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技术分析|埃塞ET302航班符合MCAS工作的条件吗?

FAA发布了持续适航的通告,虽然FAA在通告中明确现有证据无法得出任何一个结论,但是外部媒体仍然坚持将这个问题和狮航空难联系在一起。在黑匣子数据分析出来之前得出一个结论很容易误导大家。
 
我们再回顾一下这个MCAS系统,看看他的工作条件到底是什么?有可能还是某个故障引发MCAS系统工作导致此次ET302航班坠毁了吗?
 
什么是MCAS?
 
 
笔者简单翻译:
 
一个被称为“机动特性增强系统”的俯仰增强系统安装在新的737MAX-8 -9 上,用以在襟翼收上和飞机大的迎角时增强俯仰特性。MCAS可以在大坡度转弯增加了载荷因子和襟翼收上后速度接近失速速度时指令安定面往飞机低头方向配平飞机,以增强飞机的俯仰特性。MCAS只在襟翼收上的手动飞行时生效,并且不需要飞行员指令。MCAS系统设计成允许飞行机组使用驾驶盘上的电动配平电门和操纵台上的安定面配平切断电门来超控MCAS的指令。该功能由FCC(飞行控制计算机)使用传感器和其他飞机系统的输入信号来控制。
 
MCAS功能在飞机迎角超过基于空速和高度的一定的阈值时生效。安定面的增量控制限制在2.5度。速率为每秒0.27度。在高马赫数时,安定面的输入量较小,低马赫数时较大。一旦在飞机迎角小于迎角的阈值或者飞行机组指令了安定面配平后此功能会重置。如果当初的增大的AOA状况还依旧存在,MCAS会依照当前启动时的马赫数重新指令安定面低头配平。
 
此MCAS功能没有在737NG飞机上安装。
 
那么MCAS怎么工作呢?
 
MCAS在以下的时候自动工作:
大迎角
自动驾驶脱开
襟翼收上
大坡度
 
什么时候时候停止工作?
当迎角已经被有效降低
飞行员使用了人工配平
 
怎么工作?
MCAS作动水平安定面配平以每秒0.27度增大迎角最大到2.5°
(水平安定面增大迎角,会增加水平安定面的升力,对于重心在机翼前后来说,相当于增加机头下俯的力矩)
即每次工作9.26秒。
 
 
狮航空难飞行员起飞就遇到了失速抖杆信号,一直在试图解决失速抖杆的问题,当襟翼短时收上时,抖杆停止了,当襟翼放出时,抖杆又开始,所以机组最后收上了襟翼,这才导致MCAS开始工作,因为MCAS在襟翼放出时是不工作的。
 
因为MCAS工作的条件是需要襟翼收上,自动驾驶脱开(当时的错误的大迎角信号)。
 
 
该机场当时的气压是1029百帕,机场标高是7625英尺,所以对应的标准气压高度是7220左右,也就是为什么该飞机起飞的时候ADSB数据显示的7225英尺。
 
按照航迹看应该是做这样的离场,飞向MIWAS:
飞机在05时39分04秒离地:
 
39分21秒,离地只有300英尺时减小了爬升率,接近平飞,之后又开始增大爬升率;
 
39分34秒又开始减小上升率,,这时候离地高度只有800英尺;
 
39分55秒飞机开始下降,这时候高度是900英尺;
 
40分18秒飞机最低下降到离地475英尺的高度,然后开始爬升;
 
40分28秒飞机爬升至最高离地500英尺,又开始下降;
 
40分45秒之后飞机一直在爬升;
 
直到05时41分02秒数据消失。
 
在以上2分钟的飞行期间,飞机的速度持续在增加,直至信号消失时最大地速383kts,考虑到飞机一直顶风飞行,真空速应该在393左右,也就是飞机这时的表速已经达到飞机最大限制速度340kts,离地高度是1200英尺。
 
问题来了,在这两分钟时间,飞机一直在离地500~1000英尺之间爬升下降,表速一直在增加,如果MCAS起作用,是需要襟翼收上的。
 
通常737飞机最低收襟翼高度是1000英尺,这架飞机有收起襟翼吗?
 
那么有没有以下的可能:
 
第一,如果MCAS系统正常,除非起飞没有设置襟翼起飞,这样才有可能在起飞需要较大迎角离地,而离地后触发大迎角MCAS工作;
 
第二,在狮航空难之后,所有的飞行员都收到指令,都知道如果AOA故障,或者MCAS持续配平,只需要关断安定面配平两个电门,任一个飞行员在两三秒内就可以完成;
第三,飞机在500-1000英尺之间持续增速,有其他飞行员称坠毁的飞机上飞行员报告遭遇的空速问题(未经官方确认,官方只确认遭遇困难要返场),而MCAS问题不会在有襟翼的低空发生,狮航空难就是在收上襟翼之后MCAS才持续低头配平导致飞机失控的;
 
第四,是否是飞机空速系统问题,或者其他问题,导致飞行员在低空将襟翼收上,而又遭遇同样的迎角故障,这才能导致MCAS工作;
 
第五,飞机是否遭遇重心、操纵系统故障、空速系统故障,这些都不得而知,现在就给出一个结论指向某一个故障会误导大家,这些都是不负责任的。真实的原因还需要等待黑匣子解码以后来揭示。
 
STS(速度配平系统)和MCAS的区别和相同点在哪里?
 
相同点都是需要配平电门在正常位,自动驾驶不在接通状态,都是作用于安定面的配平。
 
区别是MCAS只在襟翼收上时起作用,也只往低头方向配平飞机,飞行员带杆不能消除MCAS机头向下的配平(这个要命的漏洞,搞不懂为什么波音这样设计这个系统,带杆不能消除向下的配平,让飞行员无能为力)。
 
STS没有襟翼这个条件,可以双向配平,在100kts到0.68马赫时,起飞后10秒钟,配平电门松开后5秒,按需STS自动工作,飞行员反向带杆可以消除STS配平。
 
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