冬说

作者: 子誉 | 来源:发表于2019-03-16 14:37 被阅读0次

因工作关系，在埃航空难以来的一周中，从来没有如此努力地想转身变将成为一位工科人士，好去芜存菁探究或读懂各类资讯分析的、到底是什么原因使得明星般畅销的波音新机型737MAX半年内连摔两架。

恰巧业内资深专家——冬，是航空发动机专业出身，他早在事发第二天就认定是飞机汽动设计缺陷导致，问题很严重。今日又进一步做了分析，让我这个技术小白也看得明明白白。

在此默默致谢。

现恭录如下，看官如有兴趣自取免谢：

飞机为什么会飞?答案是伯努利原理。瑞士人丹尼尔·伯努利于1726年提出了一个原理，它的实质就是能量守恒原理在流体中的体现，那就是：动能＋重力势能＋压力势能＝常数。当高度不变时，重力势能也是常数，于是就变成：动能＋压力势能＝常数。这就是伯努利原理的著名推论：速度大压力就小，速度小压力就大。

飞机能飞起来，是因为机翼能够产生升力。典型的机翼剖面是上面鼓下面平，叫做翼型，气流流过翼型时，因为要在相同的时间里流过上下表面，那么气流绕过翼型上表面所走的路程比流过翼型下表面的路程要长，这样一来，机翼上表面的气流速度就比下表面的快。根据伯努利原理，上表面速度快，压力就低；下表面速度慢，压力就高。这个压力差就是机翼的升力。见图1

在飞机起飞和爬升过程中，机翼前缘会向上有一个倾角，这就是翼型气动攻角。见图2。当这个攻角大到一定程度，翼型上表面的气流会产生分离，并形成一个分离窝，如图3那样。这个窝中的压力与机翼下表面的压力不相上下，而不是像没有分离时压力比较低。当机翼上下压力差很小时，机翼的升力就消失了，这就叫失速。失速以后飞机没有了升力就会下坠进入尾旋，这是要绝对避免的。

产生失速的攻角叫临界攻角，一般在18°左右。为了防止失速，飞机必须在临界攻角以下一定范围内飞行，不允许靠近更不允许超过临界攻角。

弄懂了这个原理，就可以分析737MAX的问题了。目前有二种解释：

其一，由于发动机太大，机翼下已无法安装，为了防止触地而安装得非常靠前靠上，从而产生抬头力矩，可以见图4，确实发动机轴线似乎有点向上倾斜，它的推力看上去确实可能会产生抬头力矩。这个力矩会使飞机攻角增大，很容易接近甚至超过临界攻角而产生失速。

其二，还是由于发动机直径太大，短舱上表面已高于机翼上表面，就会对机翼上表面的气流产生干扰，使气流在还未达到正常的临界攻角时就产生分离。就是说737MAX的临界攻角比其他飞机的低，更容易失速。

由于没有具体数据，不能确定737MAX到底属于哪一种，也可能二者兼而有之。无论如何，737MAX的攻角很敏感，一不小心就会失速，这是它的心腹大患。比较一下图5，这是老款737，发动机很细，装在机翼之下，不会产生上述问题。因此波音在737MAX上增加了那个强有力的MCAS系统，坚决要压低攻角防止失速，但却不幸适得其反，造成了俯冲坠毁。