淺談波音737MAX停飛事件及未來發展

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7 min readAug 3, 2020

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本文主要針對波音737MAX停飛始末簡單介紹,並針對目前復飛的進度統整以及分析未來復飛的發展情況

737MAX簡介

時空背景回到2010年,空中巴士推出裝載新引擎的A320neo客機,為一單走道窄體客機,有效的提高燃油效率以及運營成本,受到許多航空公司的歡迎,波音公司則在競爭壓力下,被迫升級了原有的737機型,並裝配了新的引擎,在2016年首次完成試飛,2017年初取得FAA認證,開始其與A320系列的對抗。

737MAX以其較A320系列省油的優勢在市場上受到航空公司的歡迎,截至停飛的2019年3月,737MAX機型已獲得4522架訂單,並在此期間交付了387架737MAX系列客機,交機的比例仍算相當低,以下也列出訂單以及交機的主要航空公司,供各位讀者參考。

截至停飛前訂單數量前十大航空公司.資料來源-波音官網.自行整理
截至停飛前交機數量前十大航空公司.資料來源-波音官網.自行整理

737MAX停飛事件

兩次重大墜機事件,從中國首先發布停飛,且該命令擴及全球,最後連美國發布波音737MAX停飛的命令。

此兩大墜機事件分別為1.獅子航空610號班機空難2. 衣索比亞航空302號班機空難 在這兩場空難中,兩架737MAX機齡均小於半年,因此初步可以排出維修零件方面有疏失,此外,在經過航空調查後,證實兩架班機都於起飛後15分鐘內便失速墜毀,也進一步尋找起飛向上爬升情況下,造成這兩場悲劇的主要原因。

737MAX停飛原因

從初步調查報告中顯示,該款飛機的MCAS(Maneuvering Characteristics Augmentation System,機動特性增強系統)作用異常,飛機機尾抬升過大,而導致飛機垂直墜地。那關鍵的MCAS的運作方式又是如何呢?為什麼737MAX需要搭載此系統呢?以下一併說明:

MCAS簡介:

MCAS調整示意圖.圖片來源.香港經濟日報

MCAS為一自動化的控制系統,主要目的為控制飛機在向上爬升、襟翼縮回及低速飛行等特定情況時,抬升機尾並讓機頭向上的幅度降低,以避免飛機的失速,而MCAS主要倚賴的數據來源則為安裝於機鼻兩側的攻角感測器(Angle Of Attack Sensor),所謂攻角為飛機飛行時空氣氣流流過飛機與飛機產生的角度,而攻角的數據收集需要藉由攻角感測器,在此兩場空難中,造成飛機墜毀的主因則為攻角數據的故障,MCAS接受了錯誤的資訊,強力的將機鼻往下壓而導致墜毀。

攻角示意圖.圖片來源aviationchief.com

然而,讀者可能會思考,在感測器故障的情況下,是否有辦法使用人為的方式來控制飛機回到正常的情況,答案是肯定的,在機長發現MCAS作用錯誤時,理論上可以關閉電子系統,改以手動配平輪控制,然而相對於電子系統,機師手動控制配平輪的抬升速度較為緩慢,且若飛機已經處於向下墜落的狀態,機師需要以極大的物理力量才能操控手動配平輪來控制機身,在緊急情況中,成功扳回一城的機率較低,在獅子航空610號班機空難前幾次飛行,就曾有發生類似情形,亦是以手動駕駛的方式來排除險境,但也很不幸的,該班機在經歷此次險象還生後,據推測攻角傳感器以及空速指示器故障,也釀成之後的悲劇。

除此之外,在事後的調查發現,MCAS系統其實僅僅依賴單一的攻角感測器數據作成控制決定,所有電腦控制的決策緊緊依賴單一的數據來源,並沒有符合冗餘原則,所謂冗餘原則指的是在許多生命攸關的系統中,會藉由多個感測器數據,由其中多數所反映的情形來決定如何運作,屬於一種提升可靠性的方式,然而,在737MAX身上,卻只有依賴單一個感測器來決策,波音公司在此方面負有重大的責任。

既然MCAS的裝設具有一定的風險,那為何波音公司要將其安裝在737上呢?這點必須回歸到飛機設計本身,如同本文開頭所提到的,737系列為窄體客機,主要負責中短程點對點的飛行任務,需要快速在機場起降,因此起落架位置較矮,機身離地面較近以方面乘客與貨物上下,然而隨著引擎的效率需求上升,新引擎的直徑變大,波音選擇將引擎設計稍微靠前,但此設計也導致了飛機在向上爬升推力中,重心靠前而使機鼻稍微往上抬升,為了改善此問題,MSCA才會被安裝到737MAX上。

雖然波音確實運用MSCA來解決機體本身設計的問題,在理論上也有故障補救的可能,但是在教育訓練方面,卻因為要避免機型改款對機師以及航空公司造成的訓練成本,僅僅提供不到一小時的訓練,機師大多不曉得該系統的運作方式以及危機處理,且主管機關FAA亦沒有判斷出此系統的可能風險,要求波音公司進一步提供訓練以及系統的完善,在監管方面亦有過失,綜上所述,在航空業這種人命攸關的行業中,成本效益的思維模式其實不能擺在前,所有細節以及程序均須按部就班,寧可多準備也不要造成難以彌補的傷痛。

737MAX復飛現況

根據FAA美國聯邦航空總署的最新資料,737MAX在7/1已經完成了飛行測試認證,意味著本次的試飛已改善了原有系統中的問題,然而,FAA正打算徹底的檢查該機型直到符合專家的標準(FAA原有的飛航檢查都由製造公司自行完成,因聘請外部專家檢查成本極高),FAA亦在7/21公布即將在未來針對737MAX的適航性指令(AD,為了通知已認證飛機之操縱者飛機存在已知的安全問題,為飛行前所必要的指令)發出擬議規則制定通知(NPRM),且該通知需要經過45 天的公告期,蒐集專家與民眾的意見,才會進一步發出最終報告。此外,在復飛前仍有許多流程尚未完成,包括

1. JOEB Validation & FSB Review: FAA的飛行標準化委員會(FSB)和由各國專家組成的聯合運營評估委員會(JOEB)正在審查對機組人員的擬議培訓的最終計劃。

2. Final FSB Report:FSB發出最終報告,也須經由公眾審查。

3. Final Design Documentation and TAB Report:由技術諮詢委員會針對波音公司設計文檔審查並提出最終報告。

4. CANIC & AD:FAA將向國際社會發布最終適航指令,解決已知問題並提供操作者建議糾正措施。

5. FAA Rescinds Grounding Order:取消停飛令,待操縱者完成指定培訓即可復飛。

6. Certificates of Airworthiness:頒發適航證書,對新製造的飛機在FAA審查完成後給予適航證書。

7. Operator Training Programs:操縱者培訓計畫,審核且批准總共121部分的操縱者培訓計畫,其中包括模擬訓練以及相關的飛行員以及維修訓練。

總結

總體而言,在新冠肺炎的疫情中,國際的航空業受到打擊,對於波音而言,卻是一個喘息的機會。

儘管仍有大量的訂單被取消,但737MAX機型的復飛工作也有所推進,筆者推測,在衡量NPRM以及最終報告的公告期後,波音有機會爭取在年底前復飛部分的737MAX,也讓停飛該機型許久的各航空公司能有重新注入營運動能的產能,惟仍有許多風險需要考量,目前最需要關注在於飛行員的培訓計畫,在復飛前所有飛行員均須通過模擬飛行的訓練,然而波音目前僅具備34台模擬飛行器(且每台造價1500萬美元),且每小時需要400–500美元的運作費用,對於目前財務拮據的航空公司而言將會是一筆不小的費用,第一波復航的規模亦可能因此受限,737MAX在兩場空難的黑暗中終於慢慢看見一點微光,但要重新回到先前的榮景,還是要看實際復飛的情況,以及下個冬季第二波疫情可能對航空業帶來的挑戰。

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