣流,打開發動機,啟動燃油流動,恢復氣流,轉回空調,並打開發電機。

波音737 Max基於幾十年前的設計,其中許多方面可直接追溯到原始版本。不斷更新飛機型號而不是重新設計飛機的戰略為波音公司提供了競爭優勢。而航空公司也不需要為他們的飛行員和機械師投入昂貴的再培訓經費。而對於波音來說,更新設計不做重大更好也能省掉很多認證和測試的成本。

但在不到五個月的時間內,該型號飛機發生兩起重大航空事故,這個讓波音公司陷入危機之中。

737Max延伸了737的設計,同時也創造了一種”拼湊起來“的飛機。而且飛行員在遇到一些緊急情況時,缺乏相關的安全功能來幫助他們處置安全狀況,而這些功能已經在其他飛機上已經使用了多年。

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波音737 Max是唯一一種沒有電子警報系統的現代波音噴氣式飛機,這種系統可以告訴飛行員發生了什麼故障以及如何解決它,波音737系列,包括Max型號的飛行員必須透過檢查手冊來獲取相關資訊。

波音737Max還需要一些可能會影響安全性的變通方法,即臨時方案來保持飛機正常飛行。儘管調查結果並非最終結果,但調查人員懷疑,上個月在衣索比亞和早些時候在印度尼西亞發生的事故中,一個旨在補償更大型發動機的防失速系統被錯誤應用在該種型號的飛機上。

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Max系列是波音公司最暢銷的型號,訂單超過5000架,現在突然間聲名狼藉。在波音預期的軟體修復被推遲之後,世界各地的監管機構可能需要幾周或幾個月才能解除對飛機的禁令。美國西南航空公司和美國航空公司取消了5月份的部分航班。

因為波音公司放慢了飛機的生產速度,對其利潤產生了重大影響,一些買家正在重新考慮他們的訂單。該公司股價2019年4月8號跌幅超過4%,自衣索比亞事件發生後,市值下跌了11%。

“這是當時最先進的技術,但那是50年前的事了,”前波音工程師Rick Ludtke說道,他幫助設計了Max的駕駛艙。“對於當前的環境來說,這不是一架好飛機。”

波音737長期以來一直是一架可靠的飛機,飛行數十年,問題相對較少。波音公司發言人Gordon Johndroe為Max的發展辯護,稱航空公司希望在新的單通道飛機上更新737並且飛行員參與其設計。

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1967年1月17日,在西雅圖附近的一家工廠,飛機乘務組命名了第一架波音737,並在機翼上砸碎了香檳酒瓶。波音公司將737系列飛機作為其較大型噴氣式飛機的補充,將其稱為“嬰兒波音”。

早期,波音公司的銷量落後於她的最大的競爭對手麥道公司。20世紀70年代早期,737營銷經理回憶道:1972年,波音公司只交付了14架噴氣式飛機,並考慮將該計劃出售給日本製造商。莫頓先生說:“我們必須決定是結束生產還是繼續投資。”

最終,波音還是決定堅持下去。1978年,受到航空公司放松管制政策的影響,波音737開始銷售。六年後,波音公司更新了737的“經典”系列,其次是1997年的“下一代”,以及2017年的Max。現在幾乎每三架美國國內航班,就有一架是使用的波音737,這個比例超過超過任何其他航線。

在波音737的歷史上,有過三次重新設計。每一次都會更新一代引擎,更新艙室和其他一些新的設計。但包括現任和前任波音高管,飛行員和工程師表示:波音公司為節省自己和航空公司的成本,避免對飛機進行大的改動,飛行員可以跳過飛行模擬器的昂貴培訓,輕鬆過渡到新型飛機。

波音的戰略奏效了,實際上美國聯邦航空管理局從未要求飛行員從最初的波音737駕駛培訓升級到新型波音737的模擬器培訓。

波音公司前737 Max試飛員Matthew Menza說:“如果它要求他們重新培訓他們的飛行員,實際上會增加大家的成本”。

它確實需要工程設計的獨創性,以確保幾十年前的噴氣式飛機處理大致相同。在這樣做的過程中,一些噴氣式飛機的一次性賣點成為了挑戰。

例如,在波音737的早期設計中,低框架結構對發展中國家的航空公司和機場來說都有好處,那裡的工人可以在沒有傳送帶的情況下手工裝袋,而不需要升降機。在接下來的幾十年中,基於低框架結構設計方案將更大更復雜的發動機安裝在機翼下。

到2011年,波音公司的高管們開始討論737的設計是否已經走到了盡頭,該公司希望設計一種全新的單通道噴氣式飛機。然後,波音公司的競爭對手空中客車公司為其單通道飛機A320系列增加了一種新型節油發動機,而波音公司迅速決定再次更新這款機型,而不是重新設計飛機。

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波音的工程師也感到沮喪,他們不得不再次花費數年時間更新同一架飛機,並且限制任何重大改動,而不是重新設計並採用新技術。現任,前任波音工程師和飛行員說:Max仍然保持了該系列飛機駕駛艙的原始佈局以及用於控制飛機的電纜和滑輪的液壓系統,而這些在現代設計中已經被淘汰。而飛行控制計算機只具有大約90年代家用計算機的處理能力。

隨著波音公司推動其工程師找出如何容納更大,更省油的發動機,飛機高度再次成為一個問題:簡單地加長起落架使飛機更高可能違反了某些安全規定,於是工程師在前起落架上增加幾英寸,並在機翼上向前移動發動機,正常情況下,這不是問題,但當發動機停車時,737max的重心發生了改變。

雖然該設計解決了一個問題,但它製造了另一個問題,發動機的較大尺寸和新位置使得Max在某些飛行操縱期間傾向於向上傾斜,可能達到危險的角度。

為了彌補這一缺陷,波音公司的工程師們創造了一種名為MCAS的自動防失速系統,如果它升得太高,它會將噴氣機的機頭向下推。該軟體旨在在後臺執行,以便Max像其前身一樣飛行。而波音公司沒有在Max的培訓材料中提到該系統。

波音公司還將該系統設計為依賴於單個感測器 - 這在航空領域很罕見,正常來說設計冗餘很常見。一些沒有直接參與系統設計的前波音工程師表示,他們的同事最有可能選擇採用這種方法,因為依靠兩個感測器仍然會產生問題。如果兩個感測器中的一個發生故障,系統可能很難知道哪個是正確的。

空中客車透過安裝三個或更多這樣的感測器解決了其部分飛機上的潛在問題。前Max工程師,包括一位研究感測器的工程師表示,向Max新增第三個感測器是不可能的。他們說,之前的737,已經使用了兩個,管理者想要限制設計發生重大改變。“因為他們想要最大限度地減少認證和飛行測試成本,”負責Max飛行控制的工程師Mike Renzelmann說。“任何重大設計修改都需要重新認證“。

大多數新型波音噴氣式飛機都有電子系統,可以讓飛行員透過他們的飛行前檢查清單,確保他們不會跳過一步並可能錯過一個故障部件。在波音737Max上,飛行員仍然需要透過手冊來手動完成這些檢查表。

在其他波音噴氣式飛機上,電子系統也會在飛行期間向飛行員發出異常或危險情況的警報,並提出解決這些問題的建議步驟。而在737上,一盞燈通常表明問題,飛行員必須翻閱他們的紙質手冊才能找到下一步的解決方案。在印度尼西亞航班上,獅子航空的飛行員在MCAS的控制下掙扎,飛行員在噴氣式飛機墜入大海之前查詢了書冊,但顯然沒有找到解決方案,導致機上189人全部遇難。

737Max在一個複雜的電纜和滑輪組網路上執行,當飛行員拉回控制器時,將該運動傳遞到尾部。相比之下,空客噴氣式飛機和波音公司更現代化的飛機,如777和787,都是“電傳操縱”,意味著飛行員的飛行控制裝置被送到指揮飛機的計算機上。該設計允許更多的自動化,包括防止飛機進入危險情況的系統,例如飛得太快或太低。

在最近的撞車中,調查人員認為MCAS發生故障並移動了一個稱為穩定器的尾翼,使飛機向地面傾斜。根據初步的墜機報告,飛行員試圖透過切斷穩定器電機的動力來拯救衣索比亞航空公司的飛機,一旦切斷電源,飛行員試圖透過轉動座椅旁邊的輪子手動重新獲得控制權。737是最後一架使用手動輪作為其備用系統的現代波音噴氣式飛機。但波音公司早就知道在高速行駛時難以轉動車輪,並且可能需要兩名飛行員一起工作。

根據初步的事故報告,在衣索比亞航空公司航班的最後時刻,副駕駛說這種方法不起作用。大約1分49秒後,飛機墜毀,造成157人死亡。