波音如何在不对整架飞机重新设计的情况下解决737 MAX的问题

波音737于1965年推出，此前汉莎航空于当年2月19日成为737的首发客户。此后，该产品线已发展出22种不同型号，从军用配置的737-T43A到最畅销的737-800。每个型号的载客量和性能参数都略有不同；部分737飞机，如737-200，配备了可选设备，允许在软道面跑道上着陆。

波音737 MAX系列是波音737产品线的最新、最强的版本，包括737 MAX 7、MAX 8、MAX 9和MAX 10。随着MAX 8和MAX 9已获认证并投入运营，波音希望本月获得MAX 7的认证，随后在年底前获得MAX 10的认证。

该飞机系列自2017年推出以来也没少经历挑战，包括两起备受关注的致命空难：埃塞俄比亚航空ET302航班和狮航610航班。这些空难导致机上人员全部遇难，且两起空难相隔仅短短六个月，促使全球波音737 MAX机队在2019年3月至2020年11月期间全面停飞。

主要问题

737 MAX飞机的主要问题在于软件，具体来说是一种名为MCAS的飞行控制规则。据波音公司称，机动特性增强系统（MCAS）在某种非常特殊的异常飞行条件下，让飞机的操控特性保持一致。MCAS现在包含多项增强保护措施：

• 将比较两个迎角（AOA）传感器的测量数据。
• 每个传感器将向飞机飞行控制计算机提交各自的数据。
• 只有当两个传感器的数据吻合时，MCAS才会激活。
• MCAS只会激活一次。
• MCAS绝不会剥夺飞行员仅靠操纵杆控制飞机的能力。

MCAS正是波音737 MAX在2010年代末陷入困境的核心原因。MAX 9曾遭遇与其门塞组件相关的结构性问题，门塞组件是乘客紧急出口的一个组成部分。这导致全球MAX 9机队暂时全面停飞。然而，MAX 8未受影响。门塞故障最初发生在阿拉斯加航空的飞机上，阿拉斯加航空和联合航空是受此次停飞影响的两家主要公司。

就MCAS而言，这是埃塞俄比亚航空和狮航两起空难的主要原因。与任何空难一样，很多猜测指向了涉及两架坠毁客机的各种不同因素，但调查结论表明，MCAS是两起事故中的主要因素。

MCAS的作用是什么？

MCAS被安装在737 MAX飞机上，为了让它的操作和操控表现与传统的波音737下一代（NG）飞机（如波音737-900）保持一致。MAX配备了CFM国际LEAP发动机，比之前NG飞机上的发动机更重，位置也更靠前。这带来了飞机空气动力学上的变化。在大迎角状态下，发动机短舱在重心前方产生额外升力，形成抬头趋势。MCAS正是为了抵消这个趋势而加入的。

一个常见的误解是，更重的发动机安装在前方，重心就直接前移了，从而导致低头趋势。但发动机（短舱）的巨大表面积在飞机两侧充当了异常巨大的翼面（翼型），在飞机两侧产生大量升力，结果反而让迎角增大了。

MCAS是为了自动抵消737 MAX因为LEAP发动机而产生的迎角增大趋势。它仅在大迎角时激活，通过施加低头安定面配平来抵消。MCAS并不是一个通用的稳定系统。它之所以存在，完全是因为发动机带来的气动变化。不幸的是，波音选择让MCAS仅从单个迎角传感器获取数据，而不是用737 MAX上装的两个传感器。当那个被选定的传感器在两起空难中都失效时，MCAS就根据错误的高迎角读数反复压低机头配平，最终把每架飞机都带入了俯冲。

MCAS的20个月全面改造

两起根源相同的致命空难导致全球所有在役波音737 MAX飞机停飞，待交付的飞机也暂停交付。修复工作直接针对MCAS及其软件行为；改变的是软件的工程设计，而非机身的工程设计。

根据美国联邦航空管理局（FAA）的总结，详细描述了所有变更内容。以下是解决MCAS致命问题的三个主要改进：

• 该软件现在在任何大迎角事件中仅允许一次低头激活，防止了此前可能压过飞行员操控输入的反复配平循环
• 当飞行员使用电动配平开关时，它不再重置；因此，飞行员手动反方向配平时，不会意外地重新激活MCAS
• 它现在采用双传感器交叉校验，利用两个迎角传感器的数据输入；如果两个迎角传感器读数偏差超过5.5度，系统会自动关闭

美国交通部（DOT）已验证了相同的设计架构。重新设计后，系统会对比两个迎角传感器的读数，只有两个读数相差不超过5.5度时，才允许MCAS和速度配平系统启动，同时还增加了两台飞行控制计算机之间的交叉校验，并限制了MCAS移动安定面的幅度。简单来说，让两个迎角传感器同时参与，就好比双发动机飞行一样多了一层保障；这次重新设计堪称安全工程领域的一次成功。

波音的声明

据波音公司称，FAA和DOT的上述所有结论均有效，且与制造商的出版物和新闻稿一致。737 MAX空难让波音公司受到了异常多的关注。为此波音做了很多调整，目的是改变和提升公司的安全文化。

“我们已采取多项措施，进一步加强公司的安全文化。”

波音公司强调了为此采取的四大主要改进措施。首先，他们成立了一个航空航天安全委员会，该委员会被描述为“永久性”机构，由公司董事会成员组成。其次，他们创建了一个产品与服务安全组织，实际上充当安全工程部门的角色。第三，波音公司颁布了一项设计需求计划，并加强了其持续运营安全计划，本质上属于内部流程改革。最后，波音公司声称已与航空公司客户和737 MAX飞行培训相关方“加强了合作伙伴关系”。这两个群体在MCAS的调查和审查过程中发出了重要的声音。

值得注意的是，波音公司还在整个公司范围内进行了多次人事变动。公司不仅迎来了新的首席执行官，还对参与飞机研发项目的工程团队进行了大规模调整。对于这家总部位于弗吉尼亚州阿灵顿的公司来说，不幸的是，737 MAX坠机事件导致公司资产负债表上出现了历史性的财务损失，导致多个部门裁员。据路透社报道，波音公司于2024年制定了一项计划，计划在全公司裁减17,000个岗位。

美国联邦航空管理局、加拿大交通部和欧洲航空安全局的结果

监管机构最终得出了一个改变737 MAX未来走向的结论：基于关闭MCAS后的飞行测试数据，美国联邦航空管理局、加拿大交通部和欧洲航空安全局认定，该飞机即使没有MCAS，或许也能满足认证标准。这一结论意味着MCAS并非结构上的必需品，而只是一个操控品质辅助系统。该系统旨在让MAX的操控手感与早期737相似，它的目的不是让飞机保持物理稳定或防止失速。

虽然MCAS系统既不是主飞行控制系统也不是辅助飞行控制系统，但可以说它算是一种“三级”增强系统。虽然它不如副翼、襟翼甚至配平那么重要，但MCAS更像是图方便的东西，而不是非有不可的。你甚至可以说，偏航阻尼器或者速度配平，对飞行来说重要性也差不多。

对波音来说幸运的是，MCAS的改进不涉及对737 MAX的任何结构性重新设计。修复工作完全集中在软件层面，也就是飞机电传操纵系统怎么跟迎角传感器和飞行控制打交道。要是换更费钱、更费时的办法，可能就得重新安排LEAP发动机的安装位置，甚至干脆搞一个全新的发动机项目。这样一来，MAX系列在宣传中主打的出色运营效率，可能就要打折扣了。

MAX产品线的未来

737 MAX的未来，永远绕不开已经发生的事。再怎么改进工程技术、改革监管制度，也抹不掉346条人命的损失，也不该抹掉。然而，MAX仍然是全球机队的核心组成部分，包括埃塞俄比亚航空公司和狮航集团——这两家是受它事故冲击最直接的航空公司。它继续飞，不是说把过去翻篇了，而是说明整个航空业对这条最畅销产品线的依赖有多深。

展望未来，MAX有望继续当中短途航线的主力机型。波音对MCAS的重新设计、强化的工程治理以及扩展的安全监控项目，已经营造出一个跟当初取证时完全不同的环境。监管机构现在对软件、传感器逻辑以及人机配合的审查力度，前所未有。

对于MAX重新为那些遭受最严重损失的航空公司执飞的前景，人们对此持谨慎乐观的态度。埃塞俄比亚航空和狮子航空都将这款飞机保留在了各自的机队中。MAX这款产品的核心设计就是追求最高效率、最大航程和最低运营成本。鉴于该系列飞机在MCAS整改后的新形势下飞行表现相对平稳，这个项目还很年轻，但为全球航空公司客户提供了一个扎实可靠的产品。