北京时间4日23:30,埃塞俄比亚当地时间18:30,埃塞俄比亚民航局作为埃塞航ET302航班事故调查小组的主导者,公布了事故初步调查报告(preliminary report),我们第一时间为大家带来解读。
为了方便大家更好地理解文章内容,我们先介绍几个背景知识。
背景知识1
什么是水平安定面、升降舵
以飞机重心为受力点,飞机通过调节水平尾翼(包括水平安定面和升降舵)的升力大小来控制飞机俯仰(抬头/低头)——玩过跷跷板的可以脑补一下。
水平尾翼中,前面面积较大的叫做水平安定面(Horizontal Stabilizer),后面面积稍小的叫做升降舵(elevator)。
水平安定面面积比升降舵更大,俯仰控制效能更高,同样的俯仰改变效果所需要调整的角度比升降舵更小,使用配平驱动的控制方式,以达到更精准的控制效果。
B737NG/MAX飞机的水平安定面的移动范围是——
从“中立位”开始,
向上 4.2° 水平安定面“前缘上止位”(飞机低头配平-AND);
向下12.9°水平安定面“前缘下止位”(飞机抬头配平-ANU)。
下图左侧的三个 “-” 标记从上到下分别代表着“前缘上止位、中立位、前缘下止位”
下图是B737的安定面配平刻度表。
而安定面位置和安定面配平的对应关系是:
背景知识2
B737俯仰控制对于737(CL/NG/MAX)飞机,飞行员通过前后移动驾驶杆,控制飞机的升降舵的角度。飞机自动驾驶和飞行员人工通过电动或者人工配平安定面,控制水平安定面的角度。安定面配平可以电动控制(自动驾驶和人工电动配平),也可以人工控制(手摇配平轮)。
B737的安定面配平一共有三种模式:
自动驾驶电动配平;
人工电动配平——通过驾驶杆上的配平电门;
人工手动配平——通过转动配平轮进行配平。
当安定面配平开关切断后,只能通过最后的人工手动配平模式,通过转动配平轮进行配平。
737NG驾驶舱,操纵系统原理与737MAX一致
水平安定面的作用是:
1、当飞行员/自动驾驶需要在杆(升降舵)上持续地施加一个力量(不论推杆还是拉杆)才能获得希望的俯仰状态时,可以人工调整、或者由飞机系统自动调整安定面的角度,帮助减小俯仰操纵的力量需求——飞得更轻松。
2、当飞机处于危险的大迎角状态时(接近失速),飞机也可以自动调整安定面的角度,帮助减小迎角,避免失速——避免失速危险。
这就是安定面的安定(stabilize)作用。我们现在可以理解,这个部件之所以称之为安定面Stabilizer,是因为这个部件的作用就是用来起stabilize(安定、稳定)的作用,提高飞机俯仰方向(抬头/低头)的安定/稳定性(stability)。
——报告正文——
编者注:内容根据报告原文翻译,编排稍有调整(报告原文有个别处时间轴未按时间顺序),点击文末“阅读原文”可下载事故初步调查报告原文。
报告正文-事件经过
注:
1、以下经过是基于DFDR(飞行数据记录器)、CVR(驾驶舱语音记录器)和ATC(空中交通管制)通话的初步分析。随着调查的继续,可能会在最终报告发布之前进行修订和更改。
2、时间均为世界协调时UTC,当地时间为UTC+3,北京时间为UTC+8。
05:37:34,ATC给ET-302航班发布起飞许可,并指挥其起飞后联系119.7 MHz。
大约05:38,飞机从07R跑道开始起飞滑跑,机场标高2333.5米,飞机襟翼设置为5(e起飞注:原文为5°,此处修改),安定面配平设置为5.6个单位。起飞滑跑表现正常,左右迎角(AOA)数值正常。起飞推力稳定在约94%N1,与N1基准值相匹配。随后的绝大部分时间里,N1基准值保持在94%左右,并且油门没有移动。N1基准值在记录结束前220秒指示消失。根据DFDR记录的控制杆力和CVR记录,机长是操纵飞机的飞行员。
05:38:43,飞机到达无线电高度大约50英尺,飞行指引仪横滚模式改为LNAV。(e起飞注:这意味着飞机在开始起飞前预位了LNAV模式。)
05:38:44,离地后不久,左右记录的AOA值出现偏差。左AOA下降至11.1°然后增加至35.7°,而右AOA值显示14.94°。随后,左AOA值在3/4秒内达到74.5°,而右AOA达到最大值15.3°。此时,左抖杆器被激活(注:表示失速告警)并一直工作直到接近记录结束。此外,左侧的空速、高度和飞行指引仪俯仰指示与右侧对应指示出现偏差。左侧值低于右侧值,直到接近记录结束。
05:38:46,无线电高度大约200英尺,飞机主警告(Master Caution)灯亮。
05:38:58,无线电高度大约400英尺,机长两次试图接通自动驾驶,未成功。
从以上迹象看,埃塞航ET302航班机长对于狮航JT610事故中暴露出的MCAS工作原理和类似故障的处置指引很可能是有所了解的——在手册允许的最低400英尺就试图接通自动驾驶,可能是为了避免进入激活MCAS工作的条件。因为MCAS只可能在人工操纵时生效。
3、机组没有按照“空速不可靠”检查单的指引,设置推力80%N1和姿态10°,而是保持起飞推力不变。一方面可能与飞机起飞全重接近性能计算的上限有关,一方面可能与持续存在的抖杆警告干扰有关。而大推力是随后速度持续增加,进而超过Vmo,造成人工转动安定面配平轮困难的原因之一。
4、MCAS的另一个工作条件是“襟翼收上”。机组在1000英尺后接通了自动驾驶,但依然选择收上襟翼。这个选择同样可能与飞机起飞全重接近性能计算的上限有关——机组希望通过收完襟翼获得更好的越障性能。
5、按照报告,05:40:00,飞机系统第1次自动施加低头配平(AND)时持续了9秒(下图位置①,横轴一小格代表3秒)。
-点击看大图-
这次作动,让安定面位置从约5个单位变化到了约2个单位(上图位置②)。这个时候,空速还未超过Vmo(340kt),约为300kt左右(读图得到的大概数字)。
随后机组使用人工电动配平往回调整安定面位置,持续配平4秒左右,将安定面位置从约2个单位调整到接近3个单位。(上图位置③)
机组停止配平5秒钟后,飞机系统第2次自动施加低头配平(AND),这次持续了约7秒左右(上图位置④)。这次让安定面位置从约2个单位继续前移到接近0个单位(上图位置⑤)。
随后机组再次使用人工电动配平往回调整安定面位置,持续配平10秒左右,将安定面位置从约0个单位回复到接近2.1个单位。(上图位置⑥)
05:40:35,副驾驶两次喊话“安定面配平切断”,机长同意,然后副驾驶确认安定面配平切断。(上图箭头及文字所示位置)。这个时候,空速已经接近或超过Vmo(340kt)。
在此之后,自动驾驶电动配平输入信号一次,但安定面位置没有移动,始终保持在2.1个单位附近。
05:41:30,机长要求副驾驶与他一起向后带杆,副驾驶确认收到。
05:41:46,机长询问副驾驶配平是否可用,副驾驶回答说配平不起作用,并询问机长是否可以手动配平,机长告诉他试试。
05:41:54,副驾驶回复说手动配平不工作。
05:43:04,机长要求副驾驶一起拉杆,并表示飞机姿态是不够的。
以上记录表明:
在安定面位置保持在2.1个单位附近的情况下,机长持续向后带杆,有点带不动了,需要副驾驶帮助。
机组没能成功人工转动配平轮。(此处见下一条点评)
05:43:11,人工电动配平信号再次出现(上图位置⑦),安定面在ANU方向上从2.1个单位移动到2.3个单位。这说明,在05:43:11之前的某个时间里,安定面配平切断电门很可能从cutoff位置回到了正常工作位置(normal位置)。
05:43:20,在最后一次人工电动配平输入后大约5秒钟,出现第4次安定面低头AND自动配平指令,持续约5秒钟(上图位置⑧)。安定面从2.3单位移动到1.0单位。飞机开始向下俯冲(上图位置⑨)。
这个过程中机组没有再输入向后的电动配平。
6、05:41:54,副驾驶回复说手动配平不工作。这个时候,飞机的速度大已经接近或超过Vmo(340kt)。
波音737飞行机组训练手册中对于人工转动配平轮有如下描述:
红框中的这段话翻译成中文:“安定面上过大的气动载荷可能要求两个飞行员共同用力来修正错误的(安定面)配平。在极端的情况下,可能需要气动性地释放气动载荷才能进行人工配平。尝试人工配平的同时应向配平目标速度加速或减速。”
翻译成大白话就是:
① 人工操作配平轮可能需要很大的力气——甚至需要两个飞行员一起用力;
② 如果感觉转不动配平轮(卡住了),松一下杆(气动性地释放气动载荷),就可以转得动配平轮了。
对此,我们有两点观点:
在速度接近甚至超过Vmo/Mmo时,人工操纵配平轮需要多大的力,可能很少人有过体验,包括试飞在内的取证环节很可能未包括这种情况。
FCTM里提到的“松一下杆再转配平轮”这个技巧是否被ET-302机组正确应用,也需要进一步判读。
7、我们无意苛责机组的表现,因为是当事机组、而不是我们这些评论人员面对着“空速不可靠+抖杆”的多重故障、甚至可能更多的其他干扰。
但出于借鉴经验吸取,我们还是希望能够通过复盘,为所有的飞行员能够有更好的处置提供一些思考。
机组在400英尺接通自动驾驶的选择值得商榷,因为这与“空速不可靠”检查单的指引不符。而且机长三次尝试接通的都是空速指示出现异常的自动驾驶A通道,这与检查单背后的逻辑也不相符。
机组接通自动驾驶后又再次断开,原因未知。
如果安定面到接近前止位的位置,机组的全部精力将在拉杆上,几乎不可能有精力再来人工转动配平轮。除非有足够的高度,让机组可以接受一部分高度损失(松一下杆),才能让机组有时间处理安定面问题。(05:41:54,副驾驶回复说手动配平不工作时,飞机气压高度有约11000英尺)。
所以,对于安定面失控故障,及时发现并制止安定面被错误配平到过于靠前/靠后的位置,这一点至关重要。这也是为什么这个科目是“熟记项目”的原因。
如果机组选择不收襟翼直接返回目的地机场(双发情况下越障不存在问题),MCAS不会作动。
如果机组在收上襟翼后有足够的警觉,在飞机系统第1次持续了9秒自动飞机机头低头配平(AND)时,机组能够及时使用人工电动配平或者配平切断电门阻断安定面的异常工作,在速度不大于Vmo时,使用配平轮将安定面位置调回到合适位置。机组尚有机会恢复对飞机的控制。
如此复杂的故障,需要机组良好的排除干扰能力,以及丰富的处置经验,能够迅速抓住矛盾核心。在这起事故里,很遗憾没能看到。
8、ET302航班的机长29岁。也就是说2010年7月23日从埃塞俄比亚航空学院毕业时应该刚刚年满20岁,2011年1月获得737副驾驶资格时刚刚年满21岁。在2017年10月获得737机长资格之前,他作为副驾驶在重型机B767/757、B777和B787上积累了8122小时中的大部分飞行经历。
而他在737机型上的经历时间仅仅1417小时。
如果有人问我们,这样的飞行经历时间能否训练出一个合格的737机长,老实说,我们持保留态度。
而与他一起配合执行航班任务的,是一位经历时间仅361小时的副驾驶。这位副驾驶于2018年12月12日同时获得了B737-7/800和B737MAX的副驾驶资格。
对于这样的机组搭配,我们同样持保留态度。
受过良好训练的机组是保证安全最好的工具,但是良好的训练不仅需要金钱,也需要时间。
不论是航空公司还是厂家,都需要根据自己人员和产品的情况,从“安全第一”这个最高职责出发,而不是仅仅考虑经济利益,针对不同机组岗位,制定合适的飞行经历时间标准。
9、一份好的调查报告应该是客观公正的、不持任何立场的,也应该是不遗漏任何关键信息的。
在ET302航班失事的最后阶段,到底是机组人工重新接通了安定面配平切断电门,还是其它原因导致配平电路再次接通,让飞机系统重新输入了低头配平,还需要更多调查组提供更多信息帮助解答。
我们期待未来的最终调查报告能做到更好,能帮助我们拨丝抽茧,还原全部事实真相。
10、波音CEO今天向遇难者家属道歉。为什么之前不道歉?可能的原因是,波音需要遵守ICAO 附件13的约定,在调查组公布事故信息之前,不能透露更多信息。
11、波音CEO昨天一同试飞的机型是737MAX 7,而非狮航和埃塞航两起事故中的737MAX 8。这绝不是因为波音找不到相同型号的试飞飞机,而很可能是因为波音希望通过抬头效应更明显的737MAX 7机型来展示升级后的MCAS系统的表现。
本文为e起飞民航交流平台(ID:eachfei-calpa)原创文章,未经授权禁止转载。
文章部分图片/ 视频源自网络,如对版权有异议,请与我们联系。
本文暂时没有评论,来添加一个吧(●'◡'●)