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姬扬:谈谈埃塞俄比亚空难

2019-03-13  老夫不请...

来源  科学网博客  2019-3-12 15:27

2019年3月10日,埃塞俄比亚航空客机起飞后6分钟突然坠毁,机上157人死难、无人生还,其中包括8名来自中国大陆的旅客。这次失事的飞机是刚投入使用不久的波音737-MAX8,与去年十月份印度尼西亚航空失事的飞机(机上 189 人全部遇难)是同一种机型,而且都是投入使用不久的新飞机(都不到半年),引起了人们的巨大关注,特别是关于737-MAX8这种新机型的安全问题。3月11日,中国民航局宣布暂停相应机型的商业运行,包括全部96架737-MAX8(占世界总数的大约20%)。埃航随后也停飞了旗下的737-MAX8。

遇难飞机的黑匣子已经找到,但是正式的调查报告应该还要等一段时间才能出来。网上关于这件事的讨论很多,我也来说两句。

737 MAX是波音公司基于737设计的新机型,2016年1月29日完成首飞,2017年5月16日首次交付运营。目前,投入使用的波音737 MAX飞机约500架,而订单数更是高达3700多架,是波音最畅销的机型。

这两天网上说的最多的一种可能性是,这次飞机失事是人机对抗的结果,飞机驾驶员和机动特性增强系统(MCAS)争夺飞机的操控权,飞行员输了。

简单地说,似乎是这样:现在的飞机很大很复杂,所以都有自动驾驶系统。飞机可以由飞行员操作(“手动模式”),在适当的条件下也可以由自动操纵系统掌控(“自动模式”),飞行员具有决定权,可以退出自动模式,进入手动模式。737 MAX是一种新机型,有一个机动特性增强系统(MCAS),用于改进飞机的平衡特性,但是它的优先级特别高,甚至在一定程度上超出了飞行员的决定权。在手动模式下,当攻角传感器(AOA,一种重要的传感器)发现异常的时候,MCAS迅速取得飞机的控制权,下压机头、让飞机迅速下降从而提高飞机的速度(因为MCAS认为飞机有失速的危险)。即使飞行员进行手动操作、抢回飞机的控制权,MCAS仍然会每五秒就自动执行,重新夺回控制权,这样一来,飞行员就不得不与MCAS较劲,人机对抗就开始了。上次对抗,人输了;这次对抗,又输了。

新机型,新飞机,半年内出现两次机毁人亡的空难,很可怕。正式的调查报告还要等一段时间,但是架不住大家瞎猜啊。越是没有正式结果,越是会瞎猜,而且这是新机型,半年掉两架,搁谁身上也害怕呀。

MCAS本来是为了提高飞机的稳定性,结果变成了跟飞行员争夺飞机的掌控权,而且还停不下来。人工智能变成人工智障,到底是怎么回事?据说是攻角传感器容易出问题、给出假数据,MCAS觉得飞机失速的危险迫在眉睫、必须立即调整飞机姿态,而正在手动驾驶的飞行员一头雾水、不知道为什么突然被抢走了控制权。这种情况又是发生在最关键的飞机起飞阶段,所以就悲剧了。具体情况只能等最终的调查报告了。

换种说法再来一遍。

737max因为更换了新的发动机,所以动不动就要抬头(攻角不对了),又不想重新做风洞实验,只能凑合着用MCAS了。MCAS系统只听一个传感器AOA的话,而且它的决定优先级高于飞行员,所以怎么都没得救了。一般的逻辑是,如果传感器出错了,直接切换成飞行员手工操作模式就行了吧。但是切换不回去,因为波音把MCAS的优先级设得比手动还要高,而且没告诉飞行员(或者说告了,但是没强调,大家都不知道这码子事情)。也就是说,只要传感器出问题,就没得救了——除非你及时拔电源,似乎国内航班出现过这种情况。如果你不能在第一时间把电源拔了,那么这个神经病系统每五秒钟就来跟你抢一次控制权,而且抢了以后还不告诉你。

这个方法是空客发明的,但空客比较客气,优先级没有人工那么高,波音比较猛,优先级设计得比人工高,所以人机对抗的结果总是机器赢了。有人猜是因为新的发动机太大了,导致攻角的冗余度有限,而且这件事可能很严重,波音觉得通知飞行员就来不及了,所以直接自己动手。结果就打架了。关键在于,这个操作是在手动模式下实现的,也就是说MCAS一旦发现AOA的数据不对了,直接抢夺操作权,飞行员还在那里发蒙呢。闹心的是,这个AOA探测器好像很容易出故障。

人机对抗,人输了。

再随便截一段说明吧,类似这样的话出现在很多回答里:

汤圆 正经PLA

原因很简单,就是是MAX为了省油,升级了更大的新发动机,但737的起落架太短,只能把发动机在机翼的位置往前往上移,但这就造成更大抬头力矩而容易失速,波音就给MAX设计了一个会让飞机自动低头的配平系统MCAS,此系统接收到错误的信号后会自动让飞机低头,问题是没写进手册里,当时飞行员并不知道有这个设计,知道了此设计后还是有方法控制住飞机的。

事已至此,应该尽快发现事故原因并做出修复,当然还有相应的责任认定和赔偿问题。这次的要点不在于波音的动作,而在于中国民航总局,迅速坚决地停飞所有相关机型。中国民航局已经停飞了所有的737max,也有一些航空公司跟上,但是接下来形势如何发展,还不确定。

波音现在是进退维谷。我有上中下三策送给波音:

上策是壮士断腕,立即停飞所有737max,暂时中止所有相关合同,做出相应赔偿,同时努力寻找事故原因,修复故障系统;

中策是联合作战,成立美欧中三方联合的独立调查小组,与埃航一起,寻找事故原因,修复故障系统;

下策是因循故事,波音独立寻找事故原因,修复故障系统。

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,如果能熬过今年,也许还能挺住。

对于上策来说,经济代价太大,毕竟是几万亿美元的市场,做决定谈何容易。

对于中策来说,政治代价太高,美政府也不一定拿得出对价,或者说舍不得对价。

所以,很可能只能是采用下策了。

然而,波音的麻烦没那么简单。如果不是大面积停飞的话,737max大概率还会出事,目测就在今年。因为不改自动驾驶系统,就可能人机对抗,机器大概率要赢,人恐输;停用MCAS,就可能突然失速,飞行员反应不过来,人亦输。波音之所以采用优先级非常高的MCAS,大概率是因为波音有内部评估,硬件冗余度有些小,非MCAS不能救急。

现在要做决断了,也许本周就要决断,虽然很难,但是没有其他办法。

时者难得而易失,功者难成而易败,时乎时乎不再来。



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