让波音飞机737MAX反水的暗黑武器——攻角传感器及芯片解密!

这几天，有一种硬件被推上了风口浪尖，超越各种娱乐明星，成为了最热门的搜索词汇。它就是让波音737MAX8飞机两次失速坠毁，丢掉超过300条生命，实现"人机大战"的暗黑武器——攻角（迎角）传感器。

首先，我需要申明的是，作为硬件的攻角传感器没有任何错，甚至于它背后的印度软件工程师的逻辑和算法也没有错。正如热兵器时代，无论是手枪，大炮，火箭，无人机，甚至核弹，AI机器人等，没有生命的它们本身有什么错呢？在我看来，硬件和系统的寡头和决策者才是最大的责任人。

那么，这种频频反水的暗黑武器——攻角传感器，到底是来自何方"妖魔鬼怪"呢？

攻角传感器

首先，我们来看什么是传感器？传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。

接下来，我们再来看，什么是攻角传感器？它是一款智能型微型风标，该攻角传感器用来测量攻角（迎角，AOA）,侧滑角（AOS）和其他气流角度，一般分为风标式和零压式攻角传感器两种，波音737MAX飞机用的主要是风标式攻角传感器。

标红的是攻角传感器

所有大型飞机，尤其是喷气式飞机，都装备了用于在飞行当中测量任意时刻实际攻角的系统。此外，差不多所有通用航空飞机上也装有这一系统，普遍用于测量攻角的装置是装在机翼前缘的一个风向标式的东西。

攻角传感器

在飞机上安装的攻角传感器，它所起到的作用，也称为失速预警系统，因为它的任务就是时刻测试攻角，在接近临界攻角时向飞行员发出警告以避免进入失速。

攻角传感器是列昂那多格里恩发明的，他注册了专利并成立了安全飞行仪器公司。有数十万个装有攻角传感器的飞机在天空飞行。安全飞行仪器公司的攻角传感器多数以拨动开关的形式安装，经校准后，和喇叭或告警灯，或者是其它的告警装置连接在一起，在攻角增加到接近失速攻角时发出告警。但是，攻角传感器的确是依据机翼前缘驻点的移动来连续监测攻角变化的。

其它类型的攻角传感器是利用一个测量相对飞机的空气来流方向的仪器来工作的。有的传感器系统使用的是探测来流的风向标，有的设计一个开口——通过比较开口处空气压力的变化来监测攻角的变化。

那么，航空航天用攻角传感器的核心芯片主要有哪些玩家呢？其实，说来说去，能够在极端恶劣天气下还能正常工作的转换、变换、处理ADC/DAC功能的公司，就只剩下大名鼎鼎的美国模拟器件公司——ADI了。

攻角传感器御用芯片—ADS698SQ

ADI公司（亚德诺半导体技术有限公司），是高性能模拟、混合信号等世界领先的企业，全球第二大模拟芯片公司，仅次于TI。ADI生产各种创新产品——包括数据转换器、放大器和线性产品、射频(RF) IC、各种类型传感器以及信号处理产品。

ADI公司

在攻角传感器的中国企业里，武汉航仪，凯天集团，都在使用ADI的产品和攻角传感器用芯片。尽管使用诸如微波，激光和磁致伸缩等新技术的线性位移传感器激增，但线性可变差动变压器（LVDT）仍然很受欢迎，因为其固有的简单性和在难以想象的恶劣环境中工作的能力（-55度—+125度）。

ADS698SQ应用案例

这个明星级别的芯片很大可能就是来自ADI公司的ADS698SQ。

ADS698SQ

AD698SQ专用LVDT信号调理器，单颗芯片在美国需要70.64美元，目前中国不在受控的名单里；这里面很可能中国企业已经可以替代，当然也可能已经有更高级别的芯片升级了，欢迎大神们留言指正。

另外，芯片PGA309-HT也有替代的可能性，但这些都是美国和全球最牛逼公司的芯片啊，中国企业何时能够研发出来呢？

攻角传感器厂家

有了主控芯片，然后就是传感器组件的组装了， 据了解，Honeywell Aerospace；Garmin International；Aerosonic Corporation；Thales；Aerocontrolex Group；UTC Aerospace Systems；Revue Thommen；Free Flight Systems；Hindustan Aeronautics；Memscap；Kollsman； Dynon Avionics；Pacific Avionics & Instruments等公司都能生产航天级的攻角传感器，我们就来重点介绍几家公司。

美国Honeywell航空

霍尼韦尔集团旗下的美国大型军用设备供应商，比较有名的是大气数据系统，典型组件包括：总气温 (TAT) 探针、攻角 (AOA) 标和探针、空速管探针、空速管静压探针、多功能探针（MFP） 和机外气温（OAT） 探针。

霍尼韦尔攻角传感器

美国Dynon Avionics

提供更高水平的航空电子设备，仪表板，系统和飞机集成。这是航空业中唯一的同类项目。作为唯一一家设计和制造航空电子设备，面板，飞机控制系统，线束以及其间所有设备的公司，能够提供完整的交钥匙集成系统。

Dynon Avionics攻角传感器

Aviall（波音旗下公司）

是飞机零件，耗材，化学品，工具和材料的领先供应商，Aviall提供了超过200万个零件。 85年来，Aviall一直为全球航空航天和国防工业提供值得信赖的产品线。2006年，Aviall被波音公司收购。

美国UTC Aerospace Systems

UTC攻角传感器

UTC航空航天创立于1934年，前身是联合航空运输公司，总部位于美国康涅狄格州哈特福德，全职雇员211,500人，是一家为世界各地的航空航天公司和MBO企业提供高科技产品和服务的公司。2018年11月，联合技术公司以300亿美金收购全球知名的攻角传感器公司罗克韦尔柯林斯。

从Aviall官网截图和UTC航空航天的产品来看，UTC航空航天公司应该是波音飞机公司的攻角传感器主要供应商。当然，攻角传感器应用多年，产品本身没有问题，只是随着自动驾驶功能的增多，软件的不断升级，才有了人机大战的魔鬼现场。

波音的股票跌得再狠，又怎么能挽回逝去的300多条生命呢？

截止目前，已有中国、英国等几十个国做出停飞波音737MAX8的决定。而特朗普也发出声音："飞机正变得过于复杂，难以操作。如今飞行员已经不那么被需要，需要的是麻省理工的计算机科学家。我在很多产品中都已看到这一点，总是在寻求一些不必要的"进步"，但往往越古老和越简单的会越好。"

说来说去，硬件只是一堆没有生命的器件模块组合，杀人的武器，从来不是武器，而是武器背后的玩家和寡头！食物坏了，能怪到食材本身吗？让攻角传感器的厂家们背着这样一口大黑锅，简直就是天大的笑话！

波音技术太差？！一个小小的攻角传感器都搞不定，高空爱出事

随着美国总统特朗普13日公开宣布，批准停飞所有美国航空公司的737MAX8，737MAX9飞机，制造商波音公司和监管机构美国联邦航空局FAA立即态度急转直下：过去死活坚持飞机没问题，现在立马表示认真配合调查整改，活脱脱的两只旺。

以此同时，飞机黑匣子的归属则发生了一点点小小的风波，事故方埃航，在中国公司挖掘机加班加点之下，从地下30米挖到了黑匣子，而美方派出的事故调查专家，则没有像狮航一样得到关键的黑匣子，黑匣子最终流向了法国:空客公司的大本营，埃航的顾虑就是：美国人信不过，美国人信得过的话，只有狮航空难，而铁定没有埃航空难了！

埃航黑匣子成功找回，剩下就是空客的解读，看波音如何个“死法”

其实从埃航空难发生伊始，事故征兆和狮航空难高度一致，想让人怀疑都不行！但是这个证据链条却超级的隐蔽，波音公司是在狮航空难后，才迫不得已承认他们在飞机里面埋了一个“定时炸弹”，这就是MCAS机动增强系统的存在，躲在黑暗处独立运作，不管飞行员也不管旅客的死活，独自单干。

这就是737MAX机型的发动机，下面离地太近，上面超过机翼上表面

波音737经历最早期的疯狂坠机后，经过努力逐步变得稳定可靠也获得了世界航空公司和旅客的高度认可，出行乘坐737是一个默认选项，而不是一个可选项，但是在60年的逐步改进后，终于把原始架构的设计缺陷暴露无遗。

737家族从第一代-100-200升级到现在第四代737MAX-8-9-10，最大的变化就是保留原始机身设计直径不变，不停加长机身而机翼和发动机的相对关系为了节省费用一直保留下来，这就是俗称的小柯基！

737MAX飞机在737NG上继续加长，迫不得已换更大直径发动机，造成了失速危险

空客A320从设计开始就采用大直径发动机，不停改进增加发动机直径，对于飞机来说没有影响，因为余量足够大，而737就没用那么幸运，最开始采用了小涵道比涡扇发动机JT-8D，经过3轮加大之后，基本架构终于撑破了，不得已增加MCAS系统，保证飞机在大攻角状态下避免失速。

本来这一要求也并非波音本意，这是FAA的要求，需要飞机提供一个比较清楚的失速感知过程，让飞行员容易改出，而737MAX失速却发生太猛，所以波音公司想到了电控的方法解决，这，本身不是一个问题。

全世界737MAX飞行员现在最热门的知识就是如何关闭MCAS系统

但是拒绝方案确是一个严重问题，解决方案基于两套攻角传感器数据，从业界安全设计基本准则来说，两套攻角传感器，任意一套发生故障，都不影响安全飞机，但是波音却不，一套发生故障，直接带着满飞机人员高速俯冲10秒，而且假如传感器数据不立即转好，5秒钟之后还会继续来一次：自杀真是太积极了！

从狮航空难事故调查来看，结论已经相当清楚，攻角传感器导致的MCAS系统启动，而纠正错误则需要做两点要求：一点就是要求系统采取交叉检查设计，自动排除故障攻角传感器数据，而且MCAS系统在工作的时候，必须特别注意到安全高度，安全高度不够禁止启动！

攻角传感器这种原理超简单的设备也动不动发生故障，让人大跌眼镜，气流吹哪里，就偏哪里嘛

实际上这还隐藏了一个巨大的问题：故障高发的攻角传感器，波音工程师初步实验室测试发现737MAX的攻角传感器在高空寒冷环境下容易失效，这种超低级失误真是让人匪夷所思，这不就是简单的热胀冷缩卡滞吗？

埃航和狮航空难，都有一个共同的特征，都是飞机在爬升到一定高度立即发病，这一点导致的温度降低，传感器卡滞基本一致，具体结果如何，或许不会有太多意外。

埃航飞机大体爬升到8000英尺高度只有开始“犯病”换成公制就是2400米

埃航飞机发生故障高度在2400米左右，而狮航空难发生故障更低一些，飞机第一次开始俯冲发生在2100米左右，从更精细的研究结果来说，在1500米左右高度就出现过了一个速度的波动。

狮航空难更加离奇：飞机在1500米高度就发生过一次减速，2100米开始大俯冲

这一点都和温度有相当的关系，从技术层面来说，美国颁布了无数的航空设备实验要求，±50度运行是常事，或许时间久了，偷工减料，节省人工，也极有可能。

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