波音737MAX 再出飞行事故，从专利角度分析飞机防失速系统如何劫持飞机

2019年3月10日，埃塞俄比亚航空公司一架飞往肯尼亚途中的波音737 MAX8客机在起飞6分钟后坠毁，机上157人，其中包括8 名中国同胞全部罹难，引发全球哀悼。

哀痛过后，全世界的目光都聚焦在这架失事的飞机上。据报道，这架全新的波音737MAX 四个月前才交付给埃塞俄比亚航空公司。

事故发生之后，中国带头第一个宣布停飞波音737MAX ，亚太各国纷纷效仿。12日，全欧盟境内也开始停飞波音737MAX，其他国家的同款机型也被禁止进出欧盟。原先不情愿停飞波音737MAX 的美国和加拿大，现在也宣称根据接到的最新数据，相继加入「停飞朋友圈」。

可能迫于压力，目前波音公司的官网也已经给出建议停飞的公告。

这架飞机到底是存在什么问题呢？美加根据什么样的最新数据而做出的停飞决定呢？据美国媒体曝光，美国多名飞行员曾匿名上报737 MAX8异常，多份报告同时指向同一个问题：自动驾驶导致飞机无端俯冲.

以上提到的问题，让我们联想到5个月前的狮航事故，事故后也被怀疑与相同的问题有关。

当地时间2018年10月29日6时20分，印尼狮子航空公司，同样是一架波音737MAX飞机，从雅加达飞往槟港，起飞大约13分钟后开始出现问题，最后失联并被发现葬身大海，机上189名乘客和机组人员全部罹难。

作为失事飞机的这架波音737MAX 8，机龄仅为0.2年。事故发生后，狮航方面发布消息，波音737 MAX 8机型新装的防失速系统在特定情况下会自动触发响应，让飞机低头俯冲下降，这可能是导致飞机坠海的原因之一。

也就是说，与埃航相似的悲剧在五个月前已经发生，但是在没有确切的事故调查结果出来之前，并没有引起各国对该飞机存在隐患的高度重视，所以在两次事故中间的几个月里，还是让波音737MAX 满天飞。

五个月内，两架同款新飞机失事，346人罹难无一幸存，而且事故发生时，飞机的异常问题出奇相似，这就不得不令人怀疑事故的问题源头，还要从这款飞机本身找起，从波音公司找起。

波音737是自上世纪60年代以来投入使用的机型，737 Max是其最新型号，包括波音737MAX 7、波音737MAX 8、737MAX 9、737 MAX 10和波音737MAX200等细分机型。亚洲、欧洲、南美、非洲几十家航空公司都有737 Max系列。

上文提到的波音737MAX 8配备的自动防失速系统（MCAS），具体是什么东西呢？其作用是在飞机机头抬得过高得时候，接管飞机控制，强迫飞机低头飞行。

飞机机头过高会有什么风险呢？飞机可能失速坠落。多高才算过高？这里有个专业名词叫攻角，也就是气流与机翼弦线之间夹角，多数飞机的临界攻角为18°，超过这个值就比较危险了。

关于这个系统的细节，我们可以从它的专利入手，去了解它跟事故到底有什么联系。

作为一家制造飞机的高科技公司，波音公司拥有的专利不可谓不丰富，我们通过专利检索网站PatentCloud（app.patentcloud.com）查询波音公司名下的专利，检索出全球有58983份结果，而在中国申请公开的专利有4108份。

上述波音专利中，与波音737MAX8飞机上的防失速系统技术功能最接近的专利为在中国申请公开的一份名为「飞行器失速保护系统」的专利。该专利申请是波音公司于2016年8月10日申请的中国发明专利，目前处于审查中的状态，这个专利还有美国、加拿大、日本、欧盟、澳大利亚等国家或地区的同族专利。

该专利申请公开了一种飞行器失速保护系统和方法，与失速警告系统结合使用。

从专利说明书可知，该系统可以实时接收飞机的各项状态参数，当判断飞机攻角过大时自动触发，向飞机发出命令调整攻角。

根据《华盛顿邮报》对狮航事故的报道：波音公司的操作手册中没有提及关于此项系统的细节，所以飞行员、航空公司和管理机构在事故发生前均不知情，更别提针对这个系统为飞行员提供培训了。

我们都知道，现在的飞机的很多操作都是自动化的，但是飞行员仍然可以在需要的时候，将飞机从自动操作切换到人工操作的状态，人工驾驶的级别高于自动驾驶，这是合理的做法。

但是在狮航事故中，失事飞机经历了拉升→重复下降→坠毁的过程，该现象表明飞行员曾尝试与失速保护系统争夺飞机的控制权，据说据说人机拉锯多达26次，但是很遗憾，飞行员最终没能获得成功。

为什么会这样呢？美国联邦航空局（FAA）在狮航事故后发出的紧急指令中有这样的一段说明：即使波音737MAX 处于手动飞行模式，防失速系统也可能导致飞机急剧下降时间长达10秒。飞行员在这段时间内难以控制飞机，就算飞行员手动拉起机头，5秒钟后机头又会自动重复下降过程。

失速保护系统为什么会无视飞行员手动操作指令？按照专利所述，飞行员不是还可以通过手动控制输入指令的方式，来进行人工干预吗？

根据CN106477055A号专利说明书第45段记载：「激活逻辑200可由失速保护计算机110执行。如果飞行器超过约定阈值，则失速保护计算机110执行激活逻辑200。在激活之后，在212处测量飞行器攻角。如果在214处飞行器攻角低于预定激活攻角，并且如果攻角变化速率较低，则激活逻辑200不再，进一步进行，且在216处终止……」

从以上的说明，我们可以看到，波音失速自动保护系统的控制程序逻辑是：只要主传感器认为飞机机头抬得过高，有失速危险，激活逻辑200就会被激活。也就是说，失速保护系统会坚持认为飞机处于「失速」状态，和飞行员的人工指令较劲。

看到这里我们不禁想问：如果电脑错了呢？

失速保护系统如果收到了错误的飞行状态参数信号，或者其自身发生系统故障，错误认为飞机处于失速状态，就会触发失速保护系统开始工作，接管飞机，控制飞机以机头骤降的方式化解并不存在的「失速」，结果可想而知。

有没有可能以人工的方式终止失速保护系统的控制呢？

有的，根据专利说明，当驾驶员干预是由命令攻角减小的驾驶盘输入指示时，失速保护系统的激活逻辑才会终止。

失事飞机处于俯冲下降的紧急状态时，飞行员做出的选择必然是拉升飞机和增大攻角，但是缺乏培训和指引的飞行员并不知道，此类输入指令无法终止飞机失速保护系统。最佳处置方法可能是飞行员不但要手动拉起机头，同时还要立即关闭失速保护系统，但是飞行员可能只有数秒时间去检测问题和采取行动。

737 MAX客机坠毁肯定是波音最不愿意面对的局面，波音主观上不想出现任何空难事故，但是客观上波音有没有责任呢？显然是有的。

737机型是波音的赚钱机器，波音公司近一半的商用飞机收入来自于它，但是2011年，空客通过A320系列机型，打破了波音的垄断地位，迫使波音推出新系列——737MAX 迎战。

为了与空客竞争市场，波音需要提高737 MAX机型的竞争力，设法降低客户购买和使用737 MAX机型的成本，其中包括飞机的购买成本，培训飞行员或维修人员的时间成本和费用等。

由于省油、培训成本低、投入运营时间短，737MAX迅速成为波音史上销售速度最快的机型。

在推广波音737MAX 8的时候，波音公司告诉顾客称，飞行员不需要做额外培训，此前旧机型所做的培训已经足够，当年空客打破波音独家垄断时，用的也是这一招。但是好心波音你倒是把技术问题做完善了再打包票啊！

波音737旧机型的防失速系统与MAX 8最大的区别在于，前者不会自动把机头下推。

截至今天，波音737MAX全部停飞，最后一架执飞航班已降落加拿大的哈利法克斯机场。有机构预测，波音将因此亏损50亿美元。

不容忽视的是，截至今年2月底，737MAX全系全球总订单还有4636架处于未交付状态。若所有未出货订单全部泡汤，且已出货飞机遭到全部禁飞，波音将蒙受约5845亿美元（近4万亿人民币）的损失，波音砸机卖铁都赔不起。

波音公司在应对空客的市场挑战时，通过发布更新更好的产品夺回市场，事实上也的确达到了部分目标。但是同时让我们看到了技术疏失可能导致的严重后果。

资本逐利无可厚非，但是如果缺乏对生命的敬畏，对关键技术产品的疏忽大意，别说是一个小失误就可能断送大前程，其产品承载的千千万万个用户的生命，也无可挽回了。

希望能够引起更多公司决策者的注意，前「机」之鉴，后「世」之师啊！