為什麼中國C919可能比波音737MAX更安全?_風聞
观察者网用户_268317-2019-03-14 22:04
來源:微信公眾號“撥開迷霧看世界”
摘 要
作為具有50多年曆史的波音737系列的最新型號,怎麼可能不如只有10年曆史的中國商飛設計的新飛機C919?答案是體制原因。很簡單,中國商飛是國有股份制企業,這決定了它不會因為資本急於盈利的壓力而向安全問題妥協。波音737MAX接連墜毀而被多國停飛,主要原因就是因為波音為了急於應對空客A320neo的競爭,強行繼續改進架構陳舊的波音737而造成的。也就是資本在盈利和安全隱患之間,選擇了盈利優先。
有些問題的答案可能和直覺相反,而出人意料。
作為具有50多年曆史的波音737系列的最新型號,怎麼可能不如只有10年曆史的中國商飛設計的新飛機C919?
答案是體制原因。
很簡單,中國商飛是國有股份制企業,這決定了它不會因為資本急於盈利的壓力而向安全問題妥協。
波音737MAX接連墜毀而被多國停飛,主要原因就是因為波音為了急於應對空客A320neo的競爭,強行繼續改進架構陳舊的波音737而造成的。
也就是資本在盈利和安全隱患之間,選擇了盈利優先。
波音737設計於1964年,1967年首飛,是波音歷史上最成功的噴氣式客機,在737MAX之前的各種型號總計生產了10000架。
從商業上來看,波音737MAX非常成功。
737MAX在2016 年 1 月 29 日完成首次飛行,2017 年 5 月就開始正式投入商業運營。截止2019年1月,波音737MAX系列飛機已經交付350架,訂單數達到5077架。
但是,設計於1964年的波音737有一個最大的問題,就是起落架過短。
早期的波音737,為了便於在簡易機場上下客,前艙門可以打開作為扶梯使用,因此離地間隙很低。
波音一直有研究一款新型客機取代整體架構陳舊的737的想法,但是原本用於替代737的757定位失敗,銷售不佳,到2005年停產時只生產了1050架。倒是波音對737縫縫補補的各種改進款銷售火爆,也就失去了開發新款飛機的動力。
但是後來空中客車公司的A320對波音737形成了巨大的壓力,大有後來居上之勢。尤其是2010年12月宣佈的A320neo項目,採用CFM公司的Leap-1發動機,可大幅提高燃油效率,減少運營成本,大獲航空公司歡迎。
波音為避免訂單流失,決定不選耗時的新機型開發,而是繼續壓榨737的潛力。2011年8月,波音正式宣佈在737NG基礎上升級,研發737 MAX。
為了大幅提高燃油效率,737MAX也採用了LEAP-1發動機。但是,LEAP-1發動機的風扇直徑很大,737的機翼離地面距離很短,就放不下了。
波音的解決方案,一是讓CFM公司把發動機直徑從78英寸減到66英寸,並把底部拍扁,榨乾每一點空間;
其次是發動機在機翼的安裝位置,儘量往前、往上升高。
737MAX發動機的離地間隙已經小的不能再小了。
但是這樣一來,737MAX的氣動性能就受到影響,如此安裝的發動機工作時容易產生抬頭的力矩,有引起飛行迎角過高而導致失速的隱患。
有人可能要説了,多簡單,增加起落架高度不就行了嗎?
在一個飛機的各種改型中,機翼、發動機、各種設備都可以更新換代,機身也可以加長或縮短。但是機身直徑、基本機構是不能變的,否則工作量就相當於重新設計一個新飛機了。增加起落架長度是一個牽一髮而動全身的工程。起落架艙要變大,管線路要重新設計,液壓機構等大部件需要重新設計佈置……基本就意味着推翻重新設計機身結構了。
所以,不能隨意增加起落架高度。
但是容易失速,尤其是在起降狀態可是要命的事情。
而競爭的時間壓力、資本的盈利要求都不允許波音重新設計737MAX機身結構。
那怎麼解決波音737MAX飛機容易導致大迎角飛行失速的隱患呢?
最終沒有辦法,波音設計師就開發了一套MCAS機動特性增強系統,隨時監測飛機迎角,迎角超過了安全界限,就自動壓低機頭保持10秒鐘飛行,然後解除。
但是這個解決方案簡單粗暴,而且沒有考慮到傳感器失效的問題。
波音737MAX機頭兩側的迎角傳感器。
更為惡劣的是,波音在培訓中沒有主動告知客户這一設置,很可能是為了避免客户知道,737MAX有容易大迎角失速的隱患。
2018年10 月 29 日,印尼獅航JT610航班在離開機場十分鐘後墜機,導致189 人罹難,涉事的飛機是交付僅三個月的波音 737 Max。
獅航發佈的調查報告稱,失事的波音737-MAX8客機出現技術問題,飛機不斷自動將機頭降低,而飛行員不斷嘗試將機頭抬起,機組直到飛機墜毀都在與控制系統搏鬥,但最終發生墜機事故。
2018年11月22日,印尼發佈失事飛機黑匣子數據解碼。
【飛機在最後6分多鐘裏,低頭(俯衝)和抬頭(爬升)的操縱信號不斷交替出現達25次之多,間隔往往只有幾秒。而且低頭的操縱信號都是自動操縱系統發出,抬頭的操縱信號則是手工發出。很可能是迎角傳感器的錯誤信號讓MCAS判定飛機有失速危險,從而發出低頭操縱信號。而飛行員發現飛機不正常俯衝後,手動發出抬頭操縱信號。但MCAS再次發出低頭信號……】
事故分析表明,737MAX的迎角傳感器故障,導致MCAS系統誤以為飛機迎角過大,於是自動下壓機頭,導致飛機墜毀。
印尼事故調查小組表示,調閲失事客機飛行記錄時發現,該機此前曾發生4次兩側迎角傳感器及空速表故障問題。失事前一天的一次飛行中,該機兩側迎角傳感器相差達20度,一度影響飛行安全,所幸飛行員成功控制住飛機,安全降落。
印尼認為,MCAS系統觸發後,系統越過飛行員直接操控飛機向下俯衝,也沒有明顯的顯示或者語音警告,而且波音的培訓中從未提及此項功能。
另外,檢測迎角依靠機頭兩側的迎角傳感器,但是軟件設計沒有考慮傳感器故障的問題。傳感器信號不一致時,系統並沒有排除故障功能,而是傾向於使用最極端的數據下壓機頭,導致飛機進入死亡俯衝。
波音公司則斷然否認波音737MAX設計有問題,認為是印尼獅航疏於維護迎角傳感器造成了故障,並指控獅航的維護和安全記錄不佳。
獅航是波音737MAX第一個客户,購買了 201 架 737 Max,目前仍有價值 220 億美元的 190 架客機待交付。
針對波音公司把事故責任歸咎於航空公司,獅航非常憤怒,正在考慮取消獅航與波音公司剩餘訂單。
波音消極對待推諉責任
印尼獅航空難之後,波音公司只是向全球737MAX機型的運營商發佈了一個公告,警告該系列飛機的飛行控制系統存在讀數輸出錯誤的問題,可能會導致飛機自行大角度俯衝並墜落。聲明稱,飛機俯衝的問題只會在手動飛行時發生;如果迎角傳感器數據錯誤,會導致飛機控制桿下推10秒。
波音公司表示,發出這一份安全公告只是為了強調其現有操作程序,而不是意味着飛機設計有問題。
對此,美國聯邦航空管理局表示,“迎角傳感器錯誤的輸出數據,可能會使水平穩定器向下傾斜飛機機頭,使飛機難以控制”。要求相關運營商依照波音公司的公告執行操作,修改飛行手冊。
事故隱患就此遭掩飾。
波音將為自己的傲慢瀆職付出代價
2019年3月10日,埃塞俄比亞的一架波音737MAX墜毀了,這是一架交付僅僅5個月的新飛機。還是同樣的情形:飛機起飛後反反覆覆爬升下降,最後墜毀。
儘管損失巨大,中國民航局還是果斷停飛了所以737MAX8飛機。
而波音錯過了5個月的改錯時間,什麼也沒有做,至今仍然糾結在宣佈全球停飛將造成的巨大損失,遲遲不願意認錯。
埃航事故一發生,中國民航總局冒着停飛的巨大損失,果斷下令中國所有97架波音737MAX8停飛。
這也是體制原因。
【據李健介紹,在作出該決定前,中國民航局已與波音公司及美國聯邦航空局進行了溝通。由於美方一直很難下定決心,民航局只得率先做出停飛該機型的決定並致函告知美方,同時表示希望美方可儘快重新確認保障波音737-8飛行安全的有關措施。一旦問題可以解決,再重新恢復該機型的商業飛行。
但據李健判斷,波音737-8的問題目前很難解決:“波音737-8機型出現的問題目前只有在自動駕駛狀態可以解決,人工駕駛狀態則來不及,再接自動駕駛也接不上。技術上有一些辦法,但不能根本解決。”】
在自動駕駛狀態,因為可以通過系統自動配平不使飛機進入威脅狀態,MCAS不工作。而在人工駕駛狀態,很可能是737MAX比較容易進入失速的危險狀態,波音才讓MCAS強行工作。
也就是説,很可能因為強行安裝大直徑發動機導致737MAX容易進入失速狀態,這種硬件不行軟件湊合造成的安全隱患無法可靠解決。
這將直接威脅到波音5000架737MAX訂單的命運。對此,波音和美國聯邦航空管理局出奇的一致。
波音公司3月12日在一份最新聲明中仍堅稱其“對737 MAX 的安全性充滿信心”,還表示“根據現有的信息,我們沒有任何依據向運營商發佈新的指導”。
美國聯邦航空管理局向全世界宣稱:737MA仍然符合適航要求。
聯邦航空管理局(FAA)在通告中稱,“外部報道稱,埃塞俄比亞航空航空事故,與2018年10月29日獅子航空610航班事故具有相似性。但目前調查才剛開始,目前我們尚未得到任何數據,以得出任何結論或採取行動。”
全球52個國家已經對737MAX宣佈禁航令。剛剛,宣稱不會禁飛MAX的加拿大也終於發佈禁飛令了。現在似乎只有美國人民可以繼續自由享受737MAX。
5000架飛機的利益太大了!這也是制度原因。
很可能,某些大型產業還是中國的體制好,比如航天和高鐵。中國航天正在穩紮穩打,載人飛船、空間站按部就班進行。
而美國自從航天飛機項目失敗後,美國的軍工巨頭們不思進取,滿足於從俄羅斯購買火箭發動機和載人飛船,照樣可以賺錢,而下一代空間站也遲遲沒有動靜。幸虧有了一個馬斯克的SpaceX。但馬斯克的公司遲遲不能盈利,面對資本的壓力馬斯克不得不以吹噓移民火星的大泡泡爭取更多的時間。在這種體制下,馬斯克的幾個公司隨時可能被資本拋棄而導致破產。
中國的飛機。支線噴氣客機ARJ21從2002年立項,2008年首飛,而到了2016年才正式開始商業運營。14年磨一劍,還在持續改進。
下達737MAX禁飛令的民航副局長李健(右)在黑龍江乘坐ARJ21
幹線噴氣客機C919,2008年啓動,2017年才首飛,還將繼續試飛幾年。
已經有三架C919進行試飛,還將生產兩架加入試飛。不急不躁,沒有資本的壓力。什麼時候合格,什麼時候才進入市場。
這就是中國大飛機安全的保障。
**附文:**大飛機C919憑什麼和波音空客競爭
民用航空是完全開放、自由競爭的市場,面對同級別成熟的波音737和空客A320,航空公司憑什麼要買中國的C919飛機?
C919是和波音737、空客A320同一級別的飛機:單通道幹線飛機。之所以先造這一等級的大飛機,是因為需求量最大,中國民航70%的飛機都是這一級。預計未來20年,中國需要3500架這樣的飛機。
C919的市場時機和運十的時代已經完全不同了。
“造不如買”的短見,讓與空客差不多同時起步的中國大飛機下馬,毀了中國的整個民機工業,造成了整個產業鏈、技術和人才的斷層。
C919必須和世界最先進的飛機競爭,因此不能追求國產化率,必須採用最先進、最成熟的設備,首先確保商業上的成功。
舉個例子來説,C919的鉚釘全部是進口的。難道中國連鉚釘都做不了嗎?不是的,是因為中國的鉚釘一致性不夠,公差大。原因是過去沒有這麼高的要求,沒有需求自然沒有動力去改進。
但是隨着中國自己的民機工業起來了,必將而且已經帶動了國產大飛機產業鏈的發展。
重點在這裏:在保證安全性的前提下,C919在最重要的四個要素:氣動佈局、機體結構、動力裝置、機載系統上,都比波音737、空客A320要先進。
1. 氣動佈局
首先,我們注意看一下機頭,A320和737的機頭以風擋玻璃為界分成兩個不同的弧線,而C919的機頭整體就是一個漂亮的弧線。
這是因為C919採用了4塊流線型曲面大玻璃,而A320和737採用了傳統的6塊平面玻璃。對比圖看一下:
C919大視野大眼睛對比737的小眯縫眼。
C919不但有大視野,而且阻力小。為什麼波音和空客都不能改呢?因為C919的曲面玻璃是承載式風擋,強度高,能傳遞載荷。如果波音和空客要改,等於強度和氣動阻力要重新設計驗證,工作量太大。這就是後發優勢。
其次,C919採用了超臨界機翼和翼稍小翼。當時做了1000多個設計方案,利用中國超級計算機的優勢(中國超級計算機包攬世界前兩位好多年,剛剛才被美國扳回一局),算出最優的4個方案做風洞試驗,最後才優選出來,大大降低了阻力。
另外,A320比波音737的客艙寬了16公分,而C919又比A320寬了5公分。因此,C919的舒適性是最好的。
雖然機身更寬加大了阻力,但是優秀的氣動設計使得C919的綜合阻力最小。
2. 機體結構
C919採用了11.5%的複合材料,稍高於737和A320,但是C919還大量使用了第三代鋁鋰合金,這種材料相比常規材料可以減重7%。
3. 動力裝置
在設計C919的時候,波音737和空客A320都是採用的成熟的CFM56發動機。CFM公司是美國GE和法國斯奈克瑪公司的合資公司,基本壟斷了這一級別的發動機。
C919選擇了CFM的下一代發動機LEAP,否則等C919能量產的時候肯定落後了。果然,現在最新的波音737Max和空客A320neo也都採用了這款新發動機。
LEAP-1A為A320neo適配,LEAP-1B為737Max適配,LEAP-1C為C919適配。由於C919設計時就和CFM共同做適配,做到了發動機吊掛一體化設計,能額外減阻2%。
而波音737設計時機翼和地面距離太小,沒有辦法安裝尺寸較大的發動機,所以波音737-MAX的LEAP-1B不得不瘦身,無論是尺寸還是推力,都比C919和A320-NEO的LEAP發動機小。
4. 機載系統
波音737至今都沒有使用電傳操縱系統,仍然是老式的鋼索+液壓助利,比較費力。空客A320是世界上首款採用電傳操縱系統的民用飛機,而C919則是在單通道客機中首次採用了三軸電傳操縱系統,同時採用了最新綜合航電系統。
看上面是波音最新型號的737MAX的座艙,換了4塊大顯示屏。仍然採用巨大的駕駛杆,因為它仍然是機械+液壓操縱的,需要體力。
對比一下C919先進的駕駛艙:
波音737是50年前設計的飛機,空客A320是30年前,雖然歷經修改和升級,但是主體的氣動設計和操控設計都無法有大的變化,否則不如重新設計全新的型號了。
A320相比波音737後來居上,就是後發優勢;而C919性能超越前兩者,也是後發優勢。
C919是一架非常漂亮的飛機。
對航空公司來説,C919優異的設計具有燃油效率高、運營成本低的優勢;
對飛行員來説,C919座艙先進視野好,操縱起來更加得心應手;
對乘客來説,C919客艙大,舒適性更好。
這就是C919的競爭優勢。