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聊聊飞机的可靠性
   

波音的飞机出事了,牵动全球媒体的心。但是平心而论,乘飞机出行,还是最安全的,这是从航空、铁路、汽运、海运等各种运输方式的安全运行记录统计出来的,我记得以前有人专门报道过。所以,因为看到了一起事故而心生恐惧,大可不必。

但是,真正出了事故,还是得说出个所以然。没有仔细关注这件事,从中文网站的零星报道来看,这是波音公司的这一款机型的纯技术问题,有一些因果关系。波音737作为一款中程客机,在世界的天空穿梭运行了几十年了,可靠性、舒适性、安全性还是不错的。自从那个控制大气污染的京都协议开始强制执行以来,航空业将提高燃油利用率作为了一个重要的指标。况且还面临着空客的竞争,波音就在新型发动机上做了大文章,给波音737这种老机型装上了新型的大发动机。这样一来,就遇到了机翼、起落架、发动机安装位置、前后方的空气动力学条件的调整等一系列问题。考虑到传感技术、计算机辅助系统早已经是现代飞行器的成功技术,波音737也就毫无例外地在这上面做起了文章。但是,由于新安装的大推力发动机和原来的机翼、起落架的硬件系统不能完全匹配,新的驾驶操控系统中过多地依赖传感器指示下的自动驾驶功能。而根据报道,这种功能是不完整的、可靠性差,需要驾驶员的飞行技术做出必要的弥补。我个人分析,为什么在欧洲、亚洲、美洲这些传统的工业强国的航空公司较少出现恶性事故,而出事的是另外的一些航空公司呢?要知道飞行员的经验是飞出来的,许多民航飞行员在上岗之前早已经是空军的老飞行员了,有经验和魄力处理应急状况,像中国四川的机长能把窗子破裂的飞机安全迫降,靠的就是这个。对了,好像那架掉链子的飞机也是波音的,真这么巧?

从航空器的可靠性和安全性来说,至少要包括这几方面的因素,结构的可靠性、机电系统的可靠性、空气动力学和流体力学设计的合理性和安全性、发动机系统的可靠性、雷达与信息系统的可靠性。飞机结构的安全性和可靠性主要是各种结构材料本身的力学性能要处于安全的范围、所采用的连接方式(铆接和焊接)的安全和可靠性。在制造业高度发达的今天,这方面一般不会出现问题,并且地勤保养也主要是伺候它。机电系统的可靠性主要涉及到各种控制动作的准确、可靠,比如起落架的收放、机翼的控制,这是可以在飞机上看得见的部分。更多的是看不见的部分,比如所有的电子原件不烧损、不短路、焊接处不开裂、所有的液压传动绝对可靠。造飞机造到了现在,这方面的技术、质量、管理水平等早已经成熟,没有问题。空气动力学和流体力学设计涉及到飞机的动力、飞行稳定和安全,这方面大量采用了前沿科技,包括外形设计、各种传感器和信号反馈系统。虽说是所谓的‘前沿科技’,不靠谱的事情却是容易出在这里,就是所谓的‘人工智能’问题。比如说,如果一个传感器失灵、或者传出一个假信号,那么这个假信号就会招致一系列的错误跟进操作。这时候,如果飞行员不能及时凭借经验和直觉做出正确判断和矫正,后果往往是灾难性的。波音737 的两次空难,大概属于这方面的问题。

关于发动机系统,这些年在网上、媒体上看到许多军迷、空迷们把航空发动机的作用早已捧上了天,什么‘现代工业的皇冠上的宝石’。记得地主早就说过,航空发动机并不是唯一的一颗宝石!而是许多宝石中的一颗。如此而已。为何?因为发动机本身也是一个系统,和飞机上的其它系统是关联在一起的。这不,波音737还不是就因为换了个高级的发动机就损失了可靠性吗?

大概我所知道的、道听途说的也就这些。

再有一个方面就是传感器。传感器的作用是将力学信号、温度信号等转换成电信号,这些电信号是飞行员对飞机各部位的状态做准确监控的基本依据,由此可见其重要性非同一般。所幸这些方面的材料科学、制造技术都是相当成熟的。在制造过程中、在飞机的日常维护和检测中,一定有一整套完整、可靠的操作办法。数年前,我曾经接触过为航空发动机的温度监控制造测温装置(热电偶,thermocouple)的企业,知道这种装置存在高温下长时间使用时出现的‘零点漂移’问题,即温度测量的准确性随着时间的延长而出现越来越大的偏差。这种偏差对于准确感知发动机内部的各部位的温度状态当然是不利的。 



 
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