Inżynierowie pracujący nad projektem 737 MAX napotkali problem związany z wyposażeniem maszyny w dużo większe niż dotychczas w 737 silniki, które zapewniają maxowi większy zasięg i dodatkowe oszczędności zużycia paliwa. Projektanci musieli sprostać wyzwaniu, które polegało na takim umiejscowieniu silników, aby zachować odpowiednią odległość od ziemi podczas kołowania, startu i lądowania. Ostatecznie Boeing zaplanował wysunięcie silników nieco do przodu, podniesienie ich a także wydłużenie przedniej goleni podwozia o 20 cm. Skutek zabiegów przerósł ich oczekiwania. Nie tylko zmieścili duże silniki pod skrzydłami stosunkowo małej, wąskokadłubowej maszyny, ale też zyskali 14 proc. oszczędności zużycia paliwa. Niestety okazało się, że tak niewielka zmiana położenia środka ciężkości i środka ciągu maszyny w stosunku do powierzchni nośnych i sterowych miała negatywny wpływ na charakterystykę manewrową samolotu. 737 MAX ma tendencję do samoistnego zadzierania nosa w górę, co może w granicznych przypadkach prowadzić do przeciągnięcia samolotu.

Rozwiązaniem tego problemu miało być wprowadzenie zautomatyzowanego systemu pomagającego pilotom zapanować nad maszyną, gdyby w trakcie lotu ze sterowaniem ręcznym nos samolotu zaczął unosić się zbyt wysoko i pojawiłoby się ryzyko przeciągnięcia poprzez osiągnięcie zbyt dużego kąta natarcia. Rozwiązaniem miał być MCAS (system poprawy charakterystyki manewrowej). Wydaje się jednak, że to rozwiązanie nie jest idealne. MCAS uruchamia się automatycznie bez konieczności podejmowania jakiegokolwiek działania ze strony pilota. Z jednej strony przypomina to służące ostrzeganiu i zapobieganiu przeciągnięciu znane od lat rozwiązania stick-shaker i stick-pusher. Jednak działanie MCAS jest dużo bardziej zdecydowane - jak wskazywał pilotom podczas szkolenia Boeing, system ten powoduje głównie automatyczne skierowanie nosa maszyny w dół. Ma on działać głównie podczas lotu z podniesionymi klapami przy prędkościach bliskich prędkości przeciągnięcia, a także podczas wykonywania ostrych zakrętów z dużymi przechyleniami.

System MCAS jest uruchamiany automatycznie, gdy wartości pochodzące z czujników kąta natarcia przekroczą założone progi graniczne. Obliczenia na podstawie których podejmowana jest decyzja o tych przekroczeniach bazują też na prędkości względem powietrza oraz wysokości. Aktywowany MCAS ma możliwość wykonywania obrotu steru wysokości o 0,27 stopnia na sekundę, a więc wykonania zmiany jego położenia o 2,5 stopnia w ciągu niecałych 10 sekund. To jak bardzo statecznik poziomy zostanie automatycznie wychylony zależy od prędkości samolotu, przy większej poruszony będzie on mniej niż przy niskiej. Co chyba najistotniejsze, jeśli pilot zdecydowałby się na przeciwdziałanie MCAS, ruchy wolantem nie spowodują przerwania działania systemu. Oznacza to, że jeśli system zdecyduje o skierowaniu nosa 737 MAX w dół to pilot nie może zatrzymać tego opadania poprzez zwyczajne pociągnięcie urządzenia sterowego do siebie!

Aby przejąć całkowicie manualną kontrolę nad maszyną pilot zmuszony jest do użycia elektronicznego przełącznika sterującego trymerem wysokości umieszczonego na wolancie lub do wytrymowania maszyny zupełnie ręcznie poprzez rozłączenie elektrycznego trymera i użycie pokrętła trymera umieszczonego między fotelami w kokpicie. O ile pierwsze rozwiązanie przerywa pracę MCAS to tylko na pięć sekund od momentu użycia przełącznika trymera. Po tym czasie jeśli system znów uzna, że maszynie grozi przeciągnięcie to ponownie skieruje ją w dół. Jedynym rozwiązaniem, które skutecznie wyłączy MCAS jest użycie wyłączników i potem trymowanie statecznika poziomego ręcznie. Wydaje się, że w sytuacji gdy dochodzi do ewentualnego przeciągnięcia na niskiej wysokości doświadczony pilot będzie w stanie lepiej ocenić możliwości uratowania maszyny i utrzymania lotu niż najlepszy nawet system. Niestety wtedy żeby pokonać sztuczną inteligencję załoga musi wykonać dość skomplikowaną procedurę rozłączania MCAS i poświęcić na nią sporo czasu i uwagi zamiast skupić się na podstawowych manewrach służących uniknięciu przeciągnięcia. W sytuacjach nietypowych (można za nią niewątpliwie uznać nadciągające przeciągnięcie samolotu) głównym zadaniem pilota jest kontynuowanie lotu z zachowaniem sterowności, a niekoniecznie skupianie się na tym jak przechytrzyć system komputerowy, który przeciwdziała jego impulsom przekazywanym na powierzchnie sterowe.

Bardzo niepokojące wydaje się fakt, że o istnieniu systemu MCAS nie wspomina instrukcja użytkowania w locie boeinga 737 MAX. Dokument ten zawiera wszystkie informacje niezbędne do wykonywania lotów samolotem, a także opisuje wszelkie procedury z tym związane, zarówno te standardowe jak i te w sytuacjach nietypowych. Boeing decyzję o pominięciu MCAS w tej instrukcji tłumaczył następująco:

To właśnie po październikowej katastrofie maxa linii Lion Air wielu operatorów tych maszyn zaczęło zastanawiać się jak tak naprawdę działa MCAS. Wiele wskazuje na to, że za wypadkiem w Dżakarcie stoi właśnie ten system. Pierwsze wstępne konkluzje mówią, że MCAS otrzymał z czujników kąta natarcia błędne dane i na tej podstawie zdecydował o skierowaniu maszyny w dół, aby w teorii zapobiec przeciągnięciu. Niestety ponieważ opisu systemu zabrakło w instrukcji użytkowania w locie to żaden z pilotów 737 MAX nie był również szkolony w zakresie radzenia sobie z wadliwym działaniem tego systemu. Wszyscy specjaliści zgodnie uznają, że MCAS sam w sobie niekoniecznie musi być powodem katastrofy samolotu Lion Air (a być może i Ethiopian Airlines), ponieważ jak każdy system w samolocie może on ulec awarii lub podlegać złym odczytom czujników. Istotne jest jednak to, że na taką ewentualność, a także na to, że MCAS może bez wiedzy pilota dokonywać korekt ustawienia steru wysokości Boeing nie przygotował załóg.

Po katastrofie w Indonezji najwięksi operatorzy 737 MAX czyli linie Southwest i American Airlines bardzo zaangażowały się we współpracę z Boeingiem mającą na celu sformułowanie i opublikowanie odpowiednich procedur związanych z działaniem MCAS i będących podstawą do dodatkowych szkoleń dla pilotów tych maszyn. Jon Weaks, prezes związku zawodowego pilotów Southwest był bardzo zaniepokojony faktem, że producent nie ujawnił obecności systemu w instrukcji użytkowania w locie, a także tym, że zarówno Boeing jak i certyfikująca maszynę cywilna władza lotnicza w USA (FAA) wydały oświadczenia o tym, że MCAS faktycznie może nie działać tak jak zakładano. Inni operatorzy również na bieżąco śledzili informacje od producenta i oczekiwali poprawek zarówno w instrukcji i planie szkolenia jak i w samym systemie. Po katastrofie Lion Air FAA wydała w trybie nadzwyczajnym dyrektywę dotyczącą zdatności do lotu 737 MAX mówiącą o tym jak piloci i mechanicy mają postępować z MCAS i jak przejmować kontrolę nadrzędną nad systemem w sytuacjach normalnych oraz nietypowych.

Za każdym razem, gdy media pytały Boeinga dlaczego zdecydował się w ogóle na wprowadzenie MCAS do MAXów, producent uzasadniał decyzję tym, że chciano wyeliminować niepożądane cechy maszyny związane z jej sterownością w konkretnych warunkach, które spowodowane są wielkością i miejscem zamocowania silników CFM LEAP. Zdaniem Boeinga, bez tego systemu maszyna nie mogłaby być certyfikowana jako bezpieczna. Producent utrzymywał, że samolot jest w pełni bezpieczny i jest doskonałym wyborem dla operatorów poszukujących nowych maszyn do zastąpienia starszych generacji 737.

Z pewnością jest jeszcze dużo za wcześnie na odpowiedź na to pytanie, ale należy brać pod uwagę okoliczności w jakich doszło do katastrofy, które są bardzo podobne do tych z Dżakarty. Maszyna rozbiła się w fazie odlotu z lotniska po starcie, a fragment danych dotyczących przebiegu lotu zapisanych na portalu flightradar24.com wskazuje, że wznoszenie zostało na pewien czas wstrzymane, co mogłoby sugerować zadziałanie MCAS.

Gdyby jednak okazało się, że wadliwe działanie MCAS odpowiada za którąkolwiek z katastrof 737 MAX i śmierć kilkuset osób to z pewnością konsekwencje dla Boeinga, który dodatkowo nie ujawnił i nie przewidział w instrukcji użytkowania w locie procedury wyłączania systemu będą bardzo poważne. Na obecnym etapie pochwalić należy duże grono linii lotniczych oraz władz lotniczych poszczególnych państw za reakcję na niedzielne zdarzenie i podjęcie decyzji o uziemieniu maxów.

O ile umiejętności człowieka mogą być rozwinięte, o tyle walka z elektronicznym mózgiem, szczególnie pod presją czasu bez znajomości logiki działania systemu, jest często skazana na niepowodzenie. Pozostaje mieć nadzieję, że przyczyny katastrofy Lion Air i Ethiopian Airlines zostaną szybko wyjaśnione, i że maxy wrócą niebawem do służby.

fot. mat. prasowe