从埃航737客机到海航歼轰7，失控复原处置中的悖论，自动与人工

近期，海军航空兵歼轰7战斗轰炸机飞行员任永涛在出现险情后操纵飞机迫降的事迹，感动了中国。敢于和战斗机的失速复原（失控复原）的技术难题抗争，这就是中国军人的血性，任永涛成功迫降在了老百姓的心里……

在为英雄的海航飞行员送上敬佩之情的同时，本文觉得可以分析一下飞机失速复原的问题。恰巧最近埃塞俄比亚航空公司的波音737Max8事故初步调查结果显示，飞机也是接收了单一传感器发送的错误信息，自动实施失速复原，造成机头过分压低，在起飞几分钟内俯冲坠地，飞行员也无法通过手工操作进步干预。

根据美国海军安全中心发布的数据显示，2015～2016年，美国海军有5架F/A-18“大黄蜂”战斗机坠毁，其中就有可控飞行撞地事故。也就是说，飞机在出现故障的时候，飞行员还可以操纵飞机，飞机以一种半自动的状态飞行，但是为何还会出现事故呢？

原因也不复杂，当飞行员意识到战斗机出现故障之后，首先需要对抗的是失速问题，失速的原因很多，比如发动机故障、机械故障、飞控系统故障，低速机动、危险天气、弱动力飞行、飞机的起降阶段，都可能造成失速。失速复原，又是飞行员技能当中最顶级的技能。以前第一二代战斗机那种简单的飞控系统，本文认为比目前的复杂飞控系统，在处理失速问题时复原能力更强，最主要原因就是飞控自动化之后，传感器信息、自动处置方案并非十分完善，一旦出现错误数据，就会出现埃航和狮航这种自动强制压低机头的情况，自动系统的目的非常明确，就是要使飞机保持平飞，但是偏偏飞机机头没有抬高，传感器误认为抬高了，自动处置的结果就是让本来正常飞行的飞机强制压低了机头。这时候飞行员可以关闭自动系统改为手工操纵，但是前提是要有足够高的海拔高度，才有机会将机头拉起。

这对于战斗机而言相对容易，因为它机动性强，作战空域海拔也较高，万米高空之下完成失速复原，对于有经验的飞行员而言并非难事。对于大型客机而言，它的飞行机动能力差，从机头误压低，到飞行员手工操纵接管飞机，再到把飞机拉起，需要的时间更长。这就是为什么埃塞俄比亚的波音和狮子航空的波音737-8都是在起飞后几分钟内坠落的，飞行员没有时间纠错了。对于波音737飞机而言，如果也是在3万英尺的高度出现失速传感器故障，飞行员就有时间调整飞机状态，我相信波音737在高空飞机，也会存在这种误判断，只不过飞行员解决了问题，才没造成事故。

这次的歼轰7战斗轰炸机，我们不清楚出现了什么故障，总体上分析是失速、失控之后无法复原，或者是发现失速之后试图复原。如果判断出无法复原，应该是要跳伞的。这就是我们为什么敬佩英雄了，为了地面群众的安全，他敢于与失速复原抗争，敢于去寻求迫降，或许，他真的在概率上能够拉起飞机的，中国空军处理类似故障的先例也非常多。这真的是中国军人的血性和勇气，挑战航空难题，保卫人民生命财产安全。

驾驶战斗机，飞行员都需要小心计划飞行路线，也有很多的预案，作为人工处置的备份选项。要解决飞行事故，美军也在研发更先进的自动化系统，比如美国海军研发了大量的辅助系统来降低事故概率，解决失速、失控、“可控飞行撞地”（CFIT）等事故，降低战斗机和飞行员损失的概率。

飞机失控是造成坠毁的第一大原因，但是我们也要再来看一下CFIT事故，就是在飞机受控状态下，但是最终仍然撞到地面、山峰、水面或障碍物，也就是说，当飞行员意识到将到发生空中碰撞时，已经来不及做出有效的反应。同样，CFIT事故也是民航的第二大事故原因，在美国乃至全世界范围内时常发生。

近几十年来，美军研发了多种型号的空中防撞系统，比如利用视觉原理的报警灯或平视显示器（HUD），在HUD上显示“拉起”（pull-up）、“注意地形”（terrain）的提示，或者是一个向上的箭头。视觉提示之外，通常还伴有语音提示，提醒飞行员快速拉起飞机。但是，有观点认为很多空难中黑匣子的录音显示，每次听到pull up的提示就基本宣告这架飞机死亡了，甚至是pull up 刚刚响起就结束飞行记录了，等于告诉地面空管和周围飞机，该飞机遇险失事，因此认为空中防撞提示是“鸡肋”。

飞行员的驾驶操控时做出有效反应一般分为三步，第一步是必须认识提示信息并做出正确反应，第二步是将正确的反应转化为“运动反应”，最后还要将运动反应转化成操控动作，比如操纵杆和油门，理论上需要230～250毫秒。在第一步中，可能会出现多个提示，都需要大脑反应，第二和第三步也需要飞行员熟练掌握飞机的所有操控动作，综合因素影响之下，反应时间就会延长，受空间定向障碍影响，反应时间还会进一步增加。美军的低空预警操作时间是750毫秒，“运动反应”时间要求为500毫秒，在这之内要能够触碰到所有盲区内的按钮或操纵杆，因此对飞行员提出了极高的要求。

为解决问题，美军想到的方法是发展更先进的自动防撞系统，比如美国空军的自动地面防撞系统（AGCAS），AGCAS现有的战斗机飞控系统同时工作，采用机载数字地形测绘数据、强大的地形扫描模式和防撞周期算法来监控飞行轨迹，预测即将发生的撞击地面状态，在最后时刻自动执行规避机动。美国空军的自动空中防撞系统（AACAS），也在运用机载传感器信息和空中交通信息，通过数据链的传输，进行自动防撞机动，同样是紧急滚转加上拉升等复原动作，只不过不需要飞行员干预，利用自动化的方案解决。

本文一直认为，这种全自动化系统，对于部件的可靠性要求更高，任何一个传感器都不能传递错误数据，硬件和软件都要100%的可靠。从这个角度来看，自动空中防撞系统等先进系统，也存在自身的悖论，那就是传感器信息搞错了之后，飞行员丧生的概率更高。

回到埃塞俄比亚航空公司的波音737-8事故上来，波音公司宣布的整改方案是更新更可靠的软件，防止错误数据的产生。从我个人的认知而言，这种态度基本上是折衷的解决方案，但是绝对谈不上治标治本。目前的技术水平之下，不可能存在飞行0事故的情况，一切的努力，都是降低风险，规避风险。在这种情况之下，您还会更多选择乘坐飞机出行吗？您心目中对于飞行事故概率的容忍极限又是多少呢？