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編者按： 自從波音737MAX飛機被停飛后，業內開始重新審視MAX機型的操縱系統。前幾天在微信群中有網友提到了一個稱作LAM（著陸姿態調節器landing attitude modifier）的系統。筆者突發奇想，如果將不同機型置于同一個飛行條件下進行橫向對比，或許會有非常有趣的結果。 筆者沒有飛過A320和B737MAX機型。文中涉及到兩種機型的功能均源自機型手冊。如果有錯誤還望各位不吝賜教。 （一）著陸頂風切變的影響 對于著陸過程中的頂順風切變問題，筆者已經在《著陸“隱形殺手”——五邊頂順風切變》一文中做過詳細的介紹，此處不再累述。 本文假設B737NG、B737MAX和A320飛機在五邊進入相同的頂風切變，借此比較三種機型的技術特點。 （1）飛機進近速度140節。 （2）空中2000ft頂風分量10kt。 （3）空中1000ft頂風分量30kt。 （4）500ft至地面頂風分量10kt。
（二）著陸頂風修正原則 （1）波音737NG 使用自動油門時，將指令速度調到VREF 5 節。自動油門接通時，有足夠的風和陣風保護，因為自動油門的設計是在空速掉到指令速度以下時會快速調整推力，當空速超過指令速度時，會緩慢減小推力。在顛簸天氣，平均推力將比需要的推力大以保持指令速度。結果是平均速度超過指令速度。 如果自動油門斷開，或者計劃在著陸前斷開，進近速度修正的推薦方法是：在基準速度上，加上1/2 報告的穩定的頂風分量，再加上高于穩定風的全陣風增量。最小指令速度設置為VREF 5 節。1/2 的報告穩定頂風分量估算方法為：正頂風為50%，45 度側風為 35%，正側風為零，它們之間的風可用插入法來計算。 風修正時，最大進近速度不超過VREF 20 節，或著陸襟翼標牌速度減5節，以較低的為準。該技巧提供足夠的低速機動能力，并減小襟翼卸載的可能性。 ——《737 NG機組訓練手冊》 B737NG機型的風修正規則有兩個特點： 第一，僅適用于人工著陸。 第二，基于塔臺報告的地面風計算，對于空中的陣風變化并無修正。 也就是說，如果遇到五邊頂順風切變現象，B737NG飛機要求機組或A/P“死追”目標空速。 （2）波音737MAX 做風修正時，最大進近速度不超過VREF 15 節，或著陸襟翼標牌速度減5 節，以較低的為準。該技巧提供足夠的低速機動能力，并減小襟翼卸載的可能性。 ——《737 NG/MAX機組訓練手冊本》 在著陸風修正規則上，B737MAX機型將修正上限減小了5節，其他則與B737NG全無二致。 這里我們需要著重介紹的是B737MAX機型新增加的著陸姿態調節器（landing attitude modifier 簡稱LAM）。 The landing attitude modifier (LAM) system performs two functions. The first LAM function applies when the flaps are in the 30 or 40 unit position. The LAM system use the flight spoilers to keep the nose landing gear contact. The LAM system equally deploys flight spoilers on approach. This will decrease lift and make the airplane use a higher angle of attack.The spoiler position depends on the approach speed. Movement starts at approximately 10 knots above VREF. The second LAM function applies when flaps are positions 15 through 30units and the throttles are near the idle position. This function also equally deploys flight spoilers, to give more drag to keep glide slope capture capacity. ——《B737MAX系統描述》（SDS） LAM有兩項功能，這里我們著重介紹第一項功能。 當襟翼在30或40位置時，如果空速超過“VREF 10kt”，LAM會自動升起飛行擾流板。空速偏離越大，擾流板升起的角度也越大。 該功能可以破話機翼升力，意在促使機組以更大的姿態維持下滑線。當高度低于100ft或空速小于60kt時，LAM功能被抑制。 （3）空客320 A320飛機具備“最小地速保護”功能。這一功能通過進近過程中實時的表速調整實現。 塔臺向A320機組通報地面風向/風速。機組將數據輸入MCDU中。系統遵循“VAPP = VLS 5 塔臺頂風分量的1/3”的規則計算進近速度。 在五邊進近過程中，如果頂風分量超過MCDU輸入的數值，則FMGS自動上調目標空速。 （四）五邊頂風切變 （1）B737NG飛機 B737NG飛機基本上沿襲了傳統飛機的特性，操作復雜但“以人為尊”，可控性強。
自動油門接通狀態下，A/T會收油門“死追”140kt目標空速。如果空速增幅較大，A/T會快速收油門至慢車。 但與飛行員主動加油門增速不同，頂風激增導致的表速上漲，只是“一過性”的假象。 飛機并沒有因此“飛”地更快。恰恰相反，地速持續減小，預示著動能快速損失。 待飛機進入穩定的頂風氣團后，“小地速 小基準下降率 小油門”會導致空速快速減小，進而刺激A/T大幅度增加推力。 這種油門大幅度、快速收加的現象俗稱“拉風箱”。除了空速波動外，受發動機翼下吊掛布局的影響，它還會造成俯仰姿態的起伏變化。 所以，通常此時B737NG飛行員會斷開A/P和A/T，改用人工操縱。 在頂風激增階段，將推力減小至45-50%N1左右（推力過小會導致發動機加速性遲緩），容忍空速適度上漲。 待頂風穩定后，之前上漲的空速會抵消一部分減速趨勢，然后機組按需增加推力。
在下一階段的頂風消失過程中，機組也可以人工操縱油門預見性的增加推力，減小空速下降的幅度和速率。 總的來講，B737NG就像是單反相機，對初學者非常不友好，但讓老鳥們愛不釋手。 每逢春秋兩季大風沙塵來臨，在跑道頭看著737一架接著一架落地，320一架跟著一架復飛，“健身房”家的飛行員都會面露蒙娜麗莎式的微笑，然后風輕云淡的念叨一句：“吃飯有桌子了不起啊？” （2）A320飛機 A320飛機FMGS按照機組輸入的地面風計算進近速度（此處假定地面頂風10節VAPP為140kt）。
當五邊遭遇30kt頂風時，A320的FMGS會自動上調目標速度至140kt（VAPP 頂風增量）。 除了頂風激增帶來一定程度空速上漲，自動油門還會增加推力，以保持穩定的160kt空速。 該設計意在保持較為穩定的地速，減小飛機動能損失。飛機保持“大表速 大推力 高動能（地速）”的狀態進入強頂風穩定階段，無疑會更為主動。
有之前的160kt表速兜底，強頂風消失階段的表速下降趨勢，不會對飛機的機動余度造成損害。待頂風重新穩定在10kt時，FMGS會重新將目標速度調回140kt。 如果說B737NG是單反的話，那A320就是傻瓜相機。但航班實踐證明，當面對某些極限氣象條件時，“傻瓜相機”并不比“單反相機”更好用。 （3）B737MAX飛機
與B737NG相同，B737MAX遭遇強頂風時A/T也會收油門減速。如果表速超過VREF 10kt的話，LAM還會將飛行擾流板升起一定角度。 如果機組采取在B737NG機型慣用的策略，斷開A/T，保持高于慢車的較小推力，容許表速適當上漲，反而可能弄巧成拙。 因為表速超過“VREF 10kt”越多，LAM升起飛行擾流板的角度就越大。按照波音的設計，LAM對升力的破壞強于表速增加對升力的貢獻，機組必須同步增加姿態方可平衡二者間的“此消彼長”。 如果機組仍然遵循B737NG的飛行習慣，可能會帶著“表速略大 大迎角 小地速 小基準下降率 小油門 飛行擾流板升起”的復雜狀態，去面對強頂風穩定后的減速趨勢，甚至于再下一個階段頂風消失時減速趨勢。 與其如此，還不如模仿自動油門的“拉風箱”飛法，快速且大幅度的改變推力，死追140kt目標空速，確保其不超過VREF 10kt，以避免LAM介入其中。 好了，我們最后來歸納一下，當飛機在五邊遭遇強頂風時： （1）B737NG飛機會收油門保持140kt目標空速。機組可以人工干預收油門的幅度，以減小后續飛行參數波動。 （2）A320飛機會加油門保持160kt的新目標速度，機組無法干預這一過程。 （3）B737MAX飛機會收油門，并可能升起一定角度的飛行擾流板。機組如果人工干預收油門幅度，則LAM會放出更大角度的飛行擾流板。 完全相同的氣象條件，完全相同的飛行參數，完全相反處置方法，多么有趣的機型對比。 細心的讀者可能已經看出來了。 B737NG的人工修正技巧，與A320的自動修正功能有著異曲同工之妙。二者都在利用表速作為“能量海綿”，平衡頂風切變前后的狀態變化。 而在B737MAX機型上，由于LAM功能的介入，這種飛行方法基本不具備可操作性了。 如此重要的一種抗陣風能力被B737MAX“閹割”掉，究竟是出于何種考慮？筆者會在番外篇中介紹,說來也真是讓人哭笑不得了。 番外篇 蒸汽朋克的“破壁人” 作為一個科幻電影迷，“蒸汽朋克”題材是筆者的最愛。 所謂“蒸汽朋克”(Steampunk)，通常是以19世紀工業革命時期為背景，將蒸汽機時代的機械技術擴展到極致。用活塞、曲軸、凸輪、齒輪、鋼索搖臂等等構建出一個不亞于數字科技的文明社會。動畫巨著《天空之城》、肖恩康納利主演的電影《非凡紳士聯盟》都是這一題材的翹楚。 “蒸汽朋克”的魅力在于，帶給人無限的遐想和迷思——電子化、數字化是否是人類發展的必然選擇？人類是否可以通過機械結構無限繁復的疊加，構建一個不亞于現在的高級文明？ 在B737MAX飛機MCAS系統為千夫所指的同一時間。同樣使用CFM LEAP發動機，而且風扇尺寸更大的A320neo卻斬獲了史上最大訂單。 這讓很多人想當然的認為，B737MAX的空氣動力性能遜于A320neo。 這是不對的。 如果把B737飛機的“鋼索 液壓助力”操縱機構安裝在A320neo上面，后者恐怕連正常起飛都很難做到。 因為A320是“放寬的靜穩定性氣動布局”飛機，而B737是“靜穩定氣動布局”飛機。 舉個不恰當的例子，把大猩猩的小腦移植給人。人一定沒有大猩猩跑的歡實。 但是，人就是人。 人可以上天、入地、下海、翻跟頭、跨欄、耍雜技...... 而大猩猩只能在樹杈上吃香蕉。 進化的路，都是自己選的。 作為B737MAX的主要賣點，CFM LEAP發動機的風扇尺寸較上一代CFM56發動機更大。B737MAX的主起落架高度過低，無法容納這個大尺寸的發動機。 最簡單的解決方案，是增加主起落架高度，以確保足夠的發動機離地間隙。 然而這意味著波音必須重新設計主起落架，增大主輪間距，重新設計設計輪艙，重新設計翼根結構，重新設計大翼油箱等等...... 這不是波音希望看到的賬單。 波音決定雙管齊下，一方面將發動機前移，進氣道入口上仰；另一方面增加前起落架高度，讓飛機在地面保持一定角度上仰角。 第一項修改導致B737MAX在高迎角狀態下操縱品質惡化。于是波音設計了“臭名昭著”的MCAS系統。再后面的事情，地球人都知道了。 第二項修改同樣存在后遺癥。前起落架增高，導致B737MAX在地面始終處于一個“昂首”的姿態。（B737MAX服役之初，機務圈內哀鴻一片。據說身高低于1米80的機務，給B737MAX插耳機都需要踩個板凳。） 更危險的是，如果飛機著陸的姿態過小，則存在“三點接地”甚至于“前輪先接地”的風險。 于是波音針對該問題設計了LAM系統。 按照波音的設想：進近空速偏大，就意味著進近姿態偏小。 當LAM探測到空速超過VREF 10節后，會自動升起一定角度的飛行擾流板。升力被破壞后，機組就會被迫增加姿態。 這樣前輪的接地間隙不就有保障了么？
但這又隨之產生了第三個問題——在B737CL和B737NG機型上，擾流板系統是由機械結構控制的，無法隨著空速變化自動調節角度。 于是沿用了50多年的鋼索、滑輪、扇形盤、擾流板混合器被波音“揮淚”拆除。B737飛機演化史上第一個“電傳操縱系統”就這樣buling buling地誕生了——電傳擾流板。 值得關注的是，LAM和MCAS是波音針對同一個問題，在同一時間段設計，遵循同一審查流程增設的“外掛”。 LAM對抖桿余度影響幾何？ LAM動作后“最小機動速度”指示能否相應調整？ LAM升起飛行擾流板的角度是否設有上限？ LAM基于哪一側的空速數據動作？ 如果發生空速不可靠/不一致故障，LAM會否出現誤動作？ MCAS誤動作尚且可以通過“安定面配平切斷電門”制止。而LAM功能不會觸發減速板手柄升起。 一旦LAM誤動作，機組何以阻斷？ 波音對這些問題都語焉不詳，或者說諱莫如深。 回到“蒸汽朋克”的話題上，“機械鋼索 液壓助力”的操縱系統能否通過繁復疊加的“外掛”系統，實現足以媲美“多冗余度三軸電傳”操縱系統的性能呢？ 讓我們拭目以待吧。 “弱小和無知都不是生存的障礙，傲慢才是。” ——《三體》劉慈欣 |
