Niedzielna (10.03) katastrofa boeinga 737 MAX 8 Ethiopian Airlines kosztowała życie 157 osób. Samolot rozbił się krótko po starcie z lotniska w Adis Abebie. Prawdopodobną przyczyną jest usterka samolotu związana z wadliwym działaniem jednego z pokładowych systemów.
Gdy 29 października 2018
roku doszło do pierwszej w historii katastrofy z udziałem boeinga 737 MAX 8 w
Indonezji nikt nie spodziewał się, że niecałe 5 miesięcy później kolejna
maszyna tego typu runie na ziemię. Przy okazji wypadku samolotu Lion Air w
Dżakarcie podniesiono kwestię możliwej usterki tudzież wadliwego zadziałania
systemu zapobiegającemu przeciągnięciu, który Boeing wprowadził do maxów.
Hipotezę tę podpierał fakt, że piloci indonezyjskiej linii skarżyli się na
niestandardowe reakcje samolotów, a maszyna była sprawdzana pod tym kątem przez mechaników. O ile wyjaśnianie przyczyn katastrofy 737 MAX
linii Lion Air ciągle trwa, to do grona trwających postępowań komisji
badania wypadków lotniczych dołączy przypadek Ethiopian Airlines.
Nowoczesna maszyna, nowe
wyzwania konstrukcyjne
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.
MCAS – Maneuvering Characteristics
Augmentation System
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.
Co uruchamia MCAS i jak
go wyłączyć?
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.
Brak opisu w
instrukcji użytkowania w locie
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:
Ponieważ MCAS ma za zadanie uruchamiać się w
sytuacjach, gdy samolot jest poddawany stosunkowo dużym przeciążeniom i w
warunkach bliskich przeciągnięciu, pilot nie powinien w ogóle zaobserwować jego
działania. Z tego powodu Boeing nie umieścił opisu systemu w instrukcji
użytkowania w locie. Zgodnie z założeniami MCAS spowoduje w przypadku
zaistnienia takiej potrzeby opuszczenie nosa maszyny i pomoże mu w odzyskaniu
panowania na samolotem w sposób niemal niedostrzegalny. Decyzja o niepublikowaniu
opisu sytemu w instrukcji spowodowana była też tym, że pojawiły się wątpliwości
czy specjalistyczne informacje o charakterze technicznym dotyczące działania
MCAS nie będą zbyt skomplikowane dla większości pilotów i czy nie spowodują u
nich przeciążenia.
Próby zrozumienia zasady
działania MCAS
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.
Czy Ethiopian spadł z
uwag na MCAS?
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