吴鑫岩
在3月10日埃塞俄比亚航空公司一架载有157人的波音737 MAX 8飞机在起飞6分钟后坠毁,机上人员全部遇难。去年10月29日,印尼的狮子航空公司的一架同一型号的飞机在起飞后13分钟坠毁,机上189人全部遇难。这一波音公司的新型号飞机上装有卫星定位跟踪系统,可以用于跟踪飞机飞行的轨迹。人们通过对比这两次飞机失事过程的飞行轨迹以及飞行员与控制台之间的通话,确认两者的起因基本相同,都是由飞机控制系统的缺陷所导致。因此,这款飞机目前在全球禁飞。
深入的分析进一步把失事原因指向了两个因素:攻角(飞机与水平面之间的仰角)传感器和一套自动防失速的控制软件。首先,波音737 MAX 8飞机只在机头的两侧装有靠气流方向来探测攻角的传感器,这种设计本身相当缺乏可靠性。例如,如果遇到恶劣天气,这种传感器有可能会结冰或被冻住从而失效。对于如此关键的状态参数,飞机上应该装有利用不同原理来探测的多种传感器。例如,可以用陀螺仪来确定飞行姿态。与战斗机不同,民航客机的飞行状态不会发生剧烈变化,因此也可以采用低科技的液面传感器来探测攻角。
其次,现代化的民航客机普遍采用fly-by-wire控制系统,飞行员操控动作的信息首先传给一个计算机,由其进行分析以后再将修正的指令传给实际控制系统。这个系统可以自动纠正飞行员的一些过激操作而导致的失误,如今类似的系统也应用在高档车辆中。例如,在遇到恶劣天气时,有些飞行员希望尽快爬升到云层之上,结果会出现攻角过大而失速的现象,此时机翼提供的升力迅速减小从而导致坠机。在波音这款737-MAX飞机上安装了一套新的操控特征补偿系统(MCAS),当攻角传感器输入的信息表明攻角过大时,控制系统会自动调整升降舵从而将机头压低。此时,如果飞行员觉察到了异常而试图把飞机拉起来时,却竞争不过这套自动控制系统,除非将其关掉。
波音公司为了便于推销这款新飞机,对联邦航空管理局(FAA)进行了大力游说,从而使其认定从373-NG到373-MAX的升级在操控方面变化很小,飞行员不需要在飞行模拟器里进行一整套的训练就可以上岗。因此,很多航空公司都没有注意到MCAS这个新的控制系统,飞行员遇到机头下倾的异常情况下会本能地希望靠手动系统将飞机拉起来,结果造成了这两次空难。其实,早在去年印尼空难之前美国国内航班的几名飞行员就注意到了这个系统缺陷。当飞机上升到一定高度后开启自动飞行系统时,本来还在爬升的飞机会突然做出低头飞行的动作。好在美国的飞行员技术娴熟,及时关掉了自动控制系统才避免了悲剧的发生。然而,尽管这些飞行员在FAA的匿名留言区多次反映了类似的现象,也没有引起管理阶层的关注。
如果进一步深挖事故的原因,就会指向另一个更深层次问题。在上世纪60年代推出的波音737-100 和737-200型采用的是Pratt & Whitney JT8D型航空发动机,它的涵道比(外层气流与经由发动机燃烧室的内层气流的流量比例)相当低,因此其体积比较小,进气口风扇直径只有49.2英寸。在上世纪80年代,这款飞机升级为经典型(737-300,-400,-500),发动机换成了高涵道比的CFM56-3型发动机,然而却没有对这款飞机的整体设计进行修改。高涵道比的发动机效率高而噪音低,但是直径和重量会增加。为了保持与地面的距离,这款发动机的外形由圆形变成了平底的形状。长话短说,在上世纪90年代,这款飞机再次升级为737-NG(737-600,-700,-800),发动机改为CFM56-7型,进气口风扇直径增加到61英寸。在2016年波音公司又推出了737-MAX型并在次年交付给客户,发动机改为CFM LEAP-1B, 进气口风扇直径增加到69英寸,比上一代737-NG型的效率提高了14%。
从这段历史回顾可以看出问题的核心所在,随著发动机的推力、重量和尺寸的不断增大,飞机的整体结构并没有进行全新设计。当然,从经济的角度来看是完全可以理解的。如果重新设计新的飞机结构会遇到一系列难题:耗资巨大、研发周期长、稳定性差、客户接受度低,等等。反之,如果仅仅在原机型上进行小修小补,则没有上述的一切问题。然而,这背后却隐含着一个致命的缺陷:当波音737换装了LEAP-1B发动机以后,不得不调整其在机翼上的位置,结果在加速时出现了机头自动上扬的现象。在最初的试飞阶段,人们发现其起飞过程十分吓人,看起来像战斗机那样陡直地爬升。试飞的飞机比较轻,所以飞行员还能维持其飞行状态,但是在满载的情况下则会因失速而坠机。为了避免这种情况的出现,波音公司就采用了那个MCAS控制软件,希望能够自动补偿机头上扬的趋势。因此,这两场机毁人亡悲剧的根源在于重视眼前利益而忽视长远规划的发展观念。
波音737机型的演化与中国的改革开放过程颇有类似之处。早在89年的64事件之前,学术界就争论过这样一个问题:是先发展经济还是先进行政治体制改革?当时有一派的观点认为前苏联正在走向没落而冷战即将结束,中国发展的机遇期即将关闭,因此应该集中精力发展经济。而另一派的观点则认为,不进行政治体制改革则必然会制约经济的健康发展。一晃30年过去了,如今这个问题又浮上了台面。在此期间,中国的发展之路与波音737的发展战略十分类似,靠着不断的小改革来保持经济的高速发展。经济发展水平就像飞机的发动机的功率一样,在发展的初级阶段中国的集权体制还是具有一定优势的,但在发展的高级阶段则必定会出问题。正如马克思的理论所强调的那样:生产力决定生产关系,经济基础决定上层建筑。
在2017年召开了十九大以后,中国出现了一股浮夸风,颇有当年大跃进的架势。与此同时,中国政府对言论的管控变得更加严厉。波音737-MAX的一大缺陷就是攻角传感器过于单一,结果错误的信息得不到纠正。与此类似,在缺乏言论自由的情况下,国家的决策层也会收到虚假信息,因此也会导致重大的决策失误。当年在大跃进之前曾经出现了“反右运动”,结果知识分子被噤声,那些放高产卫星的新闻没有受到应有的质疑。无论是60年前的反右还是如今的新闻管控,其根源都是因为中国的政治体制缺乏稳定性。因此,国家财政的很大一部分要用于维稳,此外还要成立监察部来反贪。换句话说,无论是民众还是各级政府官员都被认为是颠覆政府的因素。如果用人体来做个比喻,中国是一个处在化疗中的癌症病人,必须对各种不稳定因素严加控制。
李鸿章是晚清的重臣,由于他在外交领域的纵横捭阖,使得清朝苟延残喘了很多年。然而,在晚年李鸿章不得不承认自己只不过是大清的糊裱匠,整个房子的结构已经开始散架了,糊裱匠的一切努力最终都是徒劳的。如今中国的现状比晚清时要强盛很多,但是基本问题依然如旧:不进行政治体制改革,社会危机的出现只是时间问题。