连续坠机后的思考：飞控系统对于飞机有多重要

3月10日，埃塞俄比亚航空一架波音737MAX 8飞机发生坠机空难，这是继去年10月29日印尼狮航空难事故之后，波音737MAX 8飞机发生的第二起空难。这次空难导致机上157人全部遇难，包括8名中国公民。

连续的两起空难把波音737MAX推上了风口浪尖

由于此次事故的客机也是以俯冲的姿态坠毁，加上出事机型同为波音737MAX 8型，再加上此次埃航空难的出事高度更低，时间更短，且此前其他波音737MAX客机在起飞过程中也曾多次遇到机动特性增稳系统故障启动的情况，因此有关埃航客机与2018年印尼狮航空难原因相同的推测迅速出现。

在连续的事故和事故可能因为飞机技术缺陷导致的担忧下，以中国民航局为首，全球多国航空管制机构和航空公司相继宣布停飞波音737MAX系列客机，最终，连美国的FAA也宣布停飞波音737MAX，最终宣告了波音737MAX系列在几乎是全球范围内的停飞。

波音737MAX作为波音新一代的重要机型，其销量必然会受此打击

当然，此次事故以及国内关于波音737MAX停飞的风波,也让各大媒体和自媒体给公众科普了一波有关民航客机，尤其是波音737MAX有关的飞行控制系统以及波音此次专门增加的机动特性增稳系统的相关情况。而波音公司在机动特性增稳系统设计上的漏洞以及其所产生的“人机互搏”的情况，也毫无疑问地反映了波音737MAX设计团队本身的一些局限性。

从飞控的角度上说，波音737MAX在737系列里可算是有着巨大进步的型号——此前的三代波音737虽然在性能上有了几乎翻天覆地的变化，让一款1967年首飞的民航客机直到21世纪头15年仍然能够较好满足当代各大航空公司的运营需求，但从另一些技术指标来看，那个阶段的波音737系列反而有着不少落后的地方，其中一个相当重要的“硬伤”，就是波音737发展到737NG这一代，其飞行控制系统仍然使用的是液压助力系统。而同时代的空客A320，从一开始就使用电传飞控。

波音737作为上世纪60年代开始的机型，其飞控系统一直比较保守

从飞行控制系统的角度来说，液压助力的传统飞控与电传飞控有着本质性的区别。传统飞控里，飞行员实际是直接操控飞机的各个气动翼面控制飞机飞行，每个翼面则对飞机产生一定的影响，而如果要控制飞机完成某个特定的动作，就需要同时操控多个气动面，驱动飞机进行较为复杂的机动。而电传飞控的操纵原理更加复杂，它并不是使用电力操纵飞机气动面那么简单，而是飞行员将操纵飞机的指令输入飞控计算机，并由飞控计算机在计算后给出操纵命令，让飞机的各个操纵面综合运行之后达成飞行员的要求。

如果说传统的飞机操纵系统是令行禁止、说一不二的近代化军队的话，那么电传飞控就是委托式指挥，以任务为导向的现代军队。对于当代飞机来说，电传操纵系统能够在很多时候将传统操纵时“我要怎样操作飞机达成怎样的姿态”的双重问题简化为“我需要飞机达成怎样的姿态”，极大降低飞行员在复杂环境下操作具体某个气动面的频率，减小飞行员的操作压力，从而让飞行员能够更多进行飞行策略的决策。

对于整体操纵比较平缓，相对没那么复杂的民用客机而言，电传操纵系统一般的工作并不复杂，主要是以满足飞机日常起降为主，同时对飞机的状态进行各种限制，以防飞行员的错误操作影响飞行安全。737MAX上的机动特性增稳系统在设计时主要的目的，也是为了防止飞机因为误操作导致迎角过大引发飞机失速，尽管现在来看这套系统的经常故障反而严重影响了飞行安全，实际使用中也有不少飞行员选择关闭它，但并不说明这套设备在设计的时候就毫无必要。

飞控的问题对战术飞机来说，毫无疑问影响要更大

同样在本周的3月12日，解放军海军航空兵一架飞豹战机在海南省乐东县境内组织飞行训练时失事。消息称，战机上的两名飞行员不幸牺牲。尽管此次事故原因尚未查明，但飞豹战机作为我军现役战机中事故数量较多，且事故飞行员生还概率极低的一款型号，在其过去服役生涯中发生的多次事故都多少与该机的飞控系统有关。

飞豹在中国海军海航里扮演了重要的反舰攻击角色

这种关系主要和飞豹歼击轰炸机最初设计研制的技术限制有关。在上世纪80年代中航一飞院研制飞豹战斗轰炸机研制时，由于当时国内航空工业技术水平的限制，以及一飞院在超音速战术飞机设计领域的经验缺乏（一飞院此前主要进行运输机和轰炸机的研制），飞豹在整体气动布局上较为简单，早期飞豹虽然用作反舰导弹载机在海上低空突防还行，但是在试飞中就曾暴露出低空大迎角飞行特性较差，容易进入失速或者尾旋的问题；加之为了照顾飞机的超音速性能以及为了突出载弹量等技战术性能，飞豹的最大可用过载也要比常见的战斗机小。

作为一种上世纪70年代构思、80年代设计、90年代服役的型号，飞豹的历史局限性一点也不小

由于该机采用的传统飞控系统，因此当在低空高速进行飞行训练的飞豹战机进行大过载机动时，无法像电传飞控那样自主限制飞机的机动过载，防止该机做出超出本机性能限制的动作，从而可能导致战机过载超出飞行承受能力，引发严重的结构性损坏甚至空中解体。

这种问题在技术上几乎没有快速廉价的改进方法，更换电传飞控系统，重新进行试飞定型的工程量，几乎相当于研制一款大规模改进型号，对于飞豹系列这样一种已经停产的老战机并不现实。比较现实的方法，是限制战机本身在训练使用中的过载，防止用该机执行过于严苛的低空超低空突防任务或训练——随着越来越多歼-16战机的入役，这些使用传统飞控的战机需要的训练强度和作战特点，显然也在发生不少的变化。

飞控设计上的更改在成本和价格上都代价不小

其实在本周，还有一款飞机与电传飞控关系密切，那就是美国2020财年度国防预算中计划采购的F-15X战机。作为美国空军在2001年F-15E“攻击鹰”完成交付之后，时隔18年采购的F-15系列战机，F-15X战机在许多领域都和美军此前的同系列战机大不一样，这其中外界比较关注的，多在于该机的雷达航电和机载武器系统，以及与F-22A/F-35系列战机联合作战的新系统，但对于美国空军而言，F-15X同时还有另一件不小的变化——F-15X是美国空军第一款使用完全线传飞控的F-15系列战机。

F-15X作为美国空军十多年来的第一款新F-15，变化还是很大的

对于一贯追求武器装备先进性的美国空军而言，在F-15这种长期以来的美军主力战机的飞控系统上长期采取“够用就行”的态度，并非真的因为战斗机是“动力足够，板砖也能超机动”的简单产品，而是在这件事情上，美军在平衡了为F-15重新研制全新飞控与对其进行有限改进之间，选择能够以较小成本实现战斗力的选择，而如今为F-15X选择更好的线传飞控系统，主要原因也是美国已经在出口沙特的F-15SA战机上完成了这套飞控系统的全部研发，现在升级可谓水到渠成。

沙特在F-15飞控电传化的过程中出了不少钱

从波音737系列的电传升级，到歼轰-7受限于传统飞控的安全隐患，再到F-15系列在电传飞控上“换”与“不换”的变化，飞控系统对于当代飞机的重要之处，多少都有一些参考之处。