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737 Max上的古董计算机无可救药

送交者: brotherbear[☆★★声望品衔11★★☆] 于 2020-04-10 22:09 已读 913 次  

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波音9天就能组装一架737 Max飞机。 在那个时候,一支由12,000人组成的团队将松散的零件组装成一架造价1.2亿美元的飞机,采用了一些真正前沿的技术:基于NASA设计的小翼,发动机采用了世界上第一台一体式碳纤维风扇 叶片,以及。。。嗯。。。呃。。。具有与超级任天堂相同处理能力的计算机。

Max于2019年3月停飞,此前一些编写不佳的软件导致两次坠机,造成346人死亡。 尽管波音因其错误的代码而受到了广泛的审查,但自那时以来,正是Max的计算能力使波音始终处于停飞状态。

每架737 Max都有两台飞行控制计算机。 无论是通过全自动(例如自动驾驶)还是通过手动飞行中的精细控制调整,这些都减轻了飞行员的工作量。 这些计算机实际上可以使飞机飞行-它们对主要的控制面和油门具有控制权-这意味着任何故障都可能会迅速导致灾难性的后果。 因此,对于制造商而言,选择经过验证的安全硬件更为重要,而不是使用一堆有未解问题的尖端技术。

正是秉持这种精神,波音对Max继续采用的Collins Aerospace的 FCC-730系列计算机。这种1996年首次制造计算机每台具有一对相互独立运行的单核16位处理器,虽然降低了计算能力但可以防止发生故障的处理器损坏整个系统。

即使按照90年代后期的消费者技术标准,FCC-730也还是落后于时代的。 其时任天堂已经用Ni​​ntendo 64(第一代64位处理器游戏机)取代了它的16位SNES控制台,IBM制成了世界上第一个双 核处理器。

当然,老旧的和慢的并不就是不好的:737 NG系列是有史以来最安全的窄体飞机,部分原因是由于这些可靠的(但是不起眼的)计算机。 为了降低成本,波音公司也希望在737的下一次迭代中继续使用它们。 如果这些计算机只需执行近30年的相同任务,今天Max可能仍在飞行。

但是波音公司需要它们做更多的事情。

关于737 Max最重要的一件事情就是需要知道这是一个应急项目。  2010年,波音唯一的竞争对手空中客车(Airbus)推出了A320neo,终结了波音凭737NG躺着挣钱的美好时光。与其他任何窄体飞机相比,它可以以更少的燃料和更低的排放飞行更远的距离。 波音公司感到惊讶:当空中客车公司秘密开发新飞机时,波音公司的工程师花了五年的时间来辩论究竟是设计一架全新的飞机还是继续改进50年前的陈旧设计。 A320neo的出现改变了这种局面。

波音必须要在A320neo上市前后推出可以抗衡的机型,而波音的工程师们只剩下5年时间。 新的737的主要卖点是可以增加飞机燃油效率和航程的新型发动机。 但是要想实现那个野心勃勃的发布日期,波音将不得不在其它所有方面走捷径。

新引擎比下一代引擎更大,更重,确实使Max的燃油效率与其竞争对手一样。 但是它们也以非常特定的方式扰乱了机翼和飞机控制面周围的气流。 在大角度爬升过程中,这种干扰会可能导致飞机上的操纵杆突然失效,致使飞行员在危险的操纵过程中失去对飞机的控制。

波音公司可以通过更改硬件来解决此空气动力学异常问题:在发动机机壳上添加``适应性表面'',重新设计机翼。 但是硬件更改增加了开发过程的时间,成本和法规审查。 波音的管理层很明确:避免更改,避开监管机构,按既定计划推进。

因此,开发团队使用软件攻击了硬件问题。 除了在737 Max的两台计算机上安装标准软件包之外,波音公司还加载了另一个名为“机动特性增强系统(MCAS)”的子程序。 它会在飞行员不知情的情况下在后台运行,一旦飞机攻角过大,它将发挥作用,旋转飞机的水平稳定器以抵消发动机的抬头力矩。

表面上看起来相当完美,而且还有一个附带的好处:联邦航空管理局(FAA)不会像对机身进行任何物理更改那样严格地检查软件。 因此MCAS及其过时的计算机等轻易地通过了FAA的评审。

但是波音公司的软件存在严重问题, 在某些情况下,它会错误地启动,不断地把飞机机鼻向下推。 除非飞行员在不到四秒钟的时间内能够正确诊断错误,通过特定的紧急开关解除MCAS,恢复手动控制动,否则他们将失去对飞机的控制并坠毁,而这正是狮航610和 埃塞俄比亚航空302号航班遇到的状况。

第二次坠机事件迫使737 Max停飞。 从那时起,波音一直在努力解决软件问题并获得监管机构的批准,但是进展缓慢。

2019年6月,波音公司向FAA提交了软件修复程序以供批准,但随后对Max电脑进行的压力测试显示出的缺陷不仅仅是不良代码,它们容易受到单个比特错误的影响,这些错误可能会导致整个控制系统瘫痪或使飞机无控俯冲。 它们无法正确启动, 他们甚至可能,甚至飞机处于失速状态,需要人工干预的情况下,将飞机“冻结”在自动驾驶模式下。

尽管如此,波音公司坚持认为它可以用软件修复所有问题。 为了更好地分配工作量,波音公司选择不使用新的、功能更强大的计算机,或者更多的计算机。 作为比较,空中客车公司的A320neo使用具有类似年份的计算机-但它有七台。

波音发言人告诉The Verge,波音公司``致力于确保将以所有必要的资源,确保737 MAX的改进得到全面的检验。''  “我们预期硬件不会发生变化。”

到目前为止,FAA同意:它已于今年早些时候完成了对该软件的审查,并且似乎倾向于接受对软件的修改。 但是,要让Max恢复服务并不像获得FAA对该软件的批准那样简单。 由于波音从一开始就在FAA认证Max的过程中行为不良,因此该机构急于证明其知道自己现在在做什么。 它的检查员不再受到急于通过认证的压力,他们发现了飞机上的几个新问题:布线错误,油箱中的碎屑和不符合FAA标准的机翼组件。

即便如此,FAA的声誉已经受到重创。 几十年来,航空监管机构一直依靠相互协议来加快在其他国家/地区对飞机进行认证的过程:如果一架飞机经一个监管机构批准,则几乎总是被所有监管机构所批准。 但是现在,欧洲,中国和印度都希望对飞机进行独立认证,这将使交机的时间延长数月。

Max一旦获得监管部门的批准,也还需要几个月的时间才能再次载运乘客。 一月份,波音公司宣布,要获得驾驶Max的资格,飞行员将必须接受全景模拟器的培训(即,模拟器将使用最终批准的软件包进行更新)。 与飞机最初的卖点相比,这是一个大倒退:飞行员只需要花一个小时的iPad课程就能驾驶新的737机型。

问题在于没有太多的模拟器可以使用。 全世界生产模拟器的34家公司中,只有两家公司被批准生产。

为了说明这一点,让我们使用达拉斯-沃思堡。 它是两家航空公司的所在地:西南航空和美国航空。 在他们之间,他们有13,000名737飞行员和只有一个737 Max模拟器。 假设每位飞行员有4个小时的模拟器时间并以24/7的速度运行模拟器,那么两家航空公司都要花费大约6年的时间才能使所有人都获准驾驶Max。 此外,还有50家有MAX机队航空公司的飞行员需要接受培训。

因此,波音公司用来将Max飞机投入生产的捷径现在可以将其保留在地面上。 这曾经是历史上最畅销的机型,而 现在没有人想碰波音飞机:在1月和2月,该公司仅接收了18架新订单,比2019年减少了80%。其竞争对手空客创下了296架的记录。

尽管Max的人气下降,但波音对Max的未来前景仍然保持乐观。波音发言人说:“我们估计将737 MAX机队重新投入使用的时间仍是2020年中期。”

看起来没有任何可能会让FAA把这个设计送回到绘图板上。 相反,波音公司将再次尝试通过稍微重写软件来弥补737 Max的硬件缺陷。 这一设计理念已经为波音带来巨大的灾难,而且,至少到目前为止,还未能生产出一架安全可靠的飞机。

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