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埃塞俄比亞空難,人機(jī)控制權(quán)爭(zhēng)奪后的悲劇

電子工程師 ? 來源:楊湘祁 ? 作者:電子發(fā)燒友 ? 2019-03-15 14:42 ? 次閱讀

埃塞俄比亞航空客機(jī)起飛后6分鐘突然墜毀,機(jī)上157人死難、無人生還,包括8名來自中國(guó)大陸的旅客。這次失事的飛機(jī)是剛投入使用不久的波音737-MAX8,與去年十月份印度尼西亞航空失事的飛機(jī)(機(jī)上189人全部遇難)是同一種機(jī)型,而且都是投入使用不久的新飛機(jī)(都不到半年),引起了人們的巨大關(guān)注,特別是關(guān)于737-MAX8這種新機(jī)型的安全問題。3月11日,中國(guó)民航局宣布暫停相應(yīng)機(jī)型的商業(yè)運(yùn)行,包括全部96架737-MAX8(占世界總數(shù)的大約20%)。埃航隨后也停飛了旗下的737-MAX8。

遇難飛機(jī)的黑匣子已經(jīng)找到,但是正式的調(diào)查報(bào)告應(yīng)該還要等一段時(shí)間才能出來。網(wǎng)上關(guān)于這件事的討論很多,我也來說兩句。

737 MAX是波音公司基于737設(shè)計(jì)的新機(jī)型,2016年1月29日完成首飛,2017年5月16日首次交付運(yùn)營(yíng)。目前,投入使用的波音737 MAX飛機(jī)約500架,而訂單數(shù)更是高達(dá)3700多架,是波音最暢銷的機(jī)型。

這兩天網(wǎng)上說的最多的一種可能性是,這次飛機(jī)失事是人機(jī)對(duì)抗的結(jié)果,飛機(jī)駕駛員和機(jī)動(dòng)特性增強(qiáng)系統(tǒng)(MCAS)爭(zhēng)奪飛機(jī)的操控權(quán),飛行員輸了。

簡(jiǎn)單地說,似乎是這樣:現(xiàn)在的飛機(jī)很大很復(fù)雜,所以都有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。飛機(jī)可以由飛行員操作(“手動(dòng)模式”),在適當(dāng)?shù)臈l件下也可以由自動(dòng)操縱系統(tǒng)掌控(“自動(dòng)模式”),飛行員具有決定權(quán),可以退出自動(dòng)模式,進(jìn)入手動(dòng)模式。737 MAX是一種新機(jī)型,有一個(gè)機(jī)動(dòng)特性增強(qiáng)系統(tǒng)(MCAS),用于改進(jìn)飛機(jī)的平衡特性,但是它的優(yōu)先級(jí)特別高,甚至在一定程度上超出了飛行員的決定權(quán)。在手動(dòng)模式下,當(dāng)攻角傳感器(AOA,一種重要的傳感器)發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候,MCAS迅速取得飛機(jī)的控制權(quán),下壓機(jī)頭、讓飛機(jī)迅速下降從而提高飛機(jī)的速度(因?yàn)镸CAS認(rèn)為飛機(jī)有失速的危險(xiǎn))。即使飛行員進(jìn)行手動(dòng)操作、搶回飛機(jī)的控制權(quán),MCAS仍然會(huì)每五秒就自動(dòng)執(zhí)行,重新奪回控制權(quán),這樣一來,飛行員就不得不與MCAS較勁,人機(jī)對(duì)抗就開始了。上次對(duì)抗,人輸了;這次對(duì)抗,又輸了。

這個(gè)MCAS程序開關(guān)好像很隱蔽。網(wǎng)上的說法是可以關(guān)閉,當(dāng)然也可以拔電源(關(guān)掉自動(dòng)配平系統(tǒng)的電開關(guān))。但是,這兩次空難的結(jié)果似乎表明,飛行員似乎并不知道如何處理。上次印尼航空的飛機(jī)在11分鐘里發(fā)生了20幾次的機(jī)頭下沉和上揚(yáng),最后還是墜毀了;這次埃航的飛機(jī)機(jī)頭朝下撞擊地面,砸出了一個(gè)10多米深、50多米大小的深坑。

關(guān)于這一點(diǎn),知乎上有很多帖子,我隨便找一個(gè)吧:

白話翻譯一下高贊大佬們的解釋。

飛機(jī)抬頭起飛的時(shí)候,如果頭抬的太高,那就很容易造成速度就沒法保證,沒有足夠的速度會(huì)導(dǎo)致升力不夠,所以可能導(dǎo)致墜機(jī)。

而波音737max系列裝了新系統(tǒng),當(dāng)飛機(jī)頭抬的太高,可能造成危險(xiǎn)時(shí),飛機(jī)會(huì)自動(dòng)低頭,以獲得更高的速度。

但是,飛機(jī)讀取頭抬多高的傳感器可能故障。在原來機(jī)頭抬的不高,速度也足夠的情況下,飛機(jī)自己會(huì)誤以為機(jī)頭太高,速度不夠,因此自行修正,低頭。于是飛機(jī)可能一頭栽向地面,peng。

新機(jī)型,新飛機(jī),半年內(nèi)出現(xiàn)兩次機(jī)毀人亡的空難,很可怕。正式的調(diào)查報(bào)告還要等一段時(shí)間,但是架不住大家瞎猜啊。越是沒有正式結(jié)果,越是會(huì)瞎猜,而且這是新機(jī)型,半年掉兩架,擱誰身上也害怕呀。

MCAS本來是為了提高飛機(jī)的穩(wěn)定性,結(jié)果變成了跟飛行員爭(zhēng)奪飛機(jī)的掌控權(quán),而且還停不下來。人工智能變成人工智障,到底是怎么回事?據(jù)說是攻角傳感器容易出問題、給出假數(shù)據(jù),MCAS覺得飛機(jī)失速的危險(xiǎn)迫在眉睫、必須立即調(diào)整飛機(jī)姿態(tài),而正在手動(dòng)駕駛的飛行員一頭霧水、不知道為什么突然被搶走了控制權(quán)。這種情況又是發(fā)生在最關(guān)鍵的飛機(jī)起飛階段,所以就悲劇了。具體情況只能等最終的調(diào)查報(bào)告了。

換種說法再來一遍。

737max因?yàn)楦鼡Q了新的發(fā)動(dòng)機(jī),所以動(dòng)不動(dòng)就要抬頭(攻角不對(duì)了),又不想重新做風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),只能湊合著用MCAS了。MCAS系統(tǒng)只聽一個(gè)傳感器AOA的話,而且它的決定優(yōu)先級(jí)高于飛行員,所以怎么都沒得救了。一般的邏輯是,如果傳感器出錯(cuò)了,直接切換成飛行員手工操作模式就行了吧。但是切換不回去,因?yàn)椴ㄒ舭袽CAS的優(yōu)先級(jí)設(shè)得比手動(dòng)還要高,而且沒告訴飛行員(或者說告了,但是沒強(qiáng)調(diào),大家都不知道這碼子事情)。也就是說,只要傳感器出問題,就沒得救了——除非你及時(shí)拔電源,似乎國(guó)內(nèi)航班出現(xiàn)過這種情況。如果你不能在第一時(shí)間把電源拔了,那么這個(gè)神經(jīng)病系統(tǒng)每五秒鐘就來跟你搶一次控制權(quán),而且搶了以后還不告訴你。

這個(gè)方法是空客發(fā)明的,但空客比較客氣,優(yōu)先級(jí)沒有人工那么高,波音比較猛,優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)得比人工高,所以人機(jī)對(duì)抗的結(jié)果總是機(jī)器贏了。有人猜是因?yàn)樾碌陌l(fā)動(dòng)機(jī)太大了,導(dǎo)致攻角的冗余度有限,而且這件事可能很嚴(yán)重,波音覺得通知飛行員就來不及了,所以直接自己動(dòng)手。結(jié)果就打架了。關(guān)鍵在于,這個(gè)操作是在手動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)的,也就是說MCAS一旦發(fā)現(xiàn)AOA的數(shù)據(jù)不對(duì)了,直接搶奪操作權(quán),飛行員還在那里發(fā)蒙呢。鬧心的是,這個(gè)AOA探測(cè)器好像很容易出故障。

人機(jī)對(duì)抗,人輸了。

再隨便截一段說明吧,類似這樣的話出現(xiàn)在很多回答里:

原因很簡(jiǎn)單,就是是MAX為了省油,升級(jí)了更大的新發(fā)動(dòng)機(jī),但737的起落架太短,只能把發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)翼的位置往前往上移,但這就造成更大抬頭力矩而容易失速,波音就給MAX設(shè)計(jì)了一個(gè)會(huì)讓飛機(jī)自動(dòng)低頭的配平系統(tǒng)MCAS,此系統(tǒng)接收到錯(cuò)誤的信號(hào)后會(huì)自動(dòng)讓飛機(jī)低頭,問題是沒寫進(jìn)手冊(cè)里,當(dāng)時(shí)飛行員并不知道有這個(gè)設(shè)計(jì),知道了此設(shè)計(jì)后還是有方法控制住飛機(jī)的。

事已至此,應(yīng)該盡快發(fā)現(xiàn)事故原因并做出修復(fù),當(dāng)然還有相應(yīng)的責(zé)任認(rèn)定和賠償問題。這次的要點(diǎn)不在于波音的動(dòng)作,而在于中國(guó)民航總局,迅速堅(jiān)決地停飛所有相關(guān)機(jī)型。中國(guó)民航局已經(jīng)停飛了所有的737max,也有一些航空公司跟上,但是接下來形勢(shì)如何發(fā)展,還不確定。

波音現(xiàn)在是進(jìn)退維谷。我有上中下三策送給波音:

上策是壯士斷腕,立即停飛所有737max,暫時(shí)中止所有相關(guān)合同,做出相應(yīng)賠償,同時(shí)努力尋找事故原因,修復(fù)故障系統(tǒng);

中策是聯(lián)合作戰(zhàn),成立美歐中三方聯(lián)合的獨(dú)立調(diào)查小組,與埃航一起,尋找事故原因,修復(fù)故障系統(tǒng);

下策是因循故事,波音獨(dú)立尋找事故原因,修復(fù)故障系統(tǒng)。

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,如果能熬過今年,也許還能挺住。

對(duì)于上策來說,經(jīng)濟(jì)代價(jià)太大,畢竟是幾萬億美元的市場(chǎng),做決定談何容易。

對(duì)于中策來說,政治代價(jià)太高,美政府也不一定拿得出對(duì)價(jià),或者說舍不得對(duì)價(jià)。

所以,很可能只能是采用下策了。

然而,波音的麻煩沒那么簡(jiǎn)單。如果不是大面積停飛的話,737max大概率還會(huì)出事,目測(cè)就在今年。因?yàn)椴桓淖詣?dòng)駕駛系統(tǒng),就可能人機(jī)對(duì)抗,機(jī)器大概率要贏,人恐輸;停用MCAS,就可能突然失速,飛行員反應(yīng)不過來,人亦輸。波音之所以采用優(yōu)先級(jí)非常高的MCAS,大概率是因?yàn)椴ㄒ粲袃?nèi)部評(píng)估,硬件冗余度有些小,非MCAS不能救急。

現(xiàn)在要做決斷了,也許本周就要決斷,雖然很難,但是沒有其他辦法。

時(shí)者難得而易失,功者難成而易敗,時(shí)乎時(shí)乎不再來。

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原文標(biāo)題:埃塞俄比亞空難,人機(jī)控制權(quán)爭(zhēng)奪后的悲劇

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