01.19 波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

喬善勳/文

獅航610號航班是從印度尼西亞雅加達蘇加諾-哈達國際機場飛往邦加檳港德帕蒂·阿米爾機場的定期航班。2018年10月29日的航班中,610號航班起飛12分鐘後便墜毀在爪哇海中,事故共導致189人遇難,機上無人生還。

執飛610航班的客機為波音737 MAX 8,註冊號為PK-LQP,該客機共飛行895小時21分鐘和443個起降週期。波音737 MAX 8是波音737家族的第四代產品,主要特徵外觀特徵是使用了雙羽狀“先進技術”翼梢小翼,737 MAX8還換裝了更大、更加有燃油效率的CMF國際LEAP-1B型發動機。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖2、737 MAX 的雙羽狀“先進技術”翼梢小翼

波音737 MAX 8更換髮動機主要為了應對空客A320neo的市場競爭,波音工程師面臨最大的挑戰便是將LEAP-1B發動機集成到737 MAX 8的機身中,他們將起落架加高了0.2米,還將發動機相對機翼前緣的位置做了改動。工程師在研發737 MAX客機時發現,增大的發動機短艙會在大空速、大迎角時產生升力,這也帶來更多不穩定性因素。

因此波音決定通過機動特性增強系統(MCAS)提升客機穩定和操控性,還能儘量減少737 MAX和737NG之間的操縱差異。MCAS可以在客機姿態接近迎角閾值時自動啟動,使水平安定面以每秒0.27°偏轉並持續9.3秒,最終偏轉至2.5°位置。當機載計算機讀取迎角數低於臨界值時,MCAS自動復位,客機配平會返回MCAS激活前位置。不準確的迎角數每5秒激活一次MCAS,直至數據糾正或系統被禁用。然而正是這一系統成為610號航班空難的“阿喀琉斯之踵”。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖3、737 MAX的小翼和LEAP-1B發動機

610號航班的機長為巴夫耶·蘇尼加,31歲,他是一名印度人,累計6028飛行小時,其中波音737型5176小時。副駕駛是哈維諾,41歲,他累計5174飛行小時,其中波音737型5174小時。

印尼獅航是印度尼西亞一家民營低成本航空公司,也是東南亞第二大低成本航空公司。獅航總部位於雅加達,成立於1999年9月,最早通過溼租雅克-42型客機開始運營,後來機隊規模得以快速擴張。目前獅航機隊規模達117架,還握有247架訂單。印尼獅航增速驚人,其還一度打破最大飛機訂單記錄,包括簽署224億美元購買234架空客A320型客機。獅航還是波音第二大客戶,簽下224億美元大單,用以購買230架波音客機。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖4、獅航610號航班航跡示意圖

2018年10月29日,獅航610號航班共搭載了181名乘客和8名機組成員。副駕駛哈維諾進入駕駛艙後告訴蘇尼加機長,他是替別的飛行員來執飛航班,凌晨4點鐘才接到通知。蘇尼加機長則告訴哈維諾自己感冒了,駕駛艙錄音顯示,蘇尼加在起飛前一個小時咳嗽了15次。

6點20分,獅航610號航班從雅加達機場起飛。客機在抬輪2秒後便觸發了抖杆器,這表示客機有失速的危險並可能墜毀。隨後哈維諾報告蘇尼加指示空速不一致和正上升率後,後者下達收輪指令。

610號航班在爬升時,飛行員無法找到正確的高度和空速值,他們只能尋求管制員的幫助。當時機長和副駕駛前的顯示器呈現著不同的數值。

哈維諾說:“這架飛機發生了什麼”,並詢問蘇尼加是否返航,他並未得到蘇尼加回應。隨後哈維諾向蘇尼加報告高度不一致,他得到後者確認。哈維諾聯繫管制員後,得到爬升至2.7萬英尺高度指令。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖5、波音737的迎角傳感器和安裝位置

哈維諾從管制員獲取了客機在雷達上的高度值為900英尺,而機長屏幕上的高度值為790英尺,他自己的顯示為1040英尺。蘇尼加要求哈維諾執行空速不可靠檢查單。

6點22分,哈維諾開始收起客機襟翼。此時蘇尼加的空速顯示為238節,而哈維諾的空速顯示則是251節。哈維諾向管制員申請爬升至5000英尺,得到後者許可,並向左轉向050°。客機在轉向時坡度瞬時超過35°,觸發了近地警報系統。

客機在收起襟翼時,安定面自動低頭配平被自動激活。客機下降率一度高達3570英尺/分鐘,這一下就掉去約600英尺高度。聯合飛行員協會飛行員兼發言人丹尼斯·塔傑爾事後稱,飛機剛起飛就出現這種現象極不正常,也是不可接受的。

不久後近地警報系統提示客機“空速低”。管制員稱客機在雷達上速度為322節,而機長側顯示為306節,副駕駛側顯示為318節。6點23分,機長側抖杆器被激活,並且一直持續到客機墜毀才終止。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖6、客機水平安定面示意圖

蘇尼加驚呼空速不可靠,哈維諾同樣表示空速不可靠,後來更是稱沒有空速。不久後高度警報器被激活,哈維諾連呼“高度”。飛行員開始執行“空速不可靠”檢查單,他們不知道是自己一直在和客機MACS做對抗。

6點30分,副駕駛聯繫上管制員,後者指揮他們轉向,並準備在25L跑道降落。客機在飛行員和MACS對抗中發出了超速警報聲,他們之間的拉鋸戰進行了20餘次。駕駛艙中留下哈維諾最後一段話是“飛起來”,客機的下降率一度高達10000英尺/分鐘……

6點31分55秒,610號航班的駕駛艙語音記錄儀停止記錄。客機和地面空中交通管制(ATC)失去聯繫,管制員立刻將失聯消息上報給印尼當局。

印尼國家搜救局隨即向事發地派出一架直升機和三艘船。7點30分,印尼當局收到獅航610號航班確認墜毀的消息,失事客機墜毀地點位於機場東北方向約65公里處,事發地附近石油平臺的工人曾目擊了客機以陡峭的姿態墜入海中。

印尼獅航有著糟糕的航空安全記錄,印尼獅航航空公司曾在2007年被列入歐盟禁飛黑名單,禁止進入歐盟市場,直至2016年獅航才得以重返歐洲。此外,整個印尼民航業的安全記錄也很差,相關統計顯示,過去20年印尼就曾有600人在空難中喪命。獅航610號航班故事又給印尼航空業帶來沉重陰影。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖7、機動特性增強系統(MCAS)示意圖

第一艘救援船隻抵達事故現場發現,客機墜毀的地方水深約30~35米。搜救隊將遙控水下航行器部署到現場,用來尋找倖存者和“黑匣子”。印度尼西亞國家運輸安全委員會(KNKT)接手了後續的調查工作。

調查員翻閱飛行維修記錄後,發現從2018年10月26日至事發前,涉事客機四個航段都有故障記錄。其中僅機長側主飛行顯示器的空速和高度指示故障燈就亮起三次。

調查員發現涉事客機(PK-LQP)的迎角傳感器曾發生故障,並進行了更換和測試。10月28日,機務工程師在登巴薩將客機的迎角傳感器(序列號21401)拆下,並更換上序列號14488的迎角傳感器。12月10日,多方代表在柯林斯工廠對序列號21401的迎角傳感器機進行檢測,他們發現裡面的解角器發生故障,而且當溫度高於60攝氏度時正常,低於這個溫度則會發生異常。

事發前一天,涉事客機在執飛獅航043號航班(登巴薩—雅加達)航線時還出現故障跡象。當班機長髮現客機離地爬升時,先是抖杆,然後亮起多個警示燈。他決定維持現有推力保持15°仰角爬升,將控制權交給副駕駛後,通過儀表交叉檢查發現自己儀表發生故障。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖8、調查員和610號航班客機殘骸

043號航班在加速和收襟翼途中出現三次異常爬升。副駕駛在停止配平操縱後,客機會自動下俯配平,而且當時拉桿時很費力,幾乎要失控了。機長決定關掉安定面配平,並以人工配平方式繼續飛向目的地。

043號航班在保持可控飛行後,機長向管制員通報了客機的異常問題。機長在執行非正常檢查單時,又重新啟動安定面配平系統,這導致客機再度低頭,於是機長再度關閉該系統,並全程手動操縱客機。

最後在飛行員的努力下,客機安全降落在雅加達機場。機長落地後向機務人員通報了客機故障信息,並記錄下空速、高度指示不一致和感覺壓差的內容。

調查員發現610號航班遭遇了和043號航班類似的情形,當飛行員確認空速不可靠後,蘇尼加機長指示哈維諾執行空速不可靠記憶項目,但後者並沒有執行,這些項目需要在閱讀檢查單之前就要做完。

蘇尼加和哈維諾之間簡短的語言交流表示610號航班飛行員的工作壓力很高,其典型特徵就是語言減少、工作表現變差、執行項目錯誤、忘記和遺漏。

蘇尼加發現客機控制困難後,他並未宣佈客機進入緊急狀態,這導致管制員沒有給610號航班優先權,並且下達多項反覆機動指令,不必要的溝通都會額外增加飛行員的工作負荷,讓整個局勢更加雪上加霜。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖9、波音737 MAX駕駛艙一覽圖

調查員還發現610號航班和043號航班最大的不同在於航前準備工作,043號航班飛行員在飛行前和工程師討論過客機故障問題,這也減少了飛行員面臨問題時的反應時間。而610號航班飛行員並沒有瞭解此前的情況,當抖杆和MCAS同時出現時,直至客機墜毀,610號航班飛行員都未完成非正常檢查單內容,他們至死都不知道客機上發生的確切問題。找不到問題所在,解決問題就更無從談起。

獅航610號航班空難五個月後,執飛埃塞俄比亞航空302號航班的波音737 MAX 8在起飛不久後墜毀,機上149名乘客和8名機組成員悉數罹難。兩架新交付的同類型客機,以極為類似的姿態墜毀,使得737 MAX系列客機的安全性備受質疑。

2019年3月11日,中國民用航空局率先發出《關於暫停波音737-8飛機商業運行的通知》。隨後埃塞俄比亞航空公司也停飛了該國境內所有波音737 MAX型客機。截止2019年5月1日,全球有58個國家和地區對737 MAX機型下達了“禁飛令”,世界上所有352架737 MAX 8和28架737 MAX 9已經全部處於停飛狀態。

737 MAX 8的系列空難也給該型客機的銷售蒙上陰影,2019年3月22日,印尼鷹航便宣佈取消價值49億美元的737 MAX客機訂單。9月份,波音公司和獅航610號航班部分遇難者家屬達成賠償協議,每人最少賠償120萬美元,約合844萬人民幣。這也是空難發生以來,波音和遇難者家屬達成首個賠償協議。

2019年10月25日,印度尼西亞國家運輸安全委員會(KNKT)發佈了獅航610號航班最終的事故報告,事故報告厚達322頁,報告指出610號航班涉及九項失誤,其中任何一環都可以避免空難發生。而737 MAX 8的設計缺陷是導致610號航班墜毀的關鍵因素。

事故報告指出涉事的波音737 MAX防止客機失速的MCAS在設計和認證時並未充分考慮客機失控的可能性。波音在設計MCAS時,允許客機對水平尾翼調整的角度從0.6度提升至2.5度。但是波音並沒有將這一改變在提交給美國聯邦航空管理局(FAA)的文件中予以體現,因此FAA也沒有評估該系統的安全性。

波音公司也沒有向飛行員提供MCAS的相關信息,導致機組成員在關鍵時刻無法瞭解所面臨的現實情況。飛行手冊和飛行員培訓中同樣沒有MCAS信息,因此機組成員即使發現問題,也很難採取正確的糾正措施去解決問題。

事故報告建議波音公司應重新設計MCAS系統,並引入防錯式設計。波音工程師在設計時便要考慮到駕駛艙所有的警報和指示對機組成員的識別和反應影響。他們需要考慮不同飛行員的能力,滿足所有飛行員進行安全操作。同時建議波音將MCAS信息列入飛行員手冊和培訓計劃。

波音737 MAX的機動特性增強系統之殤 致189人遇難的獅航610號航班

圖10、印度尼西亞國家運輸安全委員會發布最終獅航610號航班事故報告封面

事故報告指出獅航的運行手冊沒有及時更新,而且手冊內容存在不一致現象,報告建議獅航需要確保手冊及時、完善的更新。獅航的安全管理系統(SMS)培訓大綱中對危險源識別投入不足,這會降低員工對定義和報告危險的能力。獅航的安全報告多是事故報告,這僅佔危險報告的5%。報告建議獅航重新審查培訓材料和培訓時間。

610號航班的飛行員應變能力也出現問題,尤其是副駕駛並不熟悉操縱程序。機長在客機發生故障後,在成功對抗客機俯衝二十餘次後,將客機操縱權交予副駕駛。而副駕駛並沒有正確應對故障,最終導致客機墜入海中。

失事客機(PK-LQP)曾有多次故障記錄,飛機維修記錄甚至還有多達31頁的內容缺失。根據相關文件要求,該客機如果進行及時停飛,並進行系統性修復,就可能避免610號航班空難發生。


分享到:


相關文章: