好飞机都是“改”出来的

好飞机都是“改”出来的
作者：汤坚玉刘曲何昌品
来源：《大飞机》2016年第03期
波音737是目前全球运营时间最长的民用飞机，也是波音迄今为止最为成功的一款机型。

从1968年2月首架737-100飞机投入商业运营至今，已有近半个世纪。

截至2015年底，737飞机共交付8846架，订单13235架，每2.5秒全球就有一架737起飞或降落。

“四代”铸就经典
波音737至今共发展了四代。

其中，第一代经典型737（包括737-100/200）和第二代的737-300/400/500已先后停产，第三代的737-700/800/900是目前在产的现役机型（737-600已于2006年停产）。

最新一代737MAX已于2016年1月29日首飞，预计2017年第三季度交付客户。

尽管737已经成为航空史上的一代名机，但从其投入运营以来，也曾出现过不少大大小小的问题，有些甚至是颇为严重的航空事故。

例如，从1991年开始持续十多年的方向舵与偏航阻尼器问题，2002年出现的燃油泵连线可能引起爆炸问题以及飞行控制模块问题，2007年发生的固定右翼前缘缝翼挂架的螺母设计问题，2010年出现的机翼升降舵调整片控制装置问题，2011年出现的驾驶舱边窗线圈连接装置、反推力装置作动器连接装置问题以及737飞机一直存在的机身蒙皮破裂问题。

根据航升数
据库的统计，20余年来，737共发生264起航空事故。

其中，致命事故52起，死亡人数超过100人的特大事故有17起，死亡人数超过10人的事故36起。

从发生事故的机型来看，737-200 /300/400/800排在前四位，分别占事故总量的36%、24.5%、15.7%及10%。

此外，由于第二、第三代737均是在第一代基础上改进而来，不是全新设计，因此没有像波音787一样经历新机交付运营初期的问题集中爆发期。

成长期的烦扰
在737的发展历程中，有两个典型的技术问题对项目的成败影响巨大。

如果当时波音、美国联邦航空局（FAA）或是美国国家运输安全委员会（NTSB）中的任意一方未能妥善处理好这两个问题，或许就没有今天737的成功。

第一个问题是737方向舵的设计缺陷。

737曾因此发生数十次航空事故，重大致命事故有两起，分别是1991年联合航空585号航班事故和1994年全美航空427号航班事故。

其中，585号航班事故是飞机在降落前方向舵突然失灵，飞机旋即失速翻滚，几秒后垂直坠毁，飞机粉碎性解体，造成全机25人遇难。

427号航班事故则是飞机着陆前，方向舵突然失控偏向，飞机以近乎垂直的方式坠毁，造成机上132人遇难。

由于两起事故时间跨度大，事故原因复杂，FAA和NTSB对事故原因的调查一度陷入僵局。

直到2001年6月，NTSB才发布最终调查报告，明确两起事故是由方向舵失控引起的。

FAA在737方向舵技术问题的调查中占主导地位，并发挥了关键作用。

在确定事故原因前，其连续发布了多条适航指令（AD）。

1999年5月，在NTSB的建议下，FAA组建了独立的事故调查机构——工程试验与评估委员会（ETEB），成员来自NTSB、FAA、波音以及其他飞机制造商，专门对方向舵控制系统的潜在故障模式进行调查。

根据调查结果，ETEB提出了一系列改进737方向舵运营安全性的建议。

短期措施包括：修改目前方向舵阻塞应急程序；为飞行员增加额外培训，尤其是方向舵阻塞应急程序培训；增强航空公司的维护能力，以降低方向舵发生故障的风险；在驾驶舱显示器上增加方向舵位置的显示；设置一个可以关闭方向舵控制系统的独立开关；控制结冰对737方向舵控制系统的影响等。

长期建议则是重新设计方向舵控制装置，并对所有737飞机上的对应装置进行替换。

1999年10月，FAA发布适航指令，要求对737的方向舵阻塞程序进行修订与简化。

11月，FAA发布飞行安全信息公告，在737飞行手册中增加方向舵阻塞培训项目。

2001年1月，FAA发布标准化维护程序。

11月，FAA发布法规制定提案通告（NPRM），要求全部在美国注册的737机队在5年内安装波音新设计的方向舵控制系统，并特别规定了替换的零部件（包括力矩管、液压作动器以及相关的控制杆）。

2002年10月，FAA正式发布适航指令，要求所有在美国注册的737飞机在2008年11月前安装新的方向舵控制系统。

FAA预计，完成全美2000架左右的737改装需要花费3.64亿美元。

制造商波音公司在事故原因确定之前，一直坚持737发生的两起致命事故是由附近扰流引起的回转风所导致，但其依旧积极配合FAA的事故调查，并根据适航指令的要求采取相应措施。

在ETEB发布调查报告前，波音在1999年曾表示，针对方向舵失灵问题已制定新的飞行员培训要求，更改了方向舵控制系统，应用了新的控制阀以及改进的偏航阻尼器和液压限幅器。

在事故原因明确之后，波音按照FAA的要求重新设计了方向舵控制系统。

2002年6月，波音完成新方向舵控制系统的试飞，2003年第一季度取得新系统的适航认证，从第二季度和第三季度开始分别在737NG和经典型737上安装新系统。

737面临的另一个问题则是机身蒙皮破裂。

这个现象在20世纪90年代初开始经常发生，FAA为此发布了多条对经典型737机身疲劳裂纹进行检查的适航指令。

美国多位权威专家认为，737易于产生由于金属疲劳而导致的裂缝。

2009年7月，美国西南航空的一架737-300在巡航时，机身上部出现一条30厘米长的裂缝，客舱快速减压。

事发时，该机已完成42569个飞行循环。

2011年4月，该公司的另一架737-300飞机巡航时，客舱也出现迅速减压，紧急着陆后，在客舱顶部机身上发现了一条近150厘米长的裂缝。

事故发生时，这架737飞机已完成39786个飞行循环。

事故发生后，波音迅速发布服务通告，提示航空公司对上述机型的相关区域进行检测。

紧接着，FAA紧急发布适航指令，针对特定条件的737飞机进行检测。

第二起事故发生后，西南航空立即停飞了80架737-300，经检测发现其中的5架飞机蒙皮存在裂纹，这使FAA提高了对737经典型飞机机身特定部位检测的频率，即对超过30000个飞行循环的737-300/400/500进行检测，并且每500个飞行循环进行重复检测。

此外，FAA还敦促NSTB对737的机身蒙皮破裂问题开展深入调查。

NTSB调查后发现，经典型737飞机的蒙皮制造存在较多质量问题，包括使用尺寸过大的铆钉、钻孔过大以及重复钻孔等。

由于蒙皮面板上大量安装的铆钉不能完全填充所钻的孔，导致面板的疲劳寿命显著降低。

NTSB还发现737的机身蒙皮设计存在问题。

这源于737机身一直沿用727飞机的设计，
除缩短机身外，基本没有改变原有结构。

尽管在737后续的更新换代中，波音应用了许多新技
术，但机身没有实质性变化。

737采用铝合金作为机身材料，蒙皮厚度一直没有变化，仅为0.9144厘米（0.36英寸）。

对于飞机设计上是否存在缺陷的问题，波音从未正面回应。

尽管针对737NG，波音改进了飞机的蒙皮连接设计，安全寿命提高至75000个飞行循环，但所有的改进和提升都不能改变一个事实——737是源于上世纪60年代的设计，这就限制了可能的改进程度。

在2000～2011年间，FAA针对737NG发布过至少13条明确涉及机身蒙皮破裂和疲劳问题的适航指令。

如今，确保飞机安全运营的做法是，航空公司根据FAA的规定严格对飞机执行检修。

安全的最终责任已从波音转移到航空公司是否实施FAA监督的维修和安全检查上了。

波音如何应对
通过上述案例分析，不难看出波音在737运营出现问题时，是有一套完善的问题处理流程的。

一般来说，主要流程不外乎出现技术问题→波音发布服务通告→FAA发布适航指令→波音、航空公司根据要求进行问题处理。

需要指出的是，FAA针对一起技术问题，一般至少会发布两份适航指令，其一是事故发生时紧急发布的适航指令，要求波音或航空公司紧急处理问题；另一个则是最终版的适航指令，是问题最终确认后发布的，这份适航指令要求波音或航空公司限期处理问题。

当然，有些技术解决方案还需要通过FAA的适航认证。

长期以来，波音在技术问题处理过程中有三个明显特点：首先，对引发航空事故的原因坚持独立意见，在确定最终调查结果前不会轻易改变。

其次，与政府主管机构密切合作，全力配合进行事故原因调查并提供技术支持，根据主管机构的要求进行改进。

因此，常常有美国政府
人员帮助波音协调事故处理，这对波音尽快平息事故引发的负面影响发挥了积极的作用。

最后，波音十分善于利用媒体渠道进行公关，化被动为主动。

波音在处理737的技术问题时态度一向较为谨慎，坚决服从主管机构的安排与要求，不会为了追求进度而放松质量。

一般情况下，重大技术问题的解决往往会持续数年。

为此，波音采取的策略通常是临时解决方案加长远解决方案。

临时解决方案是为了解决眼前迫切的安全问题，尽快平息事故影响，避免近期再次发生同类事故。

长远解决方案则是从根本上解决技术隐患，这时往往需要对事故设备或装置进行重新设计。

对于因飞机自身技术问题给客户造成的损失，波音会给予相应的赔偿。

值得一提的是，波音在解决737的技术问题时十分注重成本。

例如，机身金属蒙皮疲劳破裂问题在整个737系列中均存在，但波音在更新换代中只是进行了有限改进，并没有对机身进行重新设计。

需要未雨绸缪
737经过四次系统性改进，已成为全球最成熟的干线客机，但在运营过程中仍不断发现新问题。

这充分说明：作为集大规模复杂技术为一体的商用飞机，尽管在交付运营前通过了一系列适航验证，但这并不意味着解决了所有的技术问题，特别是那些需要通过长时间运营才会出现的技术问题。

而对于全新设计的客机，在运营初期还必然会经历一段较为艰难的技术问题集中爆发期，这是民机产业发展的客观规律。

对此，飞机制造商、航空公司、国家主管部门甚至普通社会公众都要有正确的认识。

对于主制造商来说，新飞机交付后，要时刻做好解决飞机在运营过程中出现技术问题的准备。

飞机交付用户后，主制造商不仅不能放松对设计、制造等工作的质量要求，更要主动研究、寻找不足，密切关注飞机运营中出现的问题并及时加以解决。

与此同时，主制造商还需要制定和不断完善对内、对外处理问题的流程，确保忙而不乱，及时、有效地化解每一次因技术问题而可能引发的危机。

从内部流程来看，需要明确机构与职责、处理程序和应对措施，强化技术问题解决方案的质量控制，不能为了追求速度而放松对质量的要求，坚决避免同一问题在解决之后再次出现的情况。

否则，将很难获得客户和市场的信任。

外部流程则是如何在出现问题后，积极消除负面影响，甚至化被动为主动。

这主要涉及与政府主管部门、用户以及传媒的关系处理等方面。

对于主制造商来说，要主动参与对问题的调查，尽可能提供技术支持，以最大程度地获得政府的帮助和支持。

同时，要加强与客户的沟通，及时向所有相关客户发布事故防范措施与处理建议，避免同类事故再次发生。