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飛行器的安全性設計

2018年10月29日，一架獅航波音737MAX8航班從雅加達起飛13分鐘后，飛機便墜入爪哇海，機上人員全部遇難。2019年3月10日， 一架載有157人的波音737MAX8飛機從亞的斯亞貝巴起飛6分鐘后便墜毀在埃塞俄比亞境內，無人生還。半年不到， 兩架嶄新的波音737MAX8客機在起飛后不久便墜毀，從而引發了社會對該機型的廣泛質疑。

飛行器一旦出現事故往往就是機毀人亡，因此飛行器的安全性設計至關重要。直升機作為一種多用途的航空飛行器，安全性設計尤為重要。波音737MAX8飛機的兩起空難對直升機飛控系統設計也提出了警示。

直升機飛控系統從大的方面可以分成兩類。一類是有限權限的數字式雙余度飛控系統搭配機械操縱系統控制直升機；另一類就是純電傳的全權限數字式多余度飛控系統，沒有機械備份。

先說有限權限的數字式雙余度飛控系統。機上導航系統實時測量直升機的姿態、角速率，氣壓式和無線電高度表實時測量直升機的空速、高度等狀態信息，飛控系統接收這些航電傳感器系統的狀態信息作為控制輸入。根據當前信號與基準信號的偏差，經過控制器算法解算后輸出控制信號，驅動串并聯舵機，進而改變直升機的主槳和尾槳變距， 達到控制直升機的目的。

如果飛控系統出現異常響應，飛行員可以通過駕駛桿手柄上的飛控斷開按鈕快速便捷地切斷飛控系統所有功能，轉為人工操縱直升機繼續飛行。對于波音出現的MCAS增穩系統問題， 數字式電傳飛控系統大部分都不存在。在有限權限的數字式雙余度飛控系統設計中不存在超越飛行員操縱而自行其是的情況，比如飛控系統的低高度保護功能，當飛行員手動介入操縱后會自動退出。在大部分型號中做到了實時通過綜顯畫面提醒飛行員飛控系統的狀態，僅有個別老型號中存在飛控系統狀態沒有在綜顯顯示的情況。

下面我們再說說全權限多余度電傳飛控系統。它在每個軸分布多余度位移傳感器，用于敏感操縱桿的位移量，飛控專用的多余度慣性測量部件提供直升機的實時姿態角、三軸角速度、三軸加速度，主備導航系統提供實時航向角、地速，大氣機和無高表實時測量直升機的空速、高度等狀態信息，飛控系統根據位移傳感器信號解算出指令信號作為前饋控制，飛控系統根據直升機當前狀態與基準信號的偏差解算出控制信號進行反饋控制。

因此，直升機在飛控系統設計上是不存在類似于波音飛機類似風險。但由于電傳操縱與傳統的機械操縱在操作習慣、操縱響應等方面存在差異， 后續中，只要加大訓練模擬器投入， 對飛行員進行針對性的訓練，就能極大避免出現類似的空難慘劇。

自從萊特兄弟發明飛機，經過一代又一代航空人的努力，飛機和直升機正在變得越來越智能化、復雜化， 功能越來越強大。作為航空人，要時刻把安全作為設計的第一要素，只有這樣，人們才會對我們設計的產品有信心，我們才能花更多的精力去提升產品品質和能力。