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圖片來(lái)源:pexels-Wolfgang Weiser
撰文 | 阿嫻???????????????????????????????????????????????????????????????????????
上周五,即11月28日,空中客車(chē)公司發(fā)布的一則緊急通知引發(fā)全球關(guān)注:由于飛行控制系統(tǒng)存在安全隱患,全球約6000架空客A320系列飛機(jī)需立即停運(yùn),完成軟件升級(jí)和硬件更換,確保機(jī)隊(duì)安全飛行。
受此次空客A320系列飛機(jī)軟件升級(jí)事件影響的飛機(jī),分布在全球350多家運(yùn)營(yíng)方手中,幾乎囊括了全球所有主要航司。比如,我國(guó)航司就擁有2015架空客A320系列飛機(jī);全球最大的A320運(yùn)營(yíng)商美國(guó)航空公司的480架A320飛機(jī)中有340架需要維修;全日空航空公司運(yùn)營(yíng)著30多架A320系列飛機(jī),周六因此取消了65個(gè)國(guó)內(nèi)航班......
此次召回似乎是空客55年歷史上規(guī)模最大的召回事件,不少人對(duì)此質(zhì)疑,有必要如此興師動(dòng)眾嗎?
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在幾周前,A320剛剛超越波音737,成為交付量最高的機(jī)型。|wiki
讓空客如此緊張的起因,是發(fā)生于10月30日的一起航班事故。美國(guó)捷藍(lán)航空公司的1230號(hào)航班從墨西哥坎昆出發(fā),飛往美國(guó)新澤西州紐瓦克,飛行過(guò)程中因飛行控制系統(tǒng)故障,飛機(jī)突然出現(xiàn)非指令性的俯沖,驟然下降數(shù)千英尺。不過(guò)幸運(yùn)的是,該飛機(jī)最終下午兩點(diǎn)左右在佛羅里達(dá)州的坦帕國(guó)際機(jī)場(chǎng)緊急降落成功。沒(méi)有造成人員死亡,只有15至20名乘客因非致命性傷勢(shì)被送往醫(yī)院接受治療。
隨后,美國(guó)聯(lián)邦航空總署(FAA)對(duì)這架客機(jī)的飛行控制問(wèn)題展開(kāi)了調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隱患并非來(lái)自機(jī)械故障,而是強(qiáng)烈的太陽(yáng)活動(dòng)引發(fā)的輻射干擾——太陽(yáng)釋放的帶電粒子穿透大氣層后,可能損壞飛機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),進(jìn)而導(dǎo)致電子系統(tǒng)失靈。
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發(fā)生故障的飛機(jī)|X ???????????
很多人可能會(huì)疑惑:陽(yáng)光明明是日常景象,為何會(huì)威脅飛行安全?
巴黎-薩克雷大學(xué)天文學(xué)者芭芭拉·佩里給出了科學(xué)解釋?zhuān)禾?yáng)并非只是溫和的光源,它會(huì)持續(xù)向外噴發(fā)帶電粒子(如質(zhì)子、電子),形成“太陽(yáng)風(fēng)”;當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)劇烈時(shí)(如耀斑、日冕物質(zhì)拋射),會(huì)向太空釋放大量高能帶電粒子,使得流向地球的粒子流強(qiáng)度大幅提升。
地球大氣層雖能阻擋大部分高能粒子,但在民航常用的12000米(約4萬(wàn)英尺)巡航高度下,大氣層非常稀薄,對(duì)輻射的屏蔽效果遠(yuǎn)不如地面。這些粒子及其與稀薄大氣作用產(chǎn)生的次級(jí)輻射,構(gòu)成了高空電離輻射環(huán)境。不僅干擾通信和導(dǎo)航,更是對(duì)飛行電子系統(tǒng)的直接威脅。
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日冕物質(zhì)拋射產(chǎn)生的等離子體磁云到達(dá)地球時(shí),其寬度可達(dá)5000萬(wàn)千米。|ESA
其中一大影響是粒子撞擊電子元件產(chǎn)生的“單粒子翻轉(zhuǎn)”,即高能質(zhì)子或快中子撞擊電子元件的半導(dǎo)體靈敏區(qū)時(shí),會(huì)通過(guò)電離效應(yīng)產(chǎn)生電荷堆積,使得原本存儲(chǔ)單元的邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn),“1”變成“0”,或“0”變成“1”,導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò)或系統(tǒng)邏輯紊亂,一般情況下不會(huì)造成元件的物理?yè)p傷;另一方面,輻射還可能影響傳感器精度,進(jìn)而干擾飛行控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
以空客A320為例,其核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于首創(chuàng)的電傳操縱系統(tǒng),它用電子信號(hào)取代傳統(tǒng)的機(jī)械連接,由多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)(如ELAC、SEC、FAC)處理飛行員輸入,并控制飛控面(副翼、升降舵、擾流板、方向舵)。其中,升降舵和副翼計(jì)算機(jī)(ELAC)堪稱(chēng)“飛控大腦”,負(fù)責(zé)處理俯仰、橫滾等關(guān)鍵姿態(tài)控制。此次受影響的,正是搭載特定版本ELAC的機(jī)型。
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空客A320系列是首款采用全玻璃座艙和數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)的客機(jī)。|wiki
調(diào)查顯示,ELAC B版本的硬件和L104版本的軟件組合存在一個(gè)漏洞,導(dǎo)致其故障抑制邏輯未能正確識(shí)別出高能輻射導(dǎo)致的系統(tǒng)錯(cuò)誤,進(jìn)而錯(cuò)誤地操作了升降舵,最終導(dǎo)致了本次事件。類(lèi)似的升降舵非指令操作情況如果再次發(fā)生,在最糟糕的情況下,可能會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的結(jié)構(gòu)承受超出設(shè)計(jì)載荷的應(yīng)力。
于是,AOT要求航空公司,要么回滾至早期穩(wěn)定版本的軟件,要么將受影響的升降舵副翼計(jì)算機(jī)硬件更換為包含舊版本軟件的硬件。前種方式每架飛機(jī)需要約2小時(shí)完成軟件回滾,很快就能完成,后者涉及到復(fù)雜的維修或硬件更換,會(huì)相對(duì)麻煩一點(diǎn),可能導(dǎo)致航班長(zhǎng)時(shí)間延誤。
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如此看來(lái),航空業(yè)從未停止過(guò)對(duì)“更安全、更高效”飛行方案的探索,一方面通過(guò)持續(xù)升級(jí)軟件與硬件來(lái)加固現(xiàn)有系統(tǒng);另一方面,也在從根本上研究并設(shè)計(jì)能提升效率、降低風(fēng)險(xiǎn)的全新飛機(jī)構(gòu)型。
比如美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)JetZero近些年研發(fā)的Z4翼身融合式商用客機(jī),就打破傳統(tǒng)“筒狀機(jī)身+機(jī)翼”固有布局的創(chuàng)新機(jī)型,不僅能讓整個(gè)機(jī)身參與升力產(chǎn)生,減少30%空氣阻力,更能節(jié)約50%燃油;其寬闊的機(jī)身結(jié)構(gòu)還適配液氫儲(chǔ)存技術(shù),為零排放飛行提供了可能。
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如果你對(duì)這架飛機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)感興趣,想深挖它的技術(shù)細(xì)節(jié),歡迎翻開(kāi)《萬(wàn)物》雜志第12期的《超寬新客機(jī)》,了解這款可能定義下一代商業(yè)旅行的“超級(jí)飛機(jī)”是如何從設(shè)計(jì)圖紙駛向藍(lán)天的。
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參考資料:
[1]https://www.theguardian.com/business/2025/nov/28/airbus-issues-major-a320-recall-after-recent-mid-air-incident
[2]https://theaircurrent.com/feed/dispatches/solar-flare-vulnerability-airbus-a320-software-forces-emergency-action-airlines/
[3]https://zhuanlan.zhihu.com/p/1978792792554758358
[4]https://zhuanlan.zhihu.com/p/1978448319580747140
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