李偉

“軍改民”巨大成功

創(chuàng)立于1916年7月的波音公司，在二戰(zhàn)期間為盟軍生產(chǎn)了大量轟炸機(jī)，為反法西斯戰(zhàn)爭的勝利作出了重要貢獻(xiàn)。到二戰(zhàn)接近尾聲的1945年，波音高層開始考慮公司在戰(zhàn)后的發(fā)展，并提前布局，核心思想是從以生產(chǎn)軍用飛機(jī)為主，向軍用機(jī)、民用機(jī)雙管齊下轉(zhuǎn)型。在這個(gè)過程中，波音公司的兩位高管起到關(guān)鍵作用：一位是克萊蒙特·埃格特韋特，他1917年加入波音公司，做過制圖員和機(jī)械工程師。1934年威廉·波音退休后，克萊蒙特成為波音公司董事長。另一位是威廉·艾倫，他1925年畢業(yè)于哈佛大學(xué)法學(xué)院，1930年加入波音公司。

1944年，克萊蒙特的搭檔和繼任者菲利普·約翰遜積勞成疾突然病故，波音公司將未來的掌舵人鎖定為更年輕的威廉·艾倫。那個(gè)時(shí)期，克萊蒙特和威廉聯(lián)手作出了公司的絕大部分重要決定。

商用飛機(jī)無疑是波音的重點(diǎn)努力方向。明確該做什么之后，接下來就是考慮怎么做。做技術(shù)出身的克萊蒙特曾領(lǐng)導(dǎo)波音B-17“空中堡壘”軍用轟炸機(jī)的研發(fā)與試飛，被稱為“四引擎轟炸機(jī)之父”。正因?yàn)檫@樣，波音公司規(guī)劃的新型商用飛機(jī)，自然而然地采用了大型軍用飛機(jī)的設(shè)計(jì)藍(lán)本。從成本和市場角度出發(fā)，威廉也支持這種發(fā)展方案。

大多數(shù)軍用運(yùn)輸機(jī)都按照軍事運(yùn)輸?shù)男枰M(jìn)行設(shè)計(jì)。為了提高人員、物資和設(shè)備的裝卸效率，機(jī)體距地面高度低，起落架較短，這樣登機(jī)踏板的坡度也較小，方便車輛進(jìn)出。另外，位于機(jī)身兩側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)距地面也較低，方便戰(zhàn)時(shí)進(jìn)行維護(hù)。這些設(shè)計(jì)理念都被波音公司沿用到了民用客機(jī)的設(shè)計(jì)中。

威廉·艾倫之所以支持“軍改民”的客機(jī)設(shè)計(jì)方案，還與當(dāng)時(shí)的航空市場發(fā)展情況有很大關(guān)系。戰(zhàn)后，全球商用航空市場需求猛增，與之相對應(yīng)的是，許多國家百廢待興，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢，沒有那么多高標(biāo)準(zhǔn)的大型民用機(jī)場可用，航空公司的飛機(jī)維護(hù)能力也普遍不高。波音客機(jī)由于脫胎于軍用飛機(jī)的設(shè)計(jì)，對基礎(chǔ)設(shè)施要求較低，需要的跑道較短，易用性佳，便于維護(hù)。旅客上下飛機(jī)可以不需要機(jī)場配備專用登機(jī)梯。

1952年，克萊蒙特和威廉說服波音董事會(huì)，啟動(dòng)了707民用客機(jī)項(xiàng)目，發(fā)展美國第一款跨大西洋的商用噴氣式飛機(jī)。波音公司在707項(xiàng)目上總共投入1.85億美元，比公司當(dāng)時(shí)的凈資產(chǎn)還高出3600萬美元。1957年，在KC-135軍用空中加油機(jī)的基礎(chǔ)上研制的波音707正式投放市場，這是波音的首款噴氣式商用客機(jī)。在波音的推動(dòng)下，商業(yè)飛行從螺旋槳時(shí)代進(jìn)入噴氣式時(shí)代。

配備4部發(fā)動(dòng)機(jī)的波音707占領(lǐng)了遠(yuǎn)程市場，配備3部發(fā)動(dòng)機(jī)的波音727占領(lǐng)了中程市場，波音急欲推出雙發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)占領(lǐng)中短程市場。設(shè)計(jì)師采用與707和727相同的機(jī)體直徑，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上也與707和727共用生產(chǎn)線和機(jī)艙模塊，波音737成功面世。

由于契合當(dāng)時(shí)的市場需求，加上沿用軍用飛機(jī)設(shè)計(jì)節(jié)省了不少研發(fā)成本，波音在商用飛機(jī)領(lǐng)域的霸主地位就此確立。但是，波音737在設(shè)計(jì)上的隱患也于707立項(xiàng)時(shí)的1952年埋下。

從20世紀(jì)60年代起，波音公司的主要業(yè)務(wù)由軍用飛機(jī)轉(zhuǎn)向商用飛機(jī)。波音737因?yàn)榭梢詽M足大部分簡陋機(jī)場的需求，成為民航市場上的大贏家，也成為全世界使用最廣泛的中短程窄體客機(jī)，累計(jì)訂單超過15000架。然而，在波音737風(fēng)靡全球的時(shí)候，沒有人能夠預(yù)測客機(jī)的動(dòng)力需求會(huì)發(fā)展得那么快，發(fā)動(dòng)機(jī)的體積也越做越大。1984年，波音737—300勉強(qiáng)裝上了CFM56—3型發(fā)動(dòng)機(jī)。到了波音737—600時(shí)，配備的CFM56—7型發(fā)動(dòng)機(jī)采用直徑1.55米的24葉片寬弦風(fēng)扇。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)不過于貼近地面，737—600機(jī)體上的發(fā)動(dòng)機(jī)位置不得不上移。這惡化了飛機(jī)的空氣動(dòng)力外形，也成為可能引發(fā)事故的設(shè)計(jì)隱患。

錯(cuò)過第二次機(jī)會(huì)

在波音737壟斷中短程窄體客機(jī)市場數(shù)十年后，歐洲空客公司推出了一款與737針鋒相對的產(chǎn)品——A320系列。在2011年6月的巴黎航展上，空客公司獲得730架訂單，總值達(dá)720億美元，創(chuàng)造了民用航空業(yè)界的新紀(jì)錄，遠(yuǎn)超波音公司。其中改良機(jī)型A320NEO斬獲了667張訂單。

波音公司知道，737系列必須作出改變了。

2011年9月，時(shí)任波音民用飛機(jī)集團(tuán)產(chǎn)品和服務(wù)市場部副總裁蘭迪·廷塞思透露，波音高層已經(jīng)猶豫了兩年，考慮要不要重新設(shè)計(jì)適應(yīng)新時(shí)代需求的窄體客機(jī)。當(dāng)時(shí)他們計(jì)劃在2019年到2020年間推出一個(gè)全新的設(shè)計(jì)方案，用于替代曾廣受歡迎的737系列。這個(gè)新項(xiàng)目的代號為“新一代小飛機(jī)”（NSA）。

遺憾的是，一款新飛機(jī)在設(shè)計(jì)、零部件供應(yīng)鏈和獲取適航證方面存在多種不確定風(fēng)險(xiǎn)，遠(yuǎn)不及在成熟機(jī)型上進(jìn)行改動(dòng)來得高效、實(shí)惠。新機(jī)型雖然能夠給人耳目一新的感覺，但是在實(shí)際運(yùn)行中，必須考慮人員培訓(xùn)、維修與維護(hù)成本、系統(tǒng)適配度、與整體機(jī)隊(duì)的配合度等一系列復(fù)雜問題。一方面，航空公司希望機(jī)型改進(jìn)越快越好;另一方面，波音公司對新機(jī)型的生產(chǎn)體系和產(chǎn)量心里沒底。最終，波音放棄了新機(jī)型的設(shè)計(jì)方案，改為推出改進(jìn)型737，即737—MAX系列，NSA則胎死腹中。

波音737從定型發(fā)展到今天，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都十分成熟，牽一發(fā)而動(dòng)全身。因此，737—MAX在空氣動(dòng)力布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面并沒有根本性的改動(dòng)。該系列機(jī)型問世后，立即受到全球航空公司的歡迎。換裝新發(fā)動(dòng)機(jī)的737—MAX運(yùn)載能力更強(qiáng)，航程更遠(yuǎn)，也更省油，由此成為空客窄體客機(jī)的強(qiáng)勁對手。

事實(shí)上，737—MAX系列的成功，只是波音面對空客的競爭所作出的一個(gè)應(yīng)激反應(yīng)。這么做雖然快速形成了相對于空客A320的優(yōu)勢，成功實(shí)施狙擊，但也錯(cuò)過了消除客機(jī)安全隱患的第二次機(jī)會(huì)。

傳感器致命誤判

那么，波音737系列飛機(jī)的安全隱患究竟在哪里呢？737—MAX與其他同級別客機(jī)相比，存在起落架短、機(jī)身更貼近地面的明顯特征，這是其原始設(shè)計(jì)決定的。要知道，發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)體上的位置不可能無限加高，波音737—MAX系列機(jī)型的起落架太短，是導(dǎo)致它難以搭載更大涵道發(fā)動(dòng)機(jī)的一道硬傷。

波音737—MAX所采用的LEAP—1B型發(fā)動(dòng)機(jī)，其體積比空客飛機(jī)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)要小，動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性都有欠缺，但它的位置仍然高過了機(jī)翼。飛機(jī)外觀看上去奇怪倒還是小事，關(guān)鍵是這樣設(shè)計(jì)使得飛機(jī)在高速飛行時(shí)很可能出現(xiàn)自動(dòng)抬頭的情況。一旦機(jī)翼與水平面的仰角過大，飛機(jī)就可能突然失速，從而導(dǎo)致墜毀。

對于這一技術(shù)隱患，波音的解決方法是推出機(jī)動(dòng)特性增穩(wěn)系統(tǒng)（MCAS），用電腦軟件進(jìn)行控制。如果客機(jī)出現(xiàn)自動(dòng)抬頭的情況，那么MCAS就通過機(jī)載電腦控制飛機(jī)“低頭”，MCAS的判斷依據(jù)來自于傳感器，這又制造了新的隱患——傳感器有誤判的可能。波音737—MAX機(jī)頭位置的兩個(gè)仰角傳感器，其數(shù)據(jù)是互相獨(dú)立的，不會(huì)進(jìn)行交叉檢測，也就是說，其中任何一個(gè)傳感器出現(xiàn)大仰角讀數(shù)時(shí)，都會(huì)向機(jī)載電腦報(bào)告，從而控制飛機(jī)“低頭”。

根據(jù)目前已知的調(diào)查結(jié)果，還不能證實(shí)埃航和印尼航空的兩起737—MAX8墜毀事故是傳感器失靈導(dǎo)致的。不過已經(jīng)證實(shí)：印尼航空的這架737—MAX8之前被檢測出傳感器故障，并在未確定排除故障的情況下執(zhí)行了4次飛行任務(wù)。兩架飛機(jī)墜毀前，都曾出現(xiàn)飛行員難以操控飛機(jī)的情況。這說明，在飛行狀態(tài)正常的情況下，MCAS可能聽從傳感器的“報(bào)告”，強(qiáng)行控制飛機(jī)“低頭”。

波音的錯(cuò)誤還在于，沒有把MCAS的功能作為飛行員換型訓(xùn)練的一部分，這使得飛行員在手動(dòng)操作被意外否決時(shí)大吃一驚，也難以采用迅捷有效的辦法解除自動(dòng)控制，實(shí)施手動(dòng)接管。兩起事故中，飛機(jī)都是在剛剛起飛后突然出現(xiàn)高度大幅下降，這很有可能是“人機(jī)交戰(zhàn)”后飛行員失敗，最終飛機(jī)失控墜毀。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com