美國聯邦航空局（FAA）18日宣佈，解除波音737 MAX型客機在美國的停飛令，但這一機型不能立即復飛，需要滿足設計更改和飛行員培訓方面的要求。

聯邦航空局釋出的宣告說，對波音737 MAX客機歷時20個月的審查程式已完成，局長史蒂夫·迪克森18日簽署指令，為737 MAX客機迴歸商務運營鋪平道路。FAA同時釋出適航指令，詳述這一機型復飛前必須做的設計更改，並同時釋出飛行員培訓要求。

印度尼西亞獅子航空公司和衣索比亞航空公司各一架波音737 MAX客機分別於2018年10月和2019年3月發生空難，共計346人喪生。

國會眾議院9月16日釋出了有關波音737MAX系列飛機的調查報告，認定兩起致命空難是由於波音公司及美國聯邦航空局“犯下了一系列嚴重錯誤”共同導致的。報告還指出，美國聯邦航空局的監管體系“存在嚴重問題”，亟須進行徹底改革。

——轉眼剛過去兩個月，FAA就宣佈737Max可以復飛了？甚至

迪克森局長還親自上機試飛，並信誓旦旦地保證：“有了聯邦航空局監督下的設計更改，類似之前的空難不會再發生”，還在影片中說，他對自己家人乘坐波音737 MAX客機“百分百放心”。

迪克森局長親自試飛737Max

那麼波音對737Max飛機究竟做了哪些設計修改呢？

從FAA釋出的AD我們可以看到修改的詳細內容，主要有四方面：

重新設計機動特性增強系統（MCAS）

更新顯示系統，提供迎角不一致指示

修改安定面配平線路佈線

修訂飛機飛行手冊（AFM）

本文就從純技術角度，分析一下核心的修改補丁——MCAS的設計改變。

MCAS（Maneuvering Characteristics Augmentation System）系統是一種737 MAX飛機獨有的俯仰機動能力增強系統，該系統的設計初衷是為了加強在高馬赫和高迎角條件下的速度穩定性。當飛機的迎角過大時，MCAS系統就會自動啟動，讓飛機水平安定面自動向低頭方向配平。

兩起空難中由於迎角探測器故障，輸出一個錯誤的迎角訊號，誤觸發了MCAS自動工作，控制安定面使飛機低頭俯衝，導致空難的發生。

於是在波音和FAA公佈的修改方案中，MCAS系統重新設計，做了以下方面的改動：

修改依賴單一迎角感測器的問題，改為對比左右迎角輸入——

防止單個迎角探測器故障引發嚴重後果

探測到左右迎角差值超過門檻值，將抑制速度配平和MCAS功能——

在迎角資料不可靠的情況下抑制MCAS

MCAS在一個大迎角週期中，僅銜接啟動一次——

解決兩起空難中MCAS多次作動，反覆人機爭奪控制權的問題

限制MCAS對安定面的指令值，保證升降舵對飛機的操控——

確保飛行員拉桿能控制住飛機的俯衝趨勢

波音對MCAS的修改方案

看起來很有針對性的4條改進方案。那麼這四條措施真的能設計出一個完美的MCAS系統麼？

讓我們逐一深入分析：

MCAS對比左右迎角輸入的演算法

根據波音的介紹，MCAS系統不再使用單一迎角探測器（AOA）的資料，而是對比左右迎角探測器輸入，採取

“中值選擇法”

選取認為可靠的數值。這個核心演算法——中值選擇法（MVS：Mid-Value Select）具體是怎樣的演算法呢？

中值選擇法即從左迎角、右迎角和上次的選擇值之中，選中間的那個數值作為這次選擇的結果，並參與到下次的選擇中，繼續和下次的左右迎角數值進行比較

這張表格可以看出中值選擇法的數值篩選結果：

MCAS補丁的核心演算法：中值選擇

這有些“中庸之道”的意味，MCAS系統每次都

從三個數值選中間那個作為計算依據

，判斷是否觸發MCAS。一旦左右迎角差值超過5。5度，則直接抑制速度配平和MCAS系統。

飛機一切正常，左右迎角一致自然沒問題，細微的誤差取中值也沒問題。那麼如果飛機發生類似獅航、埃航的狀況，一側迎角探測器出現故障會怎樣呢？

根據上面的圖表我們不難發現：

中值選擇法會剔除變化較大的那個資料。

這下問題來了：一旦迎角探測器出問題（比如撞鳥）而

數值突變

，左右數值差超過5。5度MCAS被抑制，相差不超過5。5度那麼突變的數值會被剔除，中值選擇法立功了！

而如果迎角探測器故障造成卡滯，

數值變化停滯

，那麼被剔除的就是正確變化的數值了！這下中值選擇法就坑爹了！

迎角探測器的故障哪種情況多呢？當然是卡滯的多，數值突變甚至算不上故障，只要沒有卡滯，很快就能恢復正常，頂多算一次擾動而已。也就是說

迎角探測器真正出故障的時候，中值選擇法選出來的往往是錯誤的數值！

為什麼波音還要如此設計？

仔細看，如果選了錯誤的迎角數值會怎樣呢？誤差不超過5。5度的範圍內，數值不突變的前提下，一直選取卡滯的數值，頂多也就是不能觸發MCAS工作，總好過誤觸發吧——

這就是波音背後的設計思路：

寧可不觸發，不可誤觸發

，從激進到保守的轉變。

這樣的轉變帶來了什麼呢？

MCAS以後只能在一切正常時起作用，有故障的關鍵時候，MCAS永遠指望不上了。

左右迎角誤差超過5。5度，抑制速度配平和MCAS

迎角不可靠的時候抑制MCAS的功能沒問題，但是為什麼連MCAS的上級系統

速度配平（STS）

也整個抑制了呢？

MCAS功能屬於速度配平（STS）的子系統

速度配平是飛機自動駕駛系統的傳統功能，可以低速高推力階段自動配平安定面，改善操縱性，減少機組負擔。

而在波音

寧可不觸發，不可誤觸發

的保守設計思路下，為了防止安定面誤作動，把所有自動操縱安定面的功能都抑制了！擔心飲料過期，乾脆整桌飯都不吃。失去了速度配平，增加的操縱負擔就全靠機組自身了。

MCAS僅觸發一次+限制指令值

在原始設計中，MCAS啟動後，以每秒0。27度的變化率指令最大2。5度的安定面增量。如果此時飛機還沒有脫離觸發MCAS的條件，那麼MCAS持續觸發，安定面繼續配平直到飛機脫離大迎角狀態。

現在限制了僅觸發一次之後，

如果觸發一次還沒脫離大迎角狀態怎麼辦？抱歉MCAS不管了，接下來靠機組自己吧！

觸發一次能保證脫離大迎角嗎？大機率不能

——因為補丁還限制了MCAS指令值，確保升降舵任何情況下保證對飛機的操控。就是說MCAS驅動安定面給飛機帶來的低頭力矩，必須始終小於機組拉桿帶來的抬頭力矩。

安定面的氣動載荷遠高於升降舵

安定面的氣動載荷遠高於升降舵，同等角度安定面給飛機帶來的俯仰力矩也遠大於升降舵，限制了MCAS指令以後，MCAS能控制安定面的活動範圍必然極大收窄。

兩條綜合起來，

大迎角事件中MCAS僅觸發一次，指令值還受限制，這樣的MCAS對預防大迎角失速還能起多少作用？

如何評價MCAS這次的補丁？

737MAX飛機的MCAS系統誕生到現在，從開始的無提示自動觸發，強勢介入飛行員人的工操縱，全行程配平安定面，到現在一個補丁打落塵埃，變成風吹草動就抑制，關鍵時刻永遠指望不上，觸發僅一次，數值還受限，整一個雞肋系統。——

可以預見，如果就此復飛，接下來飛行員們該擔心失速問題了。

這個從激進到保守的180°大轉變，無異於面多了加水、水多了加面式

的

來回橫跳

。只要波音抱著MCAS不放，怎麼改也逃不脫兩個極端之一。因為MCAS的問題根子在Max型號設計上：

MCAS系統誕生的根源，是因為737MAX在型號設計中選用了風扇尺寸更大的LEAP發動機，卻仍然沿用737NG短小的主起落架尺寸，導致發動機離地間隙不夠。

為了解決這個問題，波音將發動機位置前移，並將風扇涵道略微上翹。這一調整改變了升力焦點與重心的相對關係，同時也放大了“加油門抬機頭”效應，使得飛機在高迎角狀態下的操縱品質變差。

氣動佈局怎麼改都解決不了問題，就設計出這麼一個MCAS來找補。

而在737MAX之前，防止飛機失速的系統早已存在，以737NG為例，防止失速的設計體現在SMYD（失速管理和偏航阻尼）系統，它的功能包括：

失速警告（Stall Warning）：計算並監控飛機的臨界迎角，在進入失速警告門限時發出抖杆警告；

升降舵感覺偏移元件（EFS）：失速時，EFS 向升降舵感覺和定中元件增加液壓系統壓力，使杆力約為正常感覺壓力的兩倍——增加杆力，使飛行員向後帶杆的力更大讓增加迎角變得更困難。

737MAX由於設計原因在高迎角狀態下的操縱品質下降失速可能性增加，按常規思路應當考慮的是更新SYMD軟體。但波音卻選擇單獨設計一個MCAS，作為速度配平系統的子功能，隸屬自動飛行控制系統FCC的軟體。

這個設計思路的在後續事故調查中受到了廣泛的批評，集中在以下幾方面：

1）性質的界定

波音將MCAS歸入自動飛行控制系統而非失速管理系統，不承認MCAS是為是失速設計，稱之為“高迎角狀態改善操縱品質”。

高迎角的確不等於失速，但失速一定是高迎角。一個根本目的是防止失速的功能，繞開SMYD，由單個FCC依據單個感測器（迎角探測器AOA）單獨計算，自行介入飛行操縱。

2）對飛行操縱的介入程度

SMYD的失速保護功能無論是發出警告、增加杆力、改變油門，都沒有超出飛行員的操縱許可權，而在但是在737MAX機型上，波音將MCAS許可權擴大至全配平行程，並完全獨立於SYMD。在沒有駕駛艙效應的情況下自動介入安定面的配平，而且在獅航空難發生前，FCOM和AFM手冊都沒提及這新增的特性，更沒有對飛行員的專項訓練。

綜合分析，MCAS是為了解決737MAX型號設計上的先天不足而採用的軟體手段，具有飛行操縱的高許可權和單套系統運作的低裕度，工作邏輯的安全冗餘度不夠，從設計層面上就存在較高的風險。

MCAS補丁的影響

波音此次的補丁讓MCAS許可權和功能極大弱化，那麼隨之而來的就是737Max飛機防失速效能的弱化，對此波音對飛行手冊（AFM）作了

10處修訂

，包含了：

刪除原AD要求

修改定義-Recall item

修訂空速不可靠程式

修訂安定面失控程式

修訂安定面配平不工作程式

修訂安定面配平超限程式

修訂速度配平失效程式

修訂迎角不一致程式

修訂高度不一致程式

修訂空速不一致程式

特別是Recall專案，即機組記憶專案，要求機組不翻檢查單立刻做出反應。可以說

波音把這次補丁帶來的防失速效能下降，全都轉嫁到了飛行員身上，依靠飛行員的能力來解決——

以後真的因為MCAS不給力發生失速，那就是機組個人能力的問題，跟我波音的設計沒關係了。

另外修訂了737Max最低裝置清單，737Max飛機技術放行條件變得更加苛刻，也將給航司的執行帶來困難。

如今中國民航局表示並未對737Max復飛設時間表，但東航和海航已經開始啟動了機隊737Max復飛的相關改裝工作。後續CAAC是否會響應FAA的復飛倡議呢？未來複飛後的737Max表現將會如何？讓我們拭目以待。