（在此感谢张聚恩、殷云浩、王元元、陈建国等专家对本文的支持和帮助）

一、两起空难概况

2019年3月10日，一架埃塞俄比亚航空公司的波音737MAX型客机起飞后6分钟坠毁，机上的149名乘客和8名机组人员不幸全部遇难，其中包括8名中国乘客，但这并不是首起737MAX空难，2018年10月29日，印尼狮航一架由波音737MAX执飞的飞机，在从雅加达起飞大约13分钟之后失联、坠毁，机上189人不幸全部罹难。这两架失事客机均为全新飞机，均在起飞后不久经历了不寻常的急速下降及爬升，空速仪表也出现异常读数，两架客机的飞行员均尝试折返，但最终都是坠毁。埃方表示，通过读取的失事埃航客机黑匣子的数据，发现与狮航失事客机的黑匣子数据“明显相似”。

狮航空难初步调查表明：失事飞机信号系统接收到一个假的迎角信号，该信号显示飞机处于高迎角状态，所以触发了飞机自动失速保护系统持续控制使飞机低头，机组人员与该自动失速保护系统进行了较长时间的飞机控制权争夺，但最终还是发生了坠机悲剧。

从目前情况看，波音在737 Max客机上安装的MCAS（机动特性增强）系统在两起空难中扮演了重要角色，本文尝试对 MCAS系统及其相关重要问题进行如下粗浅的分析。

二、MCAS系统的相关技术问题分析

所谓的MCAS系统是一种应用于737 MAX飞机的俯仰机动能力增强系统，该系统的设计初衷是避免飞机进入失速。当飞机的迎角过大时，MCAS系统就会启动。为了监测迎角大小，MCAS系统需要依赖飞机上安装的传感器，如果检测到迎角接近失速状态，该系统就会通过调节位于平尾的水平安定面，增加飞机的低头力矩，以改出失速。

通过研究波音申请的自动失速保护系统专利（CN106477055A号）以及最新资讯可以发现，现阶段暴露出的MCAS系统问题可能只是“冰山一角”，其背后可能埋藏着更多的秘密和问题。

1、从相关专利上看，MCAS系统可能只是自动失速保护系统的子系统之一

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图1  CN106477055A号附图

CN106477055A号专利与737MAX飞机上防失速系统技术最为接近，该专利名称为飞行器失速保护系统，是波音公司于2016年申请的中国发明专利。从图1右下角可知，当自动失速保护系统工作时，可以通过调节升降舵（受推杆器控制）、稳定翼（即水平安定面）、推力（估计为飞机的自动油门系统）、扰流板等多个部件来控制飞机的飞行姿态和速度；其中MCAS系统用于调节水平安定面，但其只属于自动失速保护系统的一个子程序，在737 MAX中可能还隐藏着推杆器、自动油门和自动控制扰流板等子系统。

比如，通过已公开的飞行数据显示，埃航飞机失事前，最大地速达到383海里／小时，超过了飞机正常的飞行速度，飞机的异常超速飞行，是否与自动失速保护系统的推力控制子系统有关？遗憾的是，据笔者了解，这种控制关系有可能难以从黑匣子存储的数据记录中分析出来。原因如下：由于黑匣子（FDR）的参数记录通道有限，通常，主要记录的参数包括：驾驶员操纵输入（驾驶杆位置），油门杆位移，襟翼开关等等，飞机的运动参数（姿态角，过载，角加速度，速度，高度，GPS信息等）。而飞控系统内部的信号传输，工作逻辑等信息，黑匣子不做记录。所以在事故调查中，很难分析飞控系统内部的工作过程。

2、飞行员在模拟737MAX失速时发现飞机有自动推杆现象

据悉，国内的专业飞行员技术圈的飞行员，在两台D级模拟机（经过民航局认证可以用来代替真飞机对737MAX飞行员训练的模拟机）上模拟了737MAX飞行时，出现了两种值得注意的情形：（这部分内容来自“资深机长陈建国”微信号文章“飞行圈试飞发现可能存在另一个未被告知的保护”。就在我们准备发布本文前得到消息，美国飞行员联合会发言人表示目前仅波音有1台MAX机型的模拟机，中国民航局负责人也表示国内各大航司也无737MAX模拟机。我们推测，上述引用文章所述的模拟机可能是737－800，在其基础上进行了软件包的升级。另外，这里其实又反映出一个问题，那就是如果只有波音公司有1台737MAX模拟机，特别是狮航空难后好多航司都要买，但是波音以各种理由推脱，有可能是担心模拟机飞行发现更多的MCAS的问题吗？）

情形一：在737MAX模拟机试飞演示大迎角失速时，使用襟翼（5），在接近失速时，飞机没有发生MCAS配平现象，因为按照MCAS逻辑，其工作需要在襟翼收上时工作，所以这也符合MCAS工作条件。但是，接着模拟机模拟飞行显示，飞机起飞接近失速时，会出现飞机自动推杆现象（即推杆器自行工作，控制升降舵运动）；

情形二：当737MAX模拟机试飞演示大迎角失速时，使用襟翼0，也就是收起襟翼，在接近失速时，两台模拟机上的飞机均再次发生了自动推杆现象。

以上模拟仿真结果表明，在737MAX接近失速时，推杆器可能会自行工作，而且这个自动推杆的功能不属于MCAS系统所应该具有的功能（因为据波音介绍MCAS系统只控制安定面）！也没有写在波音737MAX的使用手册里，当飞机在真实飞行中接近失速状态下（或被自动失速保护系统自动判断其处于失速状态），在没有告警的情况下，这个隐藏的自动推杆功能可能会对飞机的飞行姿态进行自动调整。

3、从基本的飞行动力学原理推断，失速保护功能也不仅能依靠MACS来实现

对于常规布局的民用喷气式飞机（后掠翼、翼吊式发动机），当飞机处于大迎角或失速状态时，应利用所有可能利用的操纵面，使得飞机改出复杂状态。这些操纵面包括：升降舵、水平安定面、扰流板、发动机推力（推力对于飞机重心也会产生力矩），并且如果飞机在大迎角时伴有大的滚转角，还要利用飞机的副翼和方向舵控制。

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图2 失速改出操作示范图

图2来源于ICAO（国际民航组织）出版的教材，是关于失速改出方法的教学示范图片。在该教材中，强调由于在大迎角状态下飞机的舵面效率降低，因此从失速状态中改出时，要利用所有可以利用到的舵面。

因此，对于波音737MAX飞机，有理由相信该飞机在进行失速保护系统设计中，包含了对多种舵面控制的功能，这样才能保证飞机从急剧失速或深失速（最为危险的几种失速类型）中改出，所以MCAS系统有可能只是737MAX飞机中具有代表性的一个自动失速保护子系统。

4、狮难空难后，波音对MCAS系统逻辑的错误描述有可能酿成大祸

狮航空难后，波音给所有使用737 MAX的航空公司发布了OMB（使用手册通告），对MCAS系统进行了专门解释说明，FAA也根据该OMB作出了相应的适航指令，当737MAX飞机襟翼收起、自动驾驶仪脱开（也就是飞机处于人工驾驶状态）、迎角过大或大坡度转弯时，MCAS系统启动，飞机的水平安定面开始受到MCAS系统的控制（如图3所示）。另外，埃航失事飞机的飞行员接受了埃航的专门培训，应该知道如何通过MAX飞机安定面配平切断电门来关闭MCAS系统（如图4所示）。

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图3波音737MAX的MCAS系统示意图