737MAX, MCAS и рекомендации Боинга. Все ли идеально?

denokan — 13.03.2019

Предлагаю задуматься над недостатками рекомендаций Боинга в опубликованном бюллетене о рисках, связанных с неправильной работой датчика угла атаки на самолетах 737МАХ -8/-9

Предыстория

После катастрофы индонезийского самолета выяснилось, что на 737MAX -8/ -9 в целях улучшения характеристик лайнера при ручном пилотировании на больших углах атаки была внедрена система MCAS – Maneuvering Characteristics Augmentation System. Появление этой системы на MAX -8/ -9 было обусловлено влиянием новых, больших по размеру, двигателей на аэродинамические характеристики самолета повышенных углах атаки, близких к углам сваливания.


Как работает MCAS?*

*согласно описанию, представленном производителем /лишь после катастрофы в Индонезии/.



MCAS вступает в работу только в ручном режиме управления и только при убранной механизации крыла. Если датчик угла атаки определил, что самолет находится в обусловленной зоне, MCAS начинает перекладывать стабилизатор на пикирование со скоростью 0.25 град/сек, то есть, создавать тенденцию к опусканию носа самолета, уводя лайнер от опасных углов атаки на случай несоразмеренной работы штурвалом.

Диапазон перекладки стабилизатора за один цикл ограничен 2.5 градусами. Работу MCAS можно приостановить - например, если пилот во время работы MCAS вдруг решит стриммировать самолет*, то MCAS прекращает свою работу на 5 секунд. Однако, если после этого условия для срабатывания MCAS сохраняются, она снова начинает работать.

*снять нагрузки на штурвале, использовав перекладку стабилизатора через кнопку управления, расположенную на каждом штурвале.

2.5 градуса - это не так много. Но вот 5, к примеру, - это уже очень серьезно, а если позволить MCAS полностью отклонить стабилизатор на пикирование, то шансы вытянуть лайнер стремятся к нулю*. Затягивание с исправлением, корректирующими действиями, может значительно усложнить ситуацию.

О чем я бы и хотел порассуждать в этой статье.


*что интересно, в QRH, в чеклисте Stablizer Trim Inoperative - "отказ системы управлением перекладкой стабилизатора" Боинг пишет, что "эффективности руля высоты достаточно, чтобы выполнить безопасную посадку самолета независимо от положения стабилизатора":



Ну-ну. Не знаю, не знаю. На тренажере, при стабилизаторе, отклоненном полностью на пикирование, вытянуть "самолет" не получилось ни у меня, ни у других моих коллег, которые делились со мной этим опытом. Другое дело, что при отказе управления стабилизатором при выполнении нормального полета, практически невероятна ситуация, что он /в полете/ оказался установленным в такое положение, но в таком случае примечание стоило бы переписать.

Итак, после катастрофы Боинг выпустил бюллетень, где описал проблемы, которые могут случиться из-за неправильной работы датчика углов атаки:

Background Information

The Indonesian National Transportation Safety Committee has indicated that Lion Air flight 610 experienced erroneous AOA data. Boeing would like to call attention to an AOA failure condition that can occur during manual flight only. This bulletin directs flight crews to existing procedures to address this condition. In the event of erroneous AOA data, the pitch trim system can trim the stabilizer nose down in increments lasting up to 10 seconds. The nose down stabilizer trim movement can be stopped and reversed with the use of the electric stabilizer trim switches but may restart 5 seconds after the electric stabilizer trim switches are released. Repetitive cycles of uncommanded nose down stabilizer continue to occur unless the stabilizer trim system is deactivated through use of both STAB TRIM CUTOUT switches in accordance with the existing procedures in the Runaway Stabilizer NNC. It is possible for the stabilizer to reach the nose down limit unless the system inputs are counteracted completely by pilot trim inputs and both STAB TRIM CUTOUT switches are moved to CUTOUT.

Пересказ и пояснения:

"/.../ В случае поступления неправильных данных об углах атаки, система триммирования в продольном канале может начать перекладывать стабилизатор на пикирование циклами по 10 секунд. Это движение стабилизатора можно прекратить и обратить с помощью любой из кнопок триммирования, расположенных на штурвалах пилотов, но оно может снова начаться через 5 секунд после отпускания кнопки. Циклы перекладки стабилизатора на пикирования будут повторяться до тех пор, пока электромотор управления стабилизатором не будет выключен с помощью обоих переключателей STAB TRIM CUTOUT согласно действиям в нештатных ситуациях, чеклист Runaway Stabilizer – "самопроизвольная перекладка стабилизатора". Существует возможность того, что стабилизатор достигнет максимального угла отклонения на пикирования, если пилот не противодействует этому применением триммирования или не выключит электромотор".


Какие еще неприятности ожидают пилотов? Боинг пишет:



Пересказ и пояснения:

В дополнение к этому, напоминаем пилотам, что неправильные данные об угле атаки могут стать причиной одного или всего нижеперечисленного:

• Постоянная или периодическая тряска штурвала, только на том штурвале, с какой стороны поступает неверная информация об угле атаки (на самолете установлены два датчика – на левом и правом бортах)

• Появление красно-черной шкалы минимальной скорости на главном пилотажном дисплее, с той стороны, с которой поступает неверная информация.

• Повышенные усилия на штурвале, направленные на пикирование – это следствие работы системы защиты от сваливания, не имеющей отношения к MCAS. Так как самолет "думает", что находится в опасной зоне, в работу вступает модуль EFS – elevator feel shift – "смещение имитируемых усилий на штурвале по тангажу", который увеличивает давление в системе имитации усилий на взятие штурвала на себя примерно в два раза.

• Невозможность включения автопилота.

• Автоматическое отключение уже включенного автопилота.

• Предупреждение о разногласиях скорости на главных пилотажных дисплеях.

• Предупреждение о разногласиях высоты на главных пилотажных дисплеях.

• Предупреждение о разногласиях углов атаки на главных пилотажных дисплеях (если на самолете установлена опция индикация углов атаки).

• Загорание табло FEEL DIFF PRESS – разное давление в системе имитации аэродинамических нагрузок на штурвале. Это тоже может привести к увеличению усилий, необходимых для перемещения штурвала.

Боинг предложил действия по исправлению ситуации:



Действия заключаются в отключении электромотора привода стабилизатора – переключением выключателей STAB TRIM CUTOUT* в положение CUTOUT – "отключено".

*на заглавной картинке панель переключателей STAB TRIM CUTOUT выделена желтым цветом.

Отключив электромотор любым из выключателей, расположенным на блоке РУД, прекращается движение стабилизатора как по командам автоматики, так и по командам пилотов – то есть, кнопки триммирования на штурвалах становятся бесполезными тоже. Тем не менее, сохраняется возможность управления стабилизатором – с помощью колес ручного управления, которые расположены по бокам РУД (см. заглавную картинку).

Есть одно важное "но". В примечании (Note) Боинг пишет:

"Первоначально, повышенные усилия могут потребоваться для того, чтобы преодолеть существующее перемещение стабилизатора на пикирование. Триммированием посредством кнопок на штурвалах можно снять эти нагрузки, если применить его до переключения STAB TRIM CUTOUT в положение CUTOUT /"отключено"/. Ручное управление стабилизатором можно использовать после того, как переключатели установлены в положение CUTOUT".

Итак, держим в голове ключевые негативные факторы:

1. Поздно отключить электромотор.

2. Значительные усилия, необходимые для ручного управления стабилизатором c помощью колеса.

3. Повышенные усилия на штурвале на взятие на себя.

Если вдумчиво прочитать предварительный отчёт по катастрофе в Индонезии, которые включает в себя описание двух последних полетах (в обоих развитие событий шло по одинаковому сценарию, но второй полет закончился трагедией) то можно обратить внимание на то, что оба раза /разные/ экипажи довольно-таки поздно заметили, что стабилизатор живет своей жизнью. А когда обратили, то некоторое время боролись с ним кнопкой триммирования. И это давало результат! Лишь затем КВС первого рейса догадался отключить электромотор, а во втором случае пилоты так и не догадались.

В бюллетене Боинг предложил простое, казалось бы, действие - отключить электромотор. Мы все держим в голове это действие. Но что, если выполнить его тогда, когда он успел порядочно открутить стабилизатор на пикирование, и пилот не устранял это триммированием?

Отключив электромотор, мы не имеем иной возможности вытянуть тангаж, кроме как движением штурвалом на себя (который отчаянно этому сопротивляется, так как EFS "думает", что самолет в сваливании) и ручного управления стабилизатором посредством колес. А крутить колесо на земле и крутить колесо в воздухе на большой скорости — это совершенно разные усилия! И надо не один оборот совершить, прежде чем исправить ситуацию. И ведь надо еще откинуть рукоятку – чтобы было удобнее прикладывать усилия, на это тоже уходит некоторое время, которое в спешке (стресс, паника) может еще больше увеличиться!

Не имея запаса высоты, справиться с ситуацией, в которой стабилизатор уже отклонен на большой угол на пикирование, и управляющий электромотор выключен, весьма проблематично.


Что интересно, в первой катастрофе 737MAX в Индонезии экипаж сумел простым действием на время остановить фатальное перемещения стабилизатора на пикирование, которое началось после того, как закрылки были убраны - они снова их выпустили. И MCAS прекратила свою работу, так как ушло условие ее активации. Не всегда "впоследствии этого"  означает "вследствии этого". Однако, на этот раз правило сработало:

"After the flaps retracted, the FDR recorded automatic aircraft nose down (AND) trim active for 10 seconds followed by flight crew commanded aircraft nose up (ANU) trim. The flaps extended to 5 and the automatic AND trim stopped".

Но... потом снова закрылки убрали... и свистопляска продолжилась. В борьбе за управление электромотором между MCAS и пилотами победила MCAS.

"At 23:25:18 UTC, the flaps retracted to 0 and several seconds later, the automatic AND trim and flight crew commanded ANU trim recorded began again and continued for the remainder of the flight"


Умозаключение

Если следовать бюллетеню Боинга, но начать его выполнение слишком поздно, то это лишь усугубит ситуацию. Выглядит более простым - в случае только что выполненного взлёта выпустить закрылки хотя бы в первое положение. Тем самым система MСAS отключится и можно выдохнуть.

Но это "простое решение" имеет негативную сторону – не имея достоверных показаний скорости, ограничение по скорости полета с выпущенной механизацией крыла может быть превышено. С другой стороны, в критической ситуации выпуск закрылков с превышением скорости может оказаться наименьшим из возможных зол, тем более, если экипаж обеспечивает пилотирование в соответствии с действиями по памяти, предписанными чеклистом:

  пилот отключает автопилот и автомат тяги (если были включены), директоры, и выдерживает тангаж и тягусоответственно:

  а) закрылки убраны: 4 градуса и 75% N1
  б) закрылки не убраны: 10 градусов b 80%N1

В любом случае, нам, пилотам, следует выделить и держать в голове то, что использование триммирования (кнопкой на штурвале) доступно, и более чем необходимо при таком вот сценарии развития событий, который случился дважды в небе Индонези. Нельзя затягивать с определением критической ситуации и выполнением действий - отключением электромотора.

Еще один момент, с этим связанный. Как мне кажется, было бы лучше изменить способ подачи материала – рекомендации по действиям в ситуации с самопроизвольной перекладкой стабилизатора (переключение STAB TRIM CUTOUT в CUTOUT) приводить не перед примечанием о возможных неприятностях, которые за этим могут последовать, если стабилизатор уже переложен на пикирование, а после. А само примечание о проблемах озаглавить не как "NOTE", а как "WARNING" – предупреждение, требующее особого внимания пилотов.

Например:

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив