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埃塞俄比亞空難,人機控制權爭奪后的悲劇

電子工程師 ? 來源:楊湘祁 ? 作者:電子發燒友 ? 2019-03-15 14:42 ? 次閱讀

埃塞俄比亞航空客機起飛后6分鐘突然墜毀,機上157人死難、無人生還,包括8名來自中國大陸的旅客。這次失事的飛機是剛投入使用不久的波音737-MAX8,與去年十月份印度尼西亞航空失事的飛機(機上189人全部遇難)是同一種機型,而且都是投入使用不久的新飛機(都不到半年),引起了人們的巨大關注,特別是關于737-MAX8這種新機型的安全問題。3月11日,中國民航局宣布暫停相應機型的商業運行,包括全部96架737-MAX8(占世界總數的大約20%)。埃航隨后也停飛了旗下的737-MAX8。

遇難飛機的黑匣子已經找到,但是正式的調查報告應該還要等一段時間才能出來。網上關于這件事的討論很多,我也來說兩句。

737 MAX是波音公司基于737設計的新機型,2016年1月29日完成首飛,2017年5月16日首次交付運營。目前,投入使用的波音737 MAX飛機約500架,而訂單數更是高達3700多架,是波音最暢銷的機型。

這兩天網上說的最多的一種可能性是,這次飛機失事是人機對抗的結果,飛機駕駛員和機動特性增強系統(MCAS)爭奪飛機的操控權,飛行員輸了。

簡單地說,似乎是這樣:現在的飛機很大很復雜,所以都有自動駕駛系統。飛機可以由飛行員操作(“手動模式”),在適當的條件下也可以由自動操縱系統掌控(“自動模式”),飛行員具有決定權,可以退出自動模式,進入手動模式。737 MAX是一種新機型,有一個機動特性增強系統(MCAS),用于改進飛機的平衡特性,但是它的優先級特別高,甚至在一定程度上超出了飛行員的決定權。在手動模式下,當攻角傳感器(AOA,一種重要的傳感器)發現異常的時候,MCAS迅速取得飛機的控制權,下壓機頭、讓飛機迅速下降從而提高飛機的速度(因為MCAS認為飛機有失速的危險)。即使飛行員進行手動操作、搶回飛機的控制權,MCAS仍然會每五秒就自動執行,重新奪回控制權,這樣一來,飛行員就不得不與MCAS較勁,人機對抗就開始了。上次對抗,人輸了;這次對抗,又輸了。

這個MCAS程序開關好像很隱蔽。網上的說法是可以關閉,當然也可以拔電源(關掉自動配平系統的電開關)。但是,這兩次空難的結果似乎表明,飛行員似乎并不知道如何處理。上次印尼航空的飛機在11分鐘里發生了20幾次的機頭下沉和上揚,最后還是墜毀了;這次埃航的飛機機頭朝下撞擊地面,砸出了一個10多米深、50多米大小的深坑。

關于這一點,知乎上有很多帖子,我隨便找一個吧:

白話翻譯一下高贊大佬們的解釋。

飛機抬頭起飛的時候,如果頭抬的太高,那就很容易造成速度就沒法保證,沒有足夠的速度會導致升力不夠,所以可能導致墜機。

而波音737max系列裝了新系統,當飛機頭抬的太高,可能造成危險時,飛機會自動低頭,以獲得更高的速度。

但是,飛機讀取頭抬多高的傳感器可能故障。在原來機頭抬的不高,速度也足夠的情況下,飛機自己會誤以為機頭太高,速度不夠,因此自行修正,低頭。于是飛機可能一頭栽向地面,peng。

新機型,新飛機,半年內出現兩次機毀人亡的空難,很可怕。正式的調查報告還要等一段時間,但是架不住大家瞎猜啊。越是沒有正式結果,越是會瞎猜,而且這是新機型,半年掉兩架,擱誰身上也害怕呀。

MCAS本來是為了提高飛機的穩定性,結果變成了跟飛行員爭奪飛機的掌控權,而且還停不下來。人工智能變成人工智障,到底是怎么回事?據說是攻角傳感器容易出問題、給出假數據,MCAS覺得飛機失速的危險迫在眉睫、必須立即調整飛機姿態,而正在手動駕駛的飛行員一頭霧水、不知道為什么突然被搶走了控制權。這種情況又是發生在最關鍵的飛機起飛階段,所以就悲劇了。具體情況只能等最終的調查報告了。

換種說法再來一遍。

737max因為更換了新的發動機,所以動不動就要抬頭(攻角不對了),又不想重新做風洞實驗,只能湊合著用MCAS了。MCAS系統只聽一個傳感器AOA的話,而且它的決定優先級高于飛行員,所以怎么都沒得救了。一般的邏輯是,如果傳感器出錯了,直接切換成飛行員手工操作模式就行了吧。但是切換不回去,因為波音把MCAS的優先級設得比手動還要高,而且沒告訴飛行員(或者說告了,但是沒強調,大家都不知道這碼子事情)。也就是說,只要傳感器出問題,就沒得救了——除非你及時拔電源,似乎國內航班出現過這種情況。如果你不能在第一時間把電源拔了,那么這個神經病系統每五秒鐘就來跟你搶一次控制權,而且搶了以后還不告訴你。

這個方法是空客發明的,但空客比較客氣,優先級沒有人工那么高,波音比較猛,優先級設計得比人工高,所以人機對抗的結果總是機器贏了。有人猜是因為新的發動機太大了,導致攻角的冗余度有限,而且這件事可能很嚴重,波音覺得通知飛行員就來不及了,所以直接自己動手。結果就打架了。關鍵在于,這個操作是在手動模式下實現的,也就是說MCAS一旦發現AOA的數據不對了,直接搶奪操作權,飛行員還在那里發蒙呢。鬧心的是,這個AOA探測器好像很容易出故障。

人機對抗,人輸了。

再隨便截一段說明吧,類似這樣的話出現在很多回答里:

原因很簡單,就是是MAX為了省油,升級了更大的新發動機,但737的起落架太短,只能把發動機在機翼的位置往前往上移,但這就造成更大抬頭力矩而容易失速,波音就給MAX設計了一個會讓飛機自動低頭的配平系統MCAS,此系統接收到錯誤的信號后會自動讓飛機低頭,問題是沒寫進手冊里,當時飛行員并不知道有這個設計,知道了此設計后還是有方法控制住飛機的。

事已至此,應該盡快發現事故原因并做出修復,當然還有相應的責任認定和賠償問題。這次的要點不在于波音的動作,而在于中國民航總局,迅速堅決地停飛所有相關機型。中國民航局已經停飛了所有的737max,也有一些航空公司跟上,但是接下來形勢如何發展,還不確定。

波音現在是進退維谷。我有上中下三策送給波音:

上策是壯士斷腕,立即停飛所有737max,暫時中止所有相關合同,做出相應賠償,同時努力尋找事故原因,修復故障系統;

中策是聯合作戰,成立美歐中三方聯合的獨立調查小組,與埃航一起,尋找事故原因,修復故障系統;

下策是因循故事,波音獨立尋找事故原因,修復故障系統。

但是,利益原因不能用上策,政治原因不能用中策,波音大概率只能采取下策,如果能熬過今年,也許還能挺住。

對于上策來說,經濟代價太大,畢竟是幾萬億美元的市場,做決定談何容易。

對于中策來說,政治代價太高,美政府也不一定拿得出對價,或者說舍不得對價。

所以,很可能只能是采用下策了。

然而,波音的麻煩沒那么簡單。如果不是大面積停飛的話,737max大概率還會出事,目測就在今年。因為不改自動駕駛系統,就可能人機對抗,機器大概率要贏,人恐輸;停用MCAS,就可能突然失速,飛行員反應不過來,人亦輸。波音之所以采用優先級非常高的MCAS,大概率是因為波音有內部評估,硬件冗余度有些小,非MCAS不能救急。

現在要做決斷了,也許本周就要決斷,雖然很難,但是沒有其他辦法。

時者難得而易失,功者難成而易敗,時乎時乎不再來。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:埃塞俄比亞空難,人機控制權爭奪后的悲劇

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