Kebingungan dengan Boeing 737 MAX: analisis kemungkinan penyebab kecelakaan

“ Penerbangan Terkendali ke Medan ” adalah istilah penerbangan untuk kecelakaan di pesawat yang berfungsi normal karena pilot terganggu atau disorientasi. Mimpi buruk yang nyata. Menurut perkiraan saya, tabrakan dengan tanah dalam penerbangan otomatis bahkan lebih buruk, ketika sistem kontrol pesawat membuatnya jatuh ke tanah, meskipun upaya kru putus asa untuk menyelamatkan situasi. Ini adalah dugaan penyebab dua tabrakan baru-baru ini dari Boeing 737 MAX 8. Saya mencoba mencari tahu bagaimana insiden ini bisa terjadi.

Catatan: studi tentang bencana MAX 8 adalah pada tahap awal, begitu banyak artikel didasarkan pada data dari sumber tidak langsung, dengan kata lain, pada kebocoran dan desas-desus, serta pada argumen orang-orang yang tahu atau tidak tahu apa yang mereka bicarakan. Jadi pertimbangkan ini jika Anda memutuskan untuk terus membaca.

Kecelakaan

Pada pagi hari tanggal 29 Oktober 2018, penerbangan Lion Air 610 berangkat dari Jakarta, Indonesia, dengan 189 orang. Itu adalah 737 MAX 8 baru, yang hanya bertahan selama empat bulan, model terbaru dalam jajaran pesawat Boeing yang dibuat pada tahun 1960-an. Lepas landas dan naik ke ketinggian sekitar 1.600 kaki (480 meter) adalah normal, setelah itu pilot melepas flap (elemen sayap yang meningkatkan daya angkat pada kecepatan rendah). Pada titik ini, pesawat tiba-tiba jatuh ke 900 kaki (270 meter). Dalam percakapan radio dengan pengontrol lalu lintas udara, pilot melaporkan "masalah dengan sistem kontrol" dan meminta data tentang ketinggian dan kecepatan mereka yang ditampilkan di layar radar pengontrol. Peralatan di kokpit memberikan bacaan yang tidak stabil. Pilot menarik keluar flap dan naik hingga 5.000 kaki (1.500 meter), tetapi setelah menarik flaps, hidung pesawat tenggelam dan sekali lagi mulai kehilangan ketinggian. Selama enam hingga tujuh menit berikutnya, para pilot berkelahi dengan pesawat mereka sendiri, mereka berusaha mempertahankan ketinggian hidung, tetapi sistem kontrol penerbangan terus menurunkannya. Pada akhirnya, mobil itu menang. Pesawat itu menabrak air dengan kecepatan tinggi dan semua yang ada di dalamnya meninggal.

Kecelakaan kedua terjadi pada 8 Maret, ketika penerbangan Ethiopian Airlines 302 jatuh enam menit setelah lepas landas dari Addis Ababa, menewaskan 157 orang. Pesawat itu adalah MAX 8 lainnya, yang dioperasikan hanya dua bulan. Pilot melaporkan masalah dengan kontrol, dan data pengamatan satelit menunjukkan fluktuasi tajam pada ketinggian. Karena kemiripannya dengan kecelakaan Lion Air, sebuah alarm dinaikkan: jika kerusakan atau cacat desain yang sama menjadi penyebab kedua insiden, maka mungkin ada kecelakaan lain. Dalam beberapa hari, armada 737 MAX di seluruh dunia diskors untuk terbang. Data pulih dari kecelakaan pada Penerbangan 302 memperkuat kecurigaan bahwa kedua kasus itu terkait erat.

Nasib menyedihkan dari penerbangan 610 Lion Air dapat ditelusuri ke data yang diambil dari kotak hitam. (Grafik ini diterbitkan pada bulan November sebagai bagian dari laporan pendahuluan Komite Keselamatan Transportasi Nasional Indonesia.)


Gagasan umum dari sejarah disediakan oleh kurva pelacakan ketinggian di bagian bawah grafik. Pendakian awal terganggu oleh penurunan tajam; pendakian selanjutnya diikuti oleh perjalanan rollercoaster yang panjang dan tidak menentu. Pada akhirnya, ada penyelaman, sedikit lebih dari 10 detik pesawat turun 5.000 kaki (1.500 meter). (Mengapa ada dua kurva tinggi pada grafik, dipisahkan beberapa ratus kaki? Saya akan kembali ke pertanyaan ini di akhir artikel panjang saya.)


Semua naik dan turun ini disebabkan oleh gerakan stabilizer horisontal - permukaan seperti sayap kecil di bagian belakang badan pesawat. Stabilizer mengontrol sudut pitch pesawat terbang, mis. ke tempat hidung diarahkan. Pada 737, dia melakukan ini dengan dua cara. Mekanisme pemangkas lift memiringkan seluruh stabilisator, sementara gerakan roda kendali pilot (roda kemudi mengarah dan menjauh dari Anda) menggerakkan lift - roda kemudi yang dapat bergerak di bagian belakang stabilizer. Dalam kedua kasus, menggerakkan bagian belakang permukaan ke atas menyebabkan hidung pesawat naik, dan sebaliknya. Di sini kami terutama tertarik pada perubahan pada trimmer, bukan gerakan lift.

Perintah yang diberikan ke sistem trimmer elevator dan efeknya pada pesawat ditunjukkan oleh tiga kurva dari data penerbangan, yang akan saya ulangi di sini untuk kenyamanan:


Garis bertanda "trim manual" (biru) mencerminkan tindakan pilot, "trim automatic" (oranye) menunjukkan perintah dari sistem elektronik pesawat, dan "posisi trim lapangan" (biru) menunjukkan kemiringan stabilizer; posisi yang lebih tinggi pada grafik menunjukkan perintah untuk mengangkat hidung. Di sinilah pertarungan antara manusia dan mesin terlihat jelas. Pada paruh kedua penerbangan, sistem balancing otomatis berulang kali mengirim perintah untuk menurunkan hidung pada interval sekitar 10 detik. Di antara tim-tim otomatis ini, para pilot, menggunakan tombol-tombol roda kontrol, mengangkat hidung mereka dengan sebuah pemangkas. Menanggapi perintah yang bertentangan ini, posisi stabilizer horisontal berfluktuasi dengan periode 15-20 detik. Gerakan gigi gergaji berlangsung sekitar 20 siklus, tetapi menjelang akhir, perintah penurun-hidung yang tidak dapat digerakkan dan otomatis diutamakan dari pada perintah pengangkatan hidung pilot yang lebih pendek. Pada akhirnya, stabilizer turun ke deviasi menyelam maksimum dan tetap di dalamnya sampai pesawat menabrak air.

Sudut serangan

Apa yang harus disalahkan atas perilaku menyimpang dari sistem penyeimbang pitch otomatis? Tuduhan tersebut diarahkan ke MCAS - sistem baru dari seri model 737 MAX. MCAS adalah singkatan dari Maneuvering Characteristics Augmentation System, nama polisilabik yang luar biasa yang tidak memberi kita gagasan tentang apa yang dilakukan sistem ini. Seperti yang saya pahami, MCAS bukan perangkat perangkat keras; di kompartemen peralatan elektronik pesawat tidak menemukan kasing berlabel MCAS. MCAS sepenuhnya berbasis perangkat lunak. Ini adalah program yang berjalan di komputer.

MCAS hanya memiliki satu fitur. Ini dirancang untuk mencegah kemacetan aerodinamik - situasi di mana hidung pesawat dinaikkan relatif terhadap aliran udara di sekitarnya yang sangat tinggi sehingga sayap tidak dapat menahannya di udara. Berhenti adalah seperti situasi ketika seorang pengendara sepeda mendaki bukit, yang menjadi semakin curam: cepat atau lambat seseorang kehabisan energi, sepeda menjadi tidak stabil, dan kemudian berputar kembali. Pilot dilatih untuk keluar dari kios, tetapi mereka tidak berlatih keterampilan seperti itu di pesawat terbang yang penuh dengan penumpang. Dalam penerbangan komersial, penekanannya adalah menghindari warung, jadi, untuk pencegahannya. Pesawat memiliki mekanisme untuk mengenali kios yang akan datang dan mereka menginformasikan pilot tentang hal ini dengan indikator cahaya dan suara, serta dengan alarm getaran pengocok tongkat. Pada penerbangan 610, helm kapten bergetar hampir dari awal hingga akhir.

Beberapa pesawat dengan ancaman kios tidak terbatas pada peringatan sederhana. Jika haluan kapal terus naik, sistem otomatis mengintervensi dan menurunkannya, memotong kontrol manual dari pilot jika perlu. MCAS dirancang untuk hal itu. Bersenjata dan siap untuk berperang, tunduk pada dua kriteria: flap dilepas (dan mereka diperpanjang hanya saat lepas landas dan mendarat) dan pesawat berada dalam kendali manual (bukan autopilot). Dalam kondisi ini, sistem dipicu ketika nilai aerodinamis yang disebut angle of attack (AoA) naik ke kisaran nilai berbahaya.

Sudut serangan adalah konsep yang agak tidak jelas, jadi saya akan menggambar diagram:


Diadaptasi dari Tinjauan Penelitian tentang Efektivitas Indikator Sudut Serang Lisa R. Le Vie.

Sudut-sudut yang ditunjukkan pada gambar adalah belokan badan pesawat relatif terhadap sumbu pitch - garis sejajar dengan sayap, tegak lurus terhadap badan pesawat dan melewati pusat gravitasi pesawat. Jika Anda duduk berurutan dengan pintu keluar, maka ada kemungkinan bahwa sumbu nada melintas di bawah tempat duduk Anda. Rotasi di sepanjang sumbu pitch menaikkan dan menurunkan hidung. Sudut pitch (Pitch attitude) didefinisikan sebagai sudut badan pesawat relatif terhadap bidang horizontal. Sudut jalur jalur terbang (flight-path angle) diukur antara bidang horizontal dan vektor kecepatan pesawat, yaitu, menunjukkan seberapa halus naik atau turunnya. Angle of attack adalah perbedaan antara sudut pitch dan sudut kemiringan jalur terbang. Ini adalah sudut di mana pesawat bergerak melalui udara di sekitarnya (dengan asumsi bahwa udara itu sendiri tidak bergerak, mis. Tidak ada angin).

AoA memengaruhi pengangkatan (gravitasi ke atas dan kebalikan) dan seret (gaya disipatif, berlawanan dengan gerak maju dan engine dorong). Ketika AoA meningkat di atas nol, angkat meningkat karena udara bertabrakan dengan bagian bawah sayap dan badan pesawat. Tetapi untuk alasan yang sama, resistensi meningkat. Dengan peningkatan lebih lanjut dalam sudut serangan, aliran udara melalui sayap menjadi turbulen; setelah momen ini, gaya angkat menurun, tetapi resistensi terus meningkat. Dan di sini warung dimulai. Sudut kritis untuk mengulur tergantung pada kecepatan, berat dan faktor lainnya, tetapi biasanya tidak lebih dari 15 derajat.

Penerbangan Lion Air dan Ethiopia tidak berisiko terhenti, jadi jika MCAS diaktifkan, ini seharusnya terjadi secara tidak sengaja. Menurut hipotesis kerja yang disebutkan dalam banyak siaran pers, sistem menerima data yang salah dari sensor AoA yang gagal dan bertindak sesuai dengan pembacaannya.

Secara konseptual, sensor untuk mengukur sudut serangan sederhana. Bahkan, itu hanya baling-baling cuaca yang menonjol ke aliran udara. Pada foto di bawah, sensor angle of attack adalah langkan hitam kecil yang terletak tepat di depan 737 MAX. Diikat di depan, baling-baling berputar, sejajar dengan aliran udara lokal, dan menghasilkan sinyal listrik yang menggambarkan sudut baling-baling relatif terhadap sumbu badan pesawat. The 737 MAX memiliki dua sensor serangan sudut, satu di setiap sisi hidung. (Perangkat di atas sensor AoA adalah tabung pitot yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara. Perangkat lain dengan kata MAX kemungkinan besar adalah sensor suhu.)


Sudut serangan tidak ditampilkan pada instrumen pilot Lion Air 737, tetapi perekam penerbangan merekam sinyal yang diterima dari dua sensor AoA:


Dan di sini sesuatu yang sangat salah terjadi. Sensor kiri menunjukkan bahwa sudut serangan sekitar 20 derajat lebih curam daripada pada sensor kanan. Ini perbedaan besar. Kedua indikator yang terpisah ini tidak dapat secara realistis mencerminkan keadaan sebenarnya dari pergerakan pesawat di udara: sisi kiri hidung menunjukkan bahwa arahnya mengarah ke langit, dan sisi kanan yang kira-kira horisontal. Beberapa pengukuran harus salah, dan yang lebih tinggi diduga. Jika sudut serangan yang sebenarnya mencapai 20 derajat, maka pesawat akan berada dalam keadaan kios yang dalam. Sayangnya, MCAS Penerbangan 610 hanya membaca data dari sensor AoA kiri. Dia menafsirkan pengukuran yang tidak berarti ini sebagai indikator pasti dari posisi pesawat, dan tanpa lelah mencoba untuk memperbaikinya sampai saat penerbangan bertabrakan dengan air.

Otomatisasi kokpit

Tragedi di Jakarta dan Addis Ababa berubah menjadi kisah peringatan tentang bahaya otomatisasi yang berlebihan, di mana komputer merampas kekuatan pilot. The Washington Post menyatakan :

Kecelakaan pesawat fatal kedua yang melibatkan Boeing 737 MAX 8 mungkin merupakan hasil dari perjuangan antara manusia dan mesin. Kegagalan ini menunjukkan bahwa regulator harus hati-hati memeriksa sistem yang mengambil kendali dari orang-orang ketika keselamatan dipertaruhkan.

Wartawan Belgia Tom Dyuzaer, sering menulis artikel tentang penerbangan dan komputasi, menawarkan pendapat berikut:

Tidak dapat disangkal bahwa Boeing JT610 memiliki masalah komputer yang serius. Dan di dunia pabrikan pesawat teknologi tinggi yang terkomputerisasi, di mana peran pilot sering direduksi menjadi tombol-tombol dan pemantauan pasif, insiden seperti itu mungkin menjadi lebih sering terjadi di masa depan.

Dalam kemarahan tertentu, para pilot menekan tombol. Pilot dan pengembang perangkat lunak Gregory Travis merangkum perasaannya dengan komentar singkat:

"Angkat hidungmu, HAL."
"Maaf, Dave, aku khawatir aku tidak bisa melakukan ini."

Bahkan Donald Trump tweeted tentang topik ini:

Pesawat menjadi terlalu rumit untuk diterbangkan. Sekarang mereka tidak perlu pilot, tetapi ilmuwan komputer dari MIT. Saya mengamati gambar seperti itu dengan banyak produk. Selalu ada keinginan untuk mengambil langkah opsional ke depan, meskipun seringkali solusi yang lebih tua dan sederhana jauh lebih baik. Keputusan harus diambil dalam sepersekian detik, dan kompleksitas menimbulkan ancaman. Semua ini membutuhkan harga yang besar, tetapi memberi sangat sedikit. Saya tidak tahu tentang Anda, tetapi saya tidak ingin Albert Einstein menjadi pilot saya. Saya membutuhkan profesional luar biasa yang dapat dengan cepat dan mudah mengendalikan pesawat terbang!

Keluhan otomasi berlebihan 737 memiliki ironi yang cukup besar; dalam banyak aspek, pesawat ini ternyata sangat kuno. Dasar dari desain diciptakan lebih dari 50 tahun yang lalu, dan bahkan dalam model MAX terbaru cukup banyak teknologi tahun 1960-an yang dipertahankan. Kontrol utama di dalamnya adalah hidrolik, jaringan pipa di bawah tekanan tinggi melewati langsung dari roda kontrol di kokpit ke aileron, lift, dan roda kemudi. Jika sistem hidrolik gagal, maka masih ada sistem cadangan kabel dan blok yang sepenuhnya mekanis untuk mengontrol berbagai bidang kontrol. Penggerak utama pemangkas stabilizer adalah motor listrik, tetapi memiliki penggantian mekanis dengan roda gila manual, menarik kabel yang mengarah ke ekor.

Pesawat lain jauh lebih tergantung pada komputer dan elektronik. Pesaing utama 737, Airbus A320 adalah kendaraan di mana prinsip kontrol elektronik sepenuhnya diterapkan. Pilot mengendalikan komputer, dan komputer mengendalikan pesawat. Pilot memilih tempat untuk bergerak - naik, turun, kanan atau kiri - tetapi komputer memutuskan bagaimana untuk mencapai ini, yang mengontrol pesawat untuk menolak dan berapa banyak. Model Boeing yang lebih modern - 777 dan 787 - juga menggunakan kontrol digital. Bahkan, model terbaru dari kedua perusahaan telah mengambil langkah lain dari "manajemen kawat" ke "manajemen jaringan". Bagian utama dari transmisi data dari sensor ke komputer, dan kemudian untuk mengendalikan pesawat, terdiri dari paket digital yang dikirim melalui salah satu versi jaringan Ethernet . Pesawat terbang adalah perangkat komputer.

Jadi jika Anda ingin menyesali bahaya dan hinaan pilot yang disebabkan oleh otomatisasi pesawat, maka 737 bukanlah tujuan yang paling jelas. Kampanye Luddite untuk menghancurkan semua avionik dan mendapatkan kembali kekuasaan untuk pilot akan menjadi reaksi keliru yang berbahaya untuk situasi saat ini. Tidak ada keraguan bahwa 737 MAX memiliki masalah kritis. Ini adalah masalah hidup dan mati bagi mereka yang akan menerbangkannya, dan mungkin untuk Boeing. Tetapi masalahnya tidak dimulai dengan MCAS. Itu dimulai dengan keputusan sebelumnya yang membuat MCAS diperlukan. Selain itu, masalahnya mungkin tidak dapat diselesaikan dengan metode yang diusulkan oleh Boeing - pembaruan perangkat lunak yang membatasi kemampuan MCAS dan membuat pilot lebih memiliki otoritas.

Peras maksimum dari 737

Penumpang pertama 737 mulai mengangkut pada tahun 1968. Dia (dan masih) pesawat jet terkecil dari keluarga Boeing, dan juga yang paling populer. Lebih dari 10 ribu eksemplar terjual, dan Boeing memiliki pesanan untuk 4.600 lainnya. Tentu saja, selama bertahun-tahun, perubahan dilakukan pada pesawat, khususnya mereka menyentuh mesin dan perangkat. Model yang diperbarui pada 1980-an dikenal sebagai 737 Classic, dan model 1997 disebut 737 NG (generasi berikutnya). (Sekarang, setelah rilis MAX, model NG telah berubah menjadi generasi sebelumnya .) Namun, terlepas dari semua modifikasi ini, struktur dasar badan pesawat tidak banyak berubah.

Sepuluh tahun yang lalu, tampaknya 737 akhirnya mencapai akhir hidupnya. Boeing telah mengumumkan bahwa mereka akan mulai mengembangkan desain yang benar-benar baru untuk menggantikannya, tubuh yang tidak akan terbuat dari aluminium, tetapi dari bahan komposit ringan. Tentu saja, kompetisi telah membuat penyesuaian. Airbus memiliki keunggulan A320neo, model yang diperbarui yang, ketika diluncurkan di segmen pasar yang sama, akan memiliki mesin yang lebih efisien. Airbus yang dimodifikasi seharusnya keluar sekitar 2015, sedangkan pengembangan proyek Boeing dari awal akan memakan waktu sepuluh tahun. Ada risiko churn pelanggan. Secara khusus, mitra berdedikasi lama American Airlines, American Airlines, telah menegosiasikan pesanan besar untuk A320neo.

Pada 2011, Boeing meninggalkan rencana untuk membuat desain yang sama sekali baru dan memutuskan untuk melakukan hal yang sama seperti Airbus: untuk memasang mesin baru ke pesawat layang yang sudah tua. , . FAA ( ) , - , Airbus.

737-800 ( MAX) 800 (3 . ). 2 000 2,50 . 10 , 7,3 . — 1 .

, 737 14 , . . , Boeing , « », . , 737 NG, MAX .


737 1960- , , ( ) . . , , . 737 ; , . MAX ( ) — , 69 (175 ). NG, MAX .

New York Times , , , . , .

Airbus , Boeing . , The New York Times , 737 Max … , .

Times : « , , , ».

- MAX Boeing . . Lion Air, Aviation Week and Space Technology (Nov. 26–Dec. 9, 2018, pp. 56–57):

, , 737 , .

, , . , . MAX , .

Aviation Week , 2017 , MAX 8.

. 58 000 , , , , . Boeing , , . , .

« », « » , , MCAS. , speed-trim . MCAS, « » , . , mach-trim , , , 0,6 . MAX; 1997 NG. MCAS , speed-trim mach-trim, , . , , , .

. , — , — . , , , , . . , , . , , . ( !) , , .


— , . , , , (). , , . , . , , .

737 MAX ? , Boeing 737 MCAS — -, 737 - . :

MCAS — . , MAX , NG; , LEAP-1B AoA. LEAP , NG CFM56-7, . AoA ; , (.. ), , . / FAR §25.173 «Static longitudinal stability» . (FAR — (Federal Air Regulations). 25 ). MCAS, ( AoA) , .

, , Boeing . Aviation Week , , , ( 20 ) , :

MAX CFM Leap 1 AOA , NG CFM56-7. MCAS - , MAX NG.

Dengan asumsi sudut pandang Brady benar, sebuah pertanyaan menarik muncul: kapan Boeing memperhatikan ketidakstabilan? Pernahkah desainer menyadari bahaya ini sejak awal proyek? Apakah itu dimanifestasikan selama simulasi komputer, atau selama tes dalam tes aerodinamis pada model skala? Kisah Dominic Gates di Seattle Times memberi kita petunjuk bahwa Boeing mungkin tidak menyadari keseriusan masalah sebelum uji penerbangan dari instance pertama pesawat, yang dimulai pada 2015.

Menurut Gates, protokol analisis keamanan FAA yang diteruskan ke manajemen Boeing menunjukkan bahwa MCAS akan dapat memindahkan stabilizer horizontal dengan tidak lebih dari 0,6 derajat. Dalam sebuah pesawat yang diluncurkan di pasar, MCAS dapat membelokkannya sebanyak 2,5 derajat, dan mampu bertindak berulang kali hingga mencapai batas gerakan mekanis sekitar 5 derajat. Gates menulis :

Batas ini semakin meningkat karena tes penerbangan menunjukkan bahwa untuk menghindari kemacetan pada kecepatan tinggi, lebih banyak gerakan ekor diperlukan ketika pesawat beresiko kehilangan daya angkat dan penurunan spiral.

Perilaku pesawat terbang jika berhenti di sudut serangan yang tinggi sulit untuk dimodelkan secara analitis, oleh karena itu, dalam proses uji coba pilot yang melakukan prosedur untuk keluar dari pesawat yang baru, perangkat lunak kontrol sering kali disetel untuk meningkatkan karakteristik kendaraan terbang jet.

Tampaknya ketidakstabilan MAX pada AoA tinggi adalah properti dari bentuk aerodinamis seluruh pesawat, dan cara langsung untuk menekannya adalah dengan mengubah bentuk ini. Misalnya, untuk mengembalikan stabilitas statis, Anda dapat menambah permukaan ekor. Tetapi modifikasi badan pesawat seperti itu akan memperlambat pelepasan pesawat, terutama dengan mempertimbangkan fakta bahwa kebutuhan mereka ditemukan setelah penerbangan dari prototipe pertama. Selain itu, perubahan desain dapat membahayakan kemungkinan menerbangkan model baru dengan hak penerbangan tipe lama. Pasti karena mengubah perangkat lunak alih-alih memodifikasi struktur aluminium tampak seperti alternatif yang menarik. Mungkin suatu hari kita akan mengetahui bagaimana keputusan ini dibuat.

By the way, menurut Gates, dokumen FAA dengan analisis keselamatan, yang menentukan batas 0,6 derajat, harus direvisi untuk mencerminkan kisaran sebenarnya dari perintah MCAS yang mungkin.

Ketidakstabilan

Ketidakstabilan tidak selalu merupakan tanda hitam untuk pesawat terbang. Setidaknya ada beberapa desain tidak stabil yang berhasil dalam sejarah sejak 1903 Wright Flyer. Wright bersaudara dengan sengaja menempatkan penstabil horizontal di depan sayap, dan bukan di belakangnya, karena percobaan mereka sebelumnya dengan layang-layang dan layang-layang menunjukkan: apa yang kita sebut stabilitas juga bisa disebut kelambatan. Pesawat kontrol depan flyer (disebut kontrol horizontal depan) memperkuat gerakan hidung sedikit ke atas dan ke bawah. Mempertahankan nada yang stabil membutuhkan konsentrasi tinggi dari pilot, tetapi pada saat yang sama memungkinkan pesawat untuk bereaksi lebih cepat ketika pilot ingin menambah atau mengurangi nada. (Pro dan kontra dari desain ini dibahas dalam artikel 1984 oleh Fred E.S. Kulik dan Henry R. Jacks.)


Aturan Orville, Wilbur berjalan di dekatnya, Kitty Hawk, 17 Desember 1903. Dalam gambar ini kita melihat bidang dari sisi ekor. Kontrol horizontal depan - permukaan horizontal ganda yang dapat diatur di depan - tampaknya memicu peningkatan hidung. (Foto oleh WikiMedia .

Pesawat serius lain yang tidak stabil adalah Grumman X-29, platform penelitian yang dirancang pada 1980-an. Sayap X-29 terletak di belakang; apalagi, pesawat pengendali nada utama dipasang di depan sayap, seperti di Flyer Wright.


Tujuan dari proyek aneh ini adalah untuk menyelidiki desain obeng ekstrim mengorbankan stabilitas statis untuk bermanuver lebih cepat. Tidak ada seorang pilot pun yang dapat mengatasi kendaraan dendeng tersebut tanpa dukungan. Untuk itu diperlukan sistem kontrol elektronik digital, yang mengambil sampel negara dan mengatur bidang kontrol dengan frekuensi hingga 80 kali per detik. Pengontrolnya berhasil, mungkin bahkan terlalu banyak. Dia membiarkan pesawat terbang dengan aman, tetapi menjinakkan ketidakstabilan, dia meninggalkan pesawat dengan karakteristik kontrol yang agak terbatas.

Saya pribadi punya koneksi dengan proyek X-29. Pada 1980-an, saya bekerja sebagai editor untuk waktu yang singkat dengan anggota grup di Honeywell yang merancang dan membangun sistem kontrol X-29. Saya membantu menyiapkan publikasi sesuai dengan aturan manajemen, dan juga berkontribusi pada implementasinya dalam perangkat keras dan perangkat lunak. Pengalaman ini memberi saya informasi yang cukup untuk memahami bahwa MCAS memiliki sesuatu yang aneh: terlalu lambat untuk menekan ketidakstabilan aerodinamis dari sebuah pesawat jet. Sementara X-29 memiliki waktu respons 25 milidetik, MCAS butuh 10 detik untuk memindahkan 737 stabilizer 2,5 derajat. Pada kecepatan ini, sistem mungkin tidak dapat mengatasi kekuatan yang mengangkat hidung dalam lingkaran umpan balik positif.

Ada penjelasan sederhana untuk ini. MCAS tidak seharusnya menerbangkan pesawat yang tidak stabil. Dia seharusnya membatasi dia dari memasuki rezim di mana dia menjadi tidak stabil. Strategi yang sama digunakan oleh mekanisme lain untuk mencegah kemacetan - mereka mengintervensi bahkan sebelum sudut serangan mencapai titik kritis. Namun, jika Brady benar tentang ketidakstabilan 737 MAX, maka tugas ini menjadi lebih mendesak untuk MCAS. Ketidakstabilan berarti keturunan yang tiba-tiba dan berbahaya. MCAS adalah pagar jalan yang akan membawa Anda kembali ke jalan saat Anda siap untuk merobohkan tebing dengan mobil.

Yang membawa kita ke masalah rencana perbaikan Boeing MCAS yang diumumkan. Menurut laporan , sistem yang dimodifikasi tidak akan aktif dengan stabil dan secara otomatis akan mati jika mendeteksi perbedaan besar antara pembacaan kedua sensor AoA. Perubahan-perubahan ini harus mencegah terulangnya kecelakaan baru-baru ini. Tetapi apakah mereka memberikan perlindungan yang memadai terhadap kesalahan yang seharusnya ditangani oleh MCAS? Ketika Anda mematikan MCAS, baik manual atau otomatis, tidak ada yang akan menghentikan pilot yang gegabah atau menyesatkan pindah ke bagian area mode penerbangan di mana MAX menjadi tidak stabil.

Tanpa informasi tambahan dari Boeing, orang tidak dapat mengatakan seberapa serius ketidakstabilan itu, jika itu benar-benar ada. Artikel Brady di situs web teknis Boeing 737 mengklaim bahwa masalahnya sebagian disebabkan oleh pilot. Dalam keadaan normal, untuk mengangkat hidung yang panjang perlu menarik roda kontrol lebih dan lebih. Namun, di bidang ketidakstabilan, resistensi penarik tiba-tiba turun, sehingga pilot dapat secara tidak sengaja menarik kemudi ke posisi yang lebih ekstrem.

Apakah paparan manusia merupakan bagian penting dari ketidakstabilan, atau itu hanya faktor penguat? Dengan kata lain, jika Anda menghapus pilot dari loop umpan balik, apakah umpan balik positif masih akan menyebabkan hidung terangkat? Saya belum menemukan jawaban.

Satu pertanyaan lagi: jika akar masalah adalah perubahan tipuan dalam gaya yang menahan gerakan setir yang mengangkat hidung, lalu mengapa tidak langsung memecahkan masalah ini?

Mekanisme boot elevator memindahkan gaya "salah" ke roda kontrol pilot. Gambar diambil dari presentasi kontrol penerbangan B737 NG oleh theoryce . Presentasi ini dibuat untuk seri 737 NG, bukan MAX; mungkin arsitekturnya sudah berubah.

Pada 737 (dan sebagian besar pesawat besar lainnya), gaya "yang dirasakan" oleh pilot melalui roda kontrol bukanlah refleksi sederhana dari gaya aerodinamik yang bekerja pada lift dan pesawat kontrol lainnya. Kekuatan umpan balik sebagian besar disintesis, mereka dihasilkan oleh elevator lift dan unit pemusatan - alat yang memantau kondisi pesawat dan menghasilkan tekanan hidrolik yang sesuai, mendorong kemudi ke satu arah atau lainnya. Sistem-sistem ini dapat diberikan tugas tambahan untuk mempertahankan atau meningkatkan daya tarik di pucuk pimpinan, ketika sudut serangan mendekati nilai-nilai ketidakstabilan. Peningkatan resistensi buatan sudah menjadi bagian dari sistem pencegahan kios. Mengapa tidak mengembangkannya ke MCAS? (Mungkin ada jawaban yang masuk akal untuk ini, tetapi saya tidak mengenalnya.)

Di mana tombol kekuatannya?

Bahkan setelah MCAS secara tidak sengaja dinyalakan pada Lion Air 610, kecelakaan dan korban jiwa bisa dihindari jika pilot hanya mematikannya. Tapi mengapa tidak? Sepertinya mereka belum pernah mendengar tentang MCAS, tidak tahu bahwa itu dipasang pada pesawat yang mereka kendalikan, dan tidak menerima instruksi apa pun tentang cara menonaktifkannya. Tidak ada sakelar atau tombol bertanda "MCAS ON / OFF" di kokpit Sistem ini tidak disebutkan dalam manual penerbangan ( dengan pengecualian daftar singkatan ), dan tidak ada program pelatihan transisi yang dilakukan untuk pilot yang beralih dari 737 NG ke MAX. Pelatihan terdiri dari satu atau dua jam (informasi bervariasi) bekerja dengan aplikasi untuk iPad.

Boeing menjelaskan kelalaian ini dalam sejarah Wall Street Journal :

Seorang pejabat senior Boeing mengatakan perusahaan memutuskan untuk tidak membocorkan rincian kepada para kru karena kekhawatiran kelebihan muatan pilot biasa dengan terlalu banyak informasi, serta secara signifikan lebih banyak data teknis daripada yang bisa mereka pelajari.

Menyebut pernyataan ini "munafik" berarti tidak mengatakan apa-apa. Itu tidak masuk akal. Boeing tidak hanya menahan "detail", tetapi pada dasarnya tidak menyebutkan keberadaan MCAS. Dan argumen tentang "terlalu banyak volume" itu benar-benar bodoh. Saya tidak memiliki manual penerbangan MAX, tetapi edisi NG berisi lebih dari 1.300 halaman, ditambah 800 halaman manual referensi cepat. Beberapa paragraf tentang MCAS tidak akan membebani pilot yang telah menguasai manual operasi. Selain itu, manual ini menjelaskan secara rinci sistem kecepatan-trim dan mach-trim, yang kemungkinan besar termasuk dalam kategori yang sama dengan MCAS: mereka beroperasi secara mandiri dan tidak memberikan pilot dengan antarmuka langsung untuk pemantauan dan regulasi.

Sebagai akibat dari insiden Lion Air, Boeing menyatakan bahwa prosedur penutupan MCAS dijelaskan dalam manual, meskipun MCAS sendiri tidak disebutkan di sana. Prosedur ini ditunjukkan dalam peta untuk menghilangkan masalah "keluar dari kendali pemangkas stabilizer". Ini tidak terlalu rumit: Anda harus memegang kemudi, mematikan autopilot dan kontrol traksi, jika diaktifkan; kemudian, jika masalah berlanjut, putar kedua sakelar bertanda "STAB TRIM" ke posisi "CUTOUT". Dalam hal terjadi kerusakan, MCAS benar-benar hanya langkah terakhir.

Kartu kontrol ini adalah "aksi memori"; pilot harus dapat menyelesaikan langkah-langkah ini tanpa melihat manualnya. Awak Lion Air tentu seharusnya mengenalnya. Tetapi bisakah dia mengerti bahwa kartu ini perlu diterapkan pada pesawat terbang yang perilakunya tidak menyerupai apa yang mereka lihat saat berlatih dan terbang di 737 sebelumnya? Menurut manual, kondisi di mana perlu menggunakan kartu untuk menghilangkan masalah pemangkas stabilizer adalah "gerakan spontan konstan pemangkas stabilizer". Perintah MCAS tidak konstan, tetapi diulang, oleh karena itu, untuk mendiagnosis masalah, perlu dilakukan lompatan dalam penalaran.


Pada saat kecelakaan Ethiopia, 737 pilot di seluruh dunia tahu tentang MCAS dan prosedur penutupannya. Laporan awal yang dirilis awal bulan ini oleh Ethiopian Airlines menunjukkan bahwa setelah beberapa menit melawan roda kendali, pilot penerbangan 302 tetap mengambil keuntungan dari prosedur dari kartu kontrol dan memutar sakelar STAB TRIM ke CUTOUT. Setelah itu, stabilizer berhenti merespons perintah MCAS tentang menurunkan hidung, tetapi pilot tidak dapat mendapatkan kembali kendali atas pesawat.

Belum sepenuhnya jelas mengapa mereka gagal dan apa yang terjadi di kokpit selama beberapa menit terakhir. Salah satu faktor yang mungkin adalah bahwa sakelar Cutout tidak hanya menonaktifkan gerakan otomatis pemangkas nada, tetapi juga yang manual, yang dikendalikan oleh tombol-tombol pada roda kontrol. Sakelar mematikan semua daya ke motor listrik yang menggerakkan stabilizer. Dalam situasi seperti itu, satu-satunya cara untuk memindahkan pemangkas adalah dengan memutar roda tangan yang terletak di sebelah lutut pilot. Selama krisis penerbangan 302, mekanisme ini bisa terlalu lambat untuk menyesuaikan sudut waktu, atau pilot terlalu fokus untuk menarik helm ke belakang dengan kekuatan maksimum sehingga mereka tidak mencoba menggunakan handwheels. Mungkin juga mereka memutar sakelar kembali ke NORMAL, mengembalikan daya ke motor stabilizer. Kemungkinan seperti itu tidak disebutkan dalam laporan, tetapi bagan dari pencatat penerbangan mengisyaratkan hal itu (lihat di bawah) .

Komponen yang menyebabkan kegagalan sistem

Orang dapat berdebat tentang apakah MCAS adalah ide yang baik ketika bekerja dengan benar, tetapi ketika dihidupkan secara keliru dan mengarahkan pesawat ke laut, tidak ada yang berani mempertahankannya. Rupanya, perilaku yang tidak terkendali dalam bencana Lion Air dan Ethiopia disebabkan oleh kerusakan sensor tunggal. Ini seharusnya tidak terjadi dalam penerbangan. Tidak mungkin untuk menjelaskan mengapa salah satu produsen pesawat terbang akan dengan sengaja membuat pesawat terbang di mana kegagalan satu bagian akan menyebabkan kecelakaan fatal.

Perlindungan terhadap kegagalan tunggal disediakan oleh redundansi, dan prinsip ini sepenuhnya terwujud dalam desain 737 sehingga mesin hampir dapat dianggap sebagai dua pesawat dalam satu bangunan.

Di pesawat terbang, yang menggunakan otomatisasi dalam volume yang lebih besar, semua elemen (sensor, komputer, drive) biasanya digandakan tiga kali .

Di kokpit ada ruang untuk dua pilot melihat dua set instrumen yang berbeda dan menggunakan set kontrol yang terpisah. Dashboard kiri dan kanan menerima sinyal dari set sensor yang berbeda, sinyal yang diproses oleh komputer yang berbeda. Setiap sisi kokpit memiliki sistem kontrol inersia sendiri, komputer navigasinya sendiri, dan autopilotnya sendiri. Pesawat ini memiliki dua catu daya dan dua sistem hidrolik, ditambah sistem cadangan mekanis jika terjadi kegagalan hidrolik ganda. Dua roda kontrol dalam kondisi normal bergerak serempak - mereka terhubung di bawah lantai - tetapi jika satu roda macet, koneksi ini dapat rusak, yang akan memungkinkan pilot kedua untuk terus mengendalikan pesawat.

Ada satu pengecualian untuk daftar sistem duplikat ini: tampaknya perangkat yang disebut komputer kontrol penerbangan (FCC) telah diberi perlakuan khusus. Ada dua FCC di dalamnya, tetapi menurut situs web teknis Boeing 737, hanya satu dari mereka yang beroperasi di setiap penerbangan. Semua komponen duplikat lainnya bekerja secara paralel, menerima perintah masuk independen, melakukan perhitungan independen, dan mengirimkan tindakan perintah independen. Namun dalam setiap penerbangan, hanya satu FCC yang melakukan semua pekerjaan, dan yang kedua dalam mode siaga. Skema untuk memilih komputer aktif terlihat aneh sewenang-wenang. Setiap hari, ketika Anda menghidupkan daya pesawat, FCC di sisi kiri menerima kendali dalam penerbangan pertama, maka perangkat di sisi kanan mengambil kendali dalam penerbangan kedua hari itu, dan kedua belah pihak berganti secara bergantian sampai daya dimatikan. Setelah menyambungkan kembali daya, penggunaan alternatif dimulai lagi dengan FCC kiri.

Saya terkejut dengan banyak aspek dari skema semacam itu. Saya tidak mengerti mengapa hubungannya dengan perangkat FCC yang digandakan berbeda dari komponen lainnya. Jika satu FCC gagal, akankah yang kedua secara otomatis mengendalikan yang kedua? Bisakah pilot beralih di antara mereka dalam penerbangan? Jika demikian, apakah ini akan menjadi cara yang efektif untuk mengatasi kegagalan MCAS? Saya mencoba menemukan jawabannya di manual, tetapi saya tidak bisa mempercayai interpretasi saya tentang apa yang saya baca.

Selain itu, saya sangat kesulitan menemukan informasi tentang FCC itu sendiri. Saya tidak tahu siapa yang memproduksinya, tampilannya dan bagaimana diprogram.


Di situs Closet Wonderfuls , item yang disebut "komputer kontrol penerbangan 737" dijual seharga $ 43,82 dengan pengiriman gratis. Situs web Airframer memiliki daftar banyak pemasok komponen dan material untuk 737, tetapi tidak ada informasi tentang komputer kontrol penerbangan. Perangkat ini memiliki papan nama Honeywell. Saya tergoda untuk membeli perangkat dari situs Closet Wonderfuls, tetapi saya cukup yakin bahwa model MAX terbaru tidak memiliki perangkat yang terpasang. Saya mengetahui bahwa FCC sebelumnya disebut FCE (flight control electronics), dan dari sini kita dapat memahami bahwa perangkat itu analog, melakukan integrasi dan diferensiasi dengan bantuan kapasitor dan resistor. , FCC , , . Intel , , Linux Windows. .

MAX . -, MCAS; , MCAS. -, FCC , AoA MCAS. FCC.

FCC , , Indonesia. ( , ). .

(Manado → Denpasar) , , .


FCC? , MCAS, , FCC. , , , .

, MCAS AoA. ? : , 5,5 , MCAS . 4 5 ?

: AoA.

MCAS , ? ( ) , . «», .

MCAS 50- , AoA . MCAS 100- . ?

, , AoA.

, AoA . , : , 500 –40 .


, ( ). , , 610 . . , , , . , , ; , , 20 .

- , ? : 20 . , . : , 20 . - Professional Pilots Rumour Network , , . , , , .

. , , . ? , .

, FAA , AoA. , , , 737 MAX ( Rosemount 0861 ). , 20 .

- , , , , - . , , . AoA (Air Data and Inertial Reference Unit, ADIRU), , . ADIRU , , , , . , , . ( ADIRU .) , — , .

. , AoA, Lion Air 27 , . , « », . , , , (Stall Management and Yaw Damper, SMYD) , , ADIRU. SMYD . Lion Air, Ethiopian , . , ADIRU.

- Lion Air, . 302 Ethiopian , AoA , . :


AoA , — , — . , , , , . — 75 . , , . .

, , 302. STAB TRIM, , . , , Cutout .

, - .

1. Lion Air Ethiopian AoA, , ( , Lion Air 27 ). , , XTRA Aerospace . , , Boeing, , XTRA.

400 MAX, 800 AoA. 3/800 ? , ?

2. (pitch trim) Lion Air 610. , , .


( ) . , , , . , . , « » , , , . , , MCAS . - . , AoA . FCC , .

3. AoA — Lion Air. :


( ) . , , , , 10 . , , . 610; . ( , .)

, — . ? , ? , AoA ? , . , . , AoA. , .

, . , 100 , . , , , .

, , , , . . , , . , MCAS. , 1549 USAir, A320 155 . .

, , . . , . 40 , — 23 . () , , .

MCAS 737 MAX . , . , — , MCAS .

346 — , . ? Boeing , :

• AOA. 5,5 , MCAS . .
• MCAS , AOA. , MCAS .
• MCAS , , . - MCAS .

Boeing , « 610 Lion Air 302 Ethiopian Airlines». , , , MCAS? , 737 MAX - , MCAS .

Boeing — MCAS, , , . . MCAS , . MCAS, . , ? , , . , .

, .

, 737 MAX MCAS, . Lion Air , . , MCAS: , . , ? . , , . ( , , .)

. -, , : . ( ) . , MCAS . . , , , . . . , AoA, , — , , . ; GPS. , .

-, : . , , — , , , . , - . , — . ; , .

, MCAS. , . ( .) , , , : « » , .

11 2019

Boeing , MCAS « . . , , ». - Boeing ; Aviation Week , 9 .

, « » (handling qualities). -, , , . - , . - ? , MCAS , , Boeing , , .

: « , , , ». , , , , .

, , New York Times , : , « » MCAS, .

, , , 737. - Boeing.

MCAS — , — 0,6 10 .

, FAA MCAS. .

, 2016 , Boeing , MAX , . , , MCAS .

, , Aviation Week , 302 Ethiopian Airlines. , AoA , , . , , . , , ?