ZT    空难报告公布曝737的根本问题

4月4日，埃塞ET302航班空难官方调查报告公布。随后，波音CEO D. Muilenburg就两起波音737 MAX 8型坠机事故，首次向公众承认,是波音自动飞行控制系统（MCAS）导致了这两起近350人死亡的空难。问题原因简单说，在飞机攻角传感器测量有误时，MCAS就会专断独行，不论驾驶员如何处置，仍会低头向下坠。

工业管理和技术研发都有出错的机率，但是737MCAS这次低级的错误，还有商业外的因素。2010年12月，空客宣布下一代A320Neo将采用LEAP发动机，从而大幅改善燃油效率。这一动作立刻把波音逼近危机。燃油是航空公司的主要成本，原本波音在考虑开发一型全新的客机取代737，但是A320Neo在2014年就交货，波音重新开发新机型显然会让空客独霸单通道客机这个重要的市场很多年，连带把利润更高的双通道干线客机生意也带走，这将成为空前的商业灾难。

于是波音紧急启动737Max的升级计划，硬性在2017年就开始交货，而且比照空客，不要求驾驶员重做昂贵费时的新训练。

为了赶工，波音运作让FAA联邦航空管理局将认证的工作交由自己代为处理。这种“自我治理”是1980年代里根政权起就特别强调的政治原理，是在不公开解除政府监管的表象下，实际上给予企业更大的自由，主要手段是鼓励公务员与财团高管之间互换JOB的旋转门。另一方面是削减FAA预算，使得官员没有人力财力来执行任务。这个趋势，在共和党执政期间特别明显，经历里根、小布什和特朗普三任不懈努力，美国廉洁高效官僚体制名存实亡，最近例子就是波音高管毫无军事经历却成为国防部代理部长，现在接受国防部道德部门审查。

技术上，737源自60年代的原始设计过于古老，无法与80年代设计的空客A320竞争，于是牺牲基本的安全性成来拼市场。其中最重要的技术问题有两项：首先，737的机翼很低，但过去50年来，每一代新发动机都增高了涵道比（Bypass Ratio）以追求更大的推力和更高的燃油效率，所以越来越粗大。从上一代的737NG开始，机翼下起落架高度已经没有足够空间来吊挂发动机，于是一方面要求发动机制造商强行削平下缘，另一方面将发动机舱向前上方挪移。737Max为了使用更大的LEAP发动机，更是超越原始设计的安全极限，埋下了事故的伏笔。

很多新闻报导基于波音自己发表的一篇简介，说737Max采用MCAS是为了补偿发动机前移所造成的额外上扬力矩，但按空气动力学的原理，发动机向前上方移动，应该使推力轴线更接近阻力中心，照理会减低而不是增加上扬力矩。额外上扬力矩并不发生于平飞的时候，也不直接来自发动机本身的推力，而是非线性空气动力学的后果。发动机舱为了减低阻力、增加空气流量，外环的剖面形状很像机翼，飞行的时候，发动机舱外环也产生“升力”，但它不是全部向上，也有与外环面垂直的向内应力，在平飞状态下，这些升力互相抵消，没有实际影响。

但是在爬升阶段，飞机处于大迎角（Angle of Attack，又译为攻角）状态，这时气流主要作用于发动机舱外环的下缘，总升力就是向上了。这个升力因为有发动机抽取气流的影响，额外强大，这带来根本性的力学不稳定性的问题。

737Max的新发动机前移之后，外环粗大、进气量高，都使得力矩更强。更糟糕的是这个力矩随迎角增加而有非线性的快速增大，所以一旦它开始让飞机上扬，就会有失控性的不稳定（Runaway Instability），飞机在极短时间就可能失控，驾驶员不可能用手控来维持安全飞行，只能用电传飞控的计算机全自动控制，在不稳定性随机发生的几毫秒内就自行主动更正。然而737不如空客A320，仍然用的是机械液压，没有现代电传飞控。

波音为了商业前途，只能蛮干硬上，靠打补丁来弥补，MCAS就是强加在机械液压飞控之上的一个电传补丁，它被设计成在起飞阶段特别敏感，而且优先级别高过驾驶员，所以埃塞驾驶员完全按照程序操作也不能否决它下坠的决定。

波音工程师所犯的错误，是允许迎角探测器成为单点故障来源（Single Point of Failure）。合理的解决方案，是重新设计机翼，但是波音没有这个时间。次佳的解决办法，是改用A320级别的完整的电传飞控，使用三个以上的迎角探测器，可以容许其中一个出毛病而不影响稳定，但这还是需时太久。波音MCAS是紧急搞出来的解答，737原本只有两个迎角探测器，两个读数如果不一致，MCAS就不可能确定哪一个才是正确的，只好取其中一个读数，出错的机率有一半，非常危险。

迎角探测器出错是必然的。实际做设计工作的波音工程师也必然了解这一点，而公司最高层却似乎不明白波音这个设计决定在冒什么险。这一般是组织内部文化腐败，中高层管理人员欺上瞒下成了惯例，才会出这麽大的纰漏。波音在过去十几年里，为美国空军设计新一代加油机的过程中，一再犯下许多错误，看来不是偶然的。

737Max对波音的生意太过重要，定货已达几千架，即使真相揭露，波音仍然必须尽快止损，恢复交机。而重新设计新机型、新机翼、或者新飞控会拖延太久，只有修改MCAS的逻辑程序，多加第三个迎角探测器，可以在几个月或一年内搞定的。波音现在的策略必然是谦卑地承认MCAS的缺陷，然后启动所有的公关资源，把公众的注意力集中到MCAS的改进上。

但是真正的问题重点，是737Max空气动力学上的不稳定性使起飞事故的敏感度过高，使现有机型存在根本安全问题，在过去FAA认证的过程中，被波音瞒天过海。对现在的波音来说，赔偿、指责、调查都是小事，它最怕的是欧洲等外国的民航管理机构重新进行独立认证过程，一旦静不稳定性被发现，更换新机翼和新飞控就无法推辞，这一拖延下来，少则七年、多则十年，波音在单通道干线飞机市场基本无法和A320竞争。