ZT    空難報告公布曝737的根本問題

4月4日，埃塞ET302航班空難官方調查報告公布。隨後，波音CEO D. Muilenburg就兩起波音737 MAX 8型墜機事故，首次向公眾承認,是波音自動飛行控制系統（MCAS）導致了這兩起近350人死亡的空難。問題原因簡單說，在飛機攻角傳感器測量有誤時，MCAS就會專斷獨行，不論駕駛員如何處置，仍會低頭向下墜。

工業管理和技術研發都有出錯的機率，但是737MCAS這次低級的錯誤，還有商業外的因素。2010年12月，空客宣布下一代A320Neo將採用LEAP發動機，從而大幅改善燃油效率。這一動作立刻把波音逼近危機。燃油是航空公司的主要成本，原本波音在考慮開發一型全新的客機取代737，但是A320Neo在2014年就交貨，波音重新開發新機型顯然會讓空客獨霸單通道客機這個重要的市場很多年，連帶把利潤更高的雙通道幹線客機生意也帶走，這將成為空前的商業災難。

於是波音緊急啟動737Max的升級計劃，硬性在2017年就開始交貨，而且比照空客，不要求駕駛員重做昂貴費時的新訓練。

為了趕工，波音運作讓FAA聯邦航空管理局將認證的工作交由自己代為處理。這種“自我治理”是1980年代裡根政權起就特別強調的政治原理，是在不公開解除政府監管的表象下，實際上給予企業更大的自由，主要手段是鼓勵公務員與財團高管之間互換JOB的旋轉門。另一方面是削減FAA預算，使得官員沒有人力財力來執行任務。這個趨勢，在共和黨執政期間特別明顯，經歷里根、小布什和特朗普三任不懈努力，美國廉潔高效官僚體制名存實亡，最近例子就是波音高管毫無軍事經歷卻成為國防部代理部長，現在接受國防部道德部門審查。

技術上，737源自60年代的原始設計過於古老，無法與80年代設計的空客A320競爭，於是犧牲基本的安全性成來拼市場。其中最重要的技術問題有兩項：首先，737的機翼很低，但過去50年來，每一代新發動機都增高了涵道比（Bypass Ratio）以追求更大的推力和更高的燃油效率，所以越來越粗大。從上一代的737NG開始，機翼下起落架高度已經沒有足夠空間來吊掛發動機，於是一方面要求發動機製造商強行削平下緣，另一方面將發動機艙向前上方挪移。737Max為了使用更大的LEAP發動機，更是超越原始設計的安全極限，埋下了事故的伏筆。

很多新聞報導基于波音自己發表的一篇簡介，說737Max採用MCAS是為了補償發動機前移所造成的額外上揚力矩，但按空氣動力學的原理，發動機向前上方移動，應該使推力軸線更接近阻力中心，照理會減低而不是增加上揚力矩。額外上揚力矩並不發生於平飛的時候，也不直接來自發動機本身的推力，而是非線性空氣動力學的後果。發動機艙為了減低阻力、增加空氣流量，外環的剖面形狀很像機翼，飛行的時候，發動機艙外環也產生“升力”，但它不是全部向上，也有與外環面垂直的向內應力，在平飛狀態下，這些升力互相抵消，沒有實際影響。

但是在爬升階段，飛機處於大迎角（Angle of Attack，又譯為攻角）狀態，這時氣流主要作用於發動機艙外環的下緣，總升力就是向上了。這個升力因為有發動機抽取氣流的影響，額外強大，這帶來根本性的力學不穩定性的問題。

737Max的新發動機前移之後，外環粗大、進氣量高，都使得力矩更強。更糟糕的是這個力矩隨迎角增加而有非線性的快速增大，所以一旦它開始讓飛機上揚，就會有失控性的不穩定（Runaway Instability），飛機在極短時間就可能失控，駕駛員不可能用手控來維持安全飛行，只能用電傳飛控的計算機全自動控制，在不穩定性隨機發生的幾毫秒內就自行主動更正。然而737不如空客A320，仍然用的是機械液壓，沒有現代電傳飛控。

波音為了商業前途，只能蠻幹硬上，靠打補丁來彌補，MCAS就是強加在機械液壓飛控之上的一個電傳補丁，它被設計成在起飛階段特別敏感，而且優先級別高過駕駛員，所以埃塞駕駛員完全按照程序操作也不能否決它下墜的決定。

波音工程師所犯的錯誤，是允許迎角探測器成為單點故障來源（Single Point of Failure）。合理的解決方案，是重新設計機翼，但是波音沒有這個時間。次佳的解決辦法，是改用A320級別的完整的電傳飛控，使用三個以上的迎角探測器，可以容許其中一個出毛病而不影響穩定，但這還是需時太久。波音MCAS是緊急搞出來的解答，737原本只有兩個迎角探測器，兩個讀數如果不一致，MCAS就不可能確定哪一個才是正確的，只好取其中一個讀數，出錯的機率有一半，非常危險。

迎角探測器出錯是必然的。實際做設計工作的波音工程師也必然了解這一點，而公司最高層卻似乎不明白波音這個設計決定在冒什麼險。這一般是組織內部文化腐敗，中高層管理人員欺上瞞下成了慣例，才會出這麽大的紕漏。波音在過去十幾年裡，為美國空軍設計新一代加油機的過程中，一再犯下許多錯誤，看來不是偶然的。

737Max對波音的生意太過重要，定貨已達幾千架，即使真相揭露，波音仍然必須儘快止損，恢復交機。而重新設計新機型、新機翼、或者新飛控會拖延太久，只有修改MCAS的邏輯程序，多加第三個迎角探測器，可以在幾個月或一年內搞定的。波音現在的策略必然是謙卑地承認MCAS的缺陷，然後啟動所有的公關資源，把公眾的注意力集中到MCAS的改進上。

但是真正的問題重點，是737Max空氣動力學上的不穩定性使起飛事故的敏感度過高，使現有機型存在根本安全問題，在過去FAA認證的過程中，被波音瞞天過海。對現在的波音來說，賠償、指責、調查都是小事，它最怕的是歐洲等外國的民航管理機構重新進行獨立認證過程，一旦靜不穩定性被發現，更換新機翼和新飛控就無法推辭，這一拖延下來，少則七年、多則十年，波音在單通道幹線飛機市場基本無法和A320競爭。