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时间:2019-03-19 09:45来源:航空维修 作者:中国航空
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轻易带杆超越配平效果”,而不会反过来超越驾驶杆的操纵权限。

(三)B737MAX的MCAS工作逻辑

B737MAX选用了风扇尺寸更大的CFM-LEAP发动机,却仍然沿用B737NG短小的主起落架尺寸,导致发动机离地间隙不够。为了解决这个问题,波音将发动机位置前移,并将风扇涵道略微上翘。

不成想,这一调整改变了升力焦点与重心的相对关系,同时也放大了“加油门抬机头”效应。飞机在高迎角状态下的操纵品质变差。

在B737NG的系统架构,对失速/临近失速的感知和判定,属于失速管理偏航阻尼器(SMYD)的权限。正如我们上文所述,当B737NG临近失速时,失速警告、失速配平、EFSM增加带杆力、自动缝翼伸出等动作,都是在SYMD的协调下完成的。

SMYD接受空速、迎角、姿态、高度、推力、襟缝翼位置、防冰构型等数据,综合判定飞机是否临近或进入失速,并向相关系统发送信号。尽管B737NG的SYMD不具备跨系统比对数据的能力(详见《解决方案陷阱》一文),但实践证明B737NG飞机SYMD的工作是可靠并有效的。

B737MAX在高迎角状态下的操纵品质发生了重大变化。如果循常理推之,波音应当首先考虑调整SYMD的软件。因为SYMD采集的数据更全面,这对于高迎角状态配平的介入时机和程度都是有意义的。

但波音并没有这么做。

B737MAX选择将“失速配平”择出来略作修改,再冠以一个逼格闪闪的新名字——“机动特性增强系统”(MCAS)。我们用一张表来展示B737NG失速配平与B737MAX的MCAS的差异。

为什么要这样设计呢?

波音不说,我们永远都不会知道。但从下面这些细节中,或许可以找到线索。

(1)高迎角状态

自始至终,波音都不承认MCAS是为失速设计,而只称之为“高迎角状态改善操纵品质”。

高迎角状态,不一定是失速。

这意味着,B737MAX出现“高迎角操纵品质变差”可能早于失速/临近失速。如果继续沿用B737NG“失速配平”触发标准(空速小于失速速度),MCAS的介入会过晚。

所以波音选择绕过SYMD,单独划定一个迎角阈值,由FCC单独指令MCAS动作。

但是一体两面,失速,一定是高迎角状态。

这样一个对飞机失速特性构成严重影响的操作,完全绕开SYMD的监控和挟制,由单个FCC依据,单个迎角传感器数据,自行决定介入,难道没有问题吗?

任何技术问题,首先都是逻辑问题?

(2)升降舵操纵权限

在B737NG机型上“失速配平”与“EFSM增大带杆力”的共同效果,也仅仅是“make sure the pilot cannot easily stop this automatic stabilizer movement with the elevator control column nose up input”。

上述两个系统的设计,意在增加机组带杆难度,防止失速过程中的误操作,但绝不会超过驾驶杆的操纵权限。

但是在B737MAX机型上,波音刻意将MCAS权限扩大至全配平行程,切断MCAS与SYMD和EFSM的一切关联,改“空速触发”为“迎角触发”......

请容许我再强调一遍,以上修改是波音刻!意!为!之!是要波音额外花钱进行设计和验证的。

作为一家百年航空老店,波音对B737系列机型的改进已经持续了50多年。难道波音的设计师都是傻子,意识不到以上修改MCAS可能超过驾驶杆权限?难道波音故意花钱给自己找麻烦玩儿?

“无利不起早”——波音的这项改进,一定存在紧迫、不可回避的性能需求。

也就是说,B737MAX所谓“高迎角操纵品质变差”的问题可能远远要比业界的普遍认识更严重,严重到波音采取如此极端的“外挂”进行干预。

B737MAX被全球禁飞后,波音公司急于解决MCAS误动作问题,开始回过头来“水多了加面”。

MCAS后续的修改对“高迎角操纵品质变差”又会造成何种影响,可能是更需要业内警惕的问题。但愿我们不需要用下一次空难再来敦促波音“面多了加水”。

(四)可能的解决方案

在最近几天已经陆陆续续波音可能采取的修改方案透露出来。由于并未得到官方确认,本文不便置评。这里我们只从理论上讨论MCAS可能的解决方案。
 
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本文链接地址:分析|业内争议巨大的B737MAX飞机的MCAS系统(3)