Войти
Подвижный горизонтальный стабилизатор 737 MAX Система увеличения маневренных характеристик ( MCAS) - это программа стабилизации полета, разработанная компанией Boeing, которая стала известна своей ролью в двух катастрофах со смертельным исходом на самолете 737 MAX, в результате которых погибли все 346 человек на борту. MCAS впервые была использована на военном танкере Boeing KC-46 Pegasus для балансировки топливных нагрузок, но самолет, который был основан на Boeing 767, позволил пилотам взять на себя управление самолетом.
На MAX MCAS была предназначена для имитации поведения в полете предыдущего поколения серии, Boeing 737 NG. Во время летных испытаний MAX компания Boeing обнаружила, что двигатели большего размера и большего размера имеют тенденцию поднимать нос при определенных маневрах. Инженеры решили использовать MCAS, чтобы противостоять этой тенденции, поскольку серьезная структурная перестройка была бы чрезмерно дорогостоящей и трудоемкой. Целью Boeing было сертифицировать MAX как еще одну версию 737, которая понравится авиакомпаниям из-за снижения стоимости обучения пилотов. Федеральное управление гражданской авиации одобрил просьбу Боинга удалить описание MCAS из руководства самолета, в результате чего пилоты не знают о системе, когда самолет был введен в эксплуатацию в 2017 году.
После крушения Lion Air Boeing и FAA, все еще не раскрывающие MCAS, рекомендовали пилотам пересмотренную процедуру контрольного списка, которую необходимо выполнить в случае неисправности. Затем Boeing получил много запросов о дополнительной информации и сообщил MCAS в другом сообщении, и что он может вмешаться без участия пилота. Согласно заявлению Boeing, MCAS должна была компенсировать чрезмерный угол поднятия носа за счет регулировки горизонтального стабилизатора до того, как самолет потенциально мог сваливаться. Компания Boeing отрицает, что MCAS является системой предотвращения сваливания, и подчеркивает, что она предназначена для улучшения управляемости самолета.
После второй аварии власти Эфиопии заявили, что эта процедура не позволила экипажу предотвратить аварию, которая произошла в то время, когда находилось исправление для MCAS. Boeing признал, что MCAS сыграла роль в обеих авариях, когда действовала на основе ложных данных с одного датчика угла атаки (AoA). В начале 2020 года FAA, Transport Canada и EASA оценили результаты летных испытаний с отключенной MCAS и предположили, что MAX, возможно, вообще не нуждался в MCAS.
В конце 2020 года Директива FAA по летной годности одобрила конструктивные изменения для каждого самолета MAX, которые предотвратят активацию MCAS, если оба датчика AoA не зафиксируют одинаковые показания, исключат возможность повторной активации MCAS и позволят пилотам игнорировать систему в случае необходимости. Федеральное управление гражданской авиации (FAA) начало требовать от всех пилотов MAX к 2021 году пройти обучение на авиасимуляторах по MCAS.
В 1960-х годах на Boeing 707 была установлена базовая система управления по тангажу для предотвращения сваливания. Современная программно-реализованная система MCAS была установлена на танкере Boeing KC-46 Air Force.
В MAX используется регулируемый стабилизатор, который приводится в движение домкратом для обеспечения требуемых усилий по дифференту. Изображен стандартный стабилизатор. На 737 MAX был реализован закон управления полетом системы увеличения маневренных характеристик (MCAS), чтобы смягчить тенденцию самолета к увеличению тангажа из-за аэродинамического эффекта его более крупных, тяжелых и мощных двигателей и гондол CFM LEAP-1B. Заявленная цель MCAS, по заявлению Boeing, заключалась в том, чтобы обеспечить постоянные характеристики управляемости самолета на повышенных углах атаки только в определенных необычных условиях полета и, следовательно, заставить 737 MAX работать так же, как его непосредственный предшественник, 737NG. Это было необходимо для достижения внутренней цели Boeing по минимизации требований к обучению пилотов, уже прошедших квалификацию на 737NG. Однако, по данным FAA и EASA, MAX был бы стабильным даже без MCAS.
Двигатель 737-200 JT8D с оригинальной конструкцией кожуха 
737-800 (Next Generation) Двигатель CFM56 с овальным впуском 
Двигатель 737 MAX 9 CFM LEAP-1B с шевронами двигателя 787 
Данные отслеживания рейса 610 Lion Air от Flightradar24 
Вертикальная скорость самолетов Boeing 737 MAX 8, участвовавших в авариях JT 610 и ET 302 В полетах ET 302 и JT 610 исследователи определили, что MCAS срабатывала из-за ложно большого угла атаки (AoA), как если бы самолет сильно накренился. В обоих полетах вскоре после взлета MCAS несколько раз приводил в действие двигатель дифферента горизонтального стабилизатора, чтобы опустить нос самолета. Спутниковые данные полетов показали, что самолеты с трудом набирают высоту. Пилоты сообщили о проблемах с управлением самолетом и попросили вернуться в аэропорт.
11 марта 2019 года, после того, как Китай остановил самолет, Boeing опубликовал некоторые подробности новых системных требований для программного обеспечения MCAS и дисплеев кабины, которые он начал внедрять после предыдущей аварии пятью месяцами ранее:
27 марта Дэниел Элвелл, исполняющий обязанности администратора FAA, дал показания перед комитетом Сената по торговле, науке и транспорту, заявив, что 21 января «Boeing представила предлагаемое усовершенствование программного обеспечения MCAS в FAA для сертификации... FAA протестировало это усовершенствование системы управления полетом 737 MAX как на тренажере, так и в самолете. Испытания, проведенные инженерами-испытателями FAA и пилотами-испытателями, включали аэродинамические сваливания и процедуры восстановления ". После ряда задержек обновленное программное обеспечение MCAS было передано FAA в мае 2019 года. 16 мая Boeing объявил, что завершенное обновление программного обеспечения ожидает утверждения FAA. Летное программное обеспечение прошло 360 часов испытаний на 207 полетах. Boeing также обновил существующие процедуры для экипажа. Было обнаружено, что внедрение MCAS нарушает работу автопилота.
4 апреля 2019 года компания Boeing публично признала, что MCAS сыграла роль в обеих авариях.
FAA и Boeing опровергли сообщения средств массовой информации, описывающие MCAS как систему против сваливания, которой, по утверждению Boeing, не является. Самолет должен был хорошо показать себя в испытании на сваливание на малой скорости. В техническом обзоре совместных властей «считается, что функции STS / MCAS и переключения с ощущением руля высоты (EFS) могут рассматриваться как системы идентификации сваливания или системы защиты от сваливания, в зависимости от естественных (не расширенных) характеристик сваливания самолета».
В JATR говорится: «MCAS использовала стабилизатор для изменения ощущения силы на стойке, а не для дифферента самолета. Это случай использования поверхности управления по-новому, который никогда не учитывался в правилах, и для дальнейшего анализа потребовался выпуск тематического документа. FAA. Если бы технический персонал FAA был полностью осведомлен о деталях функции MCAS, группа JATR полагает, что агентство, вероятно, потребовало бы проблемный документ для использования стабилизатора таким образом, которым он ранее не использовался; это [мог] идентифицировать потенциал стабилизатора, чтобы пересилить лифт ».
угол атаки (АОА) датчик Система увеличения характеристик маневрирования (MCAS) - это закон управления полетом, встроенный в компьютер управления полетом Boeing 737 MAX, разработанный, чтобы помочь самолету имитировать характеристики управляемости более раннего Boeing 737 Next Generation. Согласно обзору международной группы органов гражданской авиации (JATR), проведенному по заказу FAA, MCAS может быть системой идентификации или защиты сваливания, в зависимости от естественных (не расширенных) характеристик сваливания самолета. Компания Boeing считала MCAS частью системы управления полетом и предпочла не описывать ее в руководстве по летной эксплуатации или в учебных материалах, исходя из фундаментальной философии проектирования, заключающейся в сохранении общности с 737NG. Сведение к минимуму функциональных различий между вариантами самолетов Boeing 737 MAX и Next Generation позволило обоим вариантам иметь одинаковый рейтинг типа. Таким образом, авиакомпании могут сэкономить деньги, нанимая и обучая один пул пилотов летать на обоих вариантах Boeing 737 поочередно.
При активации MCAS непосредственно задействует горизонтальный стабилизатор, таким образом, отличается от устройства предотвращения сваливания, такого как толкатель ручки, который физически перемещает штангу управления пилота вперед и включает рули высоты самолета, когда самолет приближается к сваливанию.
Бывший генеральный директор Boeing Деннис Мюленбург сказал, что «[MCAS] описывается или описывается как система предотвращения сваливания, но на самом деле это не так. Это система, разработанная для обеспечения пилотам управляемости, соответствующей их предпочтениям».
Более крупные двигатели CFM LEAP-1B 737 MAX установлены дальше вперед и выше, чем в предыдущих моделях. Аэродинамический эффект гондол способствует увеличению тангажа самолета при больших углах атаки (AOA). MCAS предназначен для компенсации в таких случаях, моделируя поведение качки предыдущих моделей, и отвечает определенным требованиям сертификации, чтобы улучшить характеристики управляемости и, таким образом, свести к минимуму необходимость значительной переподготовки пилотов.
Программный код для функции MCAS и компьютер для выполнения программного обеспечения созданы в соответствии со спецификациями Boeing компанией Collins Aerospace, ранее Rockwell Collins.
В качестве автоматической корректирующей меры MCAS была предоставлена полная власть опустить нос самолета, и ее нельзя было преодолеть сопротивлением пилота штурвалу, как на предыдущих версиях 737. После аварии Lion Air компания Boeing выпустила Руководство по эксплуатации Бюллетень (OMB) от 6 ноября 2019 г., в котором описаны многие признаки и эффекты, возникающие в результате ошибочных данных AOA, и даны инструкции по отключению моторизованной системы дифферента на оставшуюся часть полета и вместо этого вручную. До тех пор, пока компания Boeing не дополнила руководства и обучение, пилоты не знали о существовании MCAS из-за того, что она отсутствовала в руководстве для экипажа и не охватывала обучение. Boeing впервые публично назвал и раскрыл существование MCAS на 737 MAX в сообщении операторам авиакомпаний и другим интересам авиации 10 ноября 2018 года, через двенадцать дней после крушения Lion Air.
Как и в случае с любым другим оборудованием на борту самолета, FAA утверждает функциональный «уровень гарантии проектирования», соответствующий последствиям отказа, с использованием международных стандартов SAE ARP4754 и ARP4761. MCAS была обозначена как система с «опасным отказом». Эта классификация соответствует отказам, вызывающим «значительное сокращение запаса прочности» или «серьезным или смертельным травмам относительно небольшого числа пассажиров», но не является «катастрофическим».
MCAS был разработан с предположением, одобренным FAA, что пилоты будут реагировать на неожиданную активацию в течение трех секунд.
Параметры конструкции MCAS первоначально предполагали автоматические корректирующие действия, которые должны быть предприняты в случаях высоких AoA и перегрузок, выходящих за рамки нормальных условий полета. Летчики-испытатели обычно доводят самолет до таких крайностей, поскольку Федеральное управление гражданской авиации требует, чтобы самолеты работали так, как ожидалось. Перед MCAS летчик-испытатель Рэй Крейг определил, что самолет не летел гладко, отчасти из-за более мощных двигателей. Крейг предпочел бы аэродинамическое решение, но Boeing решил реализовать закон управления в программном обеспечении.
Согласно новостному сообщению в Wall Street Journal, инженеры, работавшие над танкером KC-46A Pegasus, который включает в себя функцию MCAS, предложили MCAS группе разработчиков.
После внедрения MCAS новый пилот-испытатель Эд Уилсон сказал, что «MAX плохо управлялся при приближении к сваливанию на низких скоростях», и рекомендовал MCAS применять в более широком диапазоне условий полета. Это требовало, чтобы MCAS работала при нормальных перегрузках. и, на скоростях сваливания, отклонять вертикальный дифферент быстрее и в большей степени - но теперь он считывает один датчик AoA, создавая единую точку отказа, которая позволяла ложным данным запускать MCAS, чтобы наклонить нос вниз и заставить самолет «Теперь непреднамеренно открылась дверь для серьезного неправильного поведения системы в напряженные и стрессовые моменты сразу после взлета», - сказал Дженкинс из The Wall Street Journal.
FAA не проводило анализ безопасности изменений. Он уже утвердил предыдущую версию MCAS, и правила агентства не требовали повторного рассмотрения, потому что изменения не повлияли на работу самолета в экстремальных ситуациях.
Технический обзор Joint Authorities Technical Review обнаружил, что эта технология является беспрецедентной: «Если бы технический персонал FAA был полностью осведомлен о деталях функции MCAS, группа JATR полагает, что агентство, вероятно, потребовало бы проблемный документ для использования стабилизатора таким образом, чтобы он ранее не использовались. MCAS использовала стабилизатор для изменения ощущения силы колонны, а не для дифферента самолета. Это случай использования руля по-новому, который никогда не учитывался в правилах, и для дальнейшего анализ, проведенный FAA. Если бы потребовался проблемный документ, команда JATR полагает, что, вероятно, она бы определила потенциал стабилизатора, который может превзойти руль высоты ».
В ноябре 2019 года Джим Марко, менеджер по интеграции и оценке безопасности воздушных судов в Национальном отделе сертификации самолетов авиационного регулятора Transport Canada, поставил под сомнение готовность MCAS. Поскольку новые проблемы продолжали появляться, он предложил своим коллегам из FAA, ANAC и EASA рассмотреть преимущества безопасности удаления MCAS из MAX.
Высота и скорость полета Lion Air Flight 610 MCAS находился под пристальным вниманием после крушения самолетов рейса 610 Lion Air и рейса 302 Ethiopian Airlines вскоре после взлета. Глобальный флот Boeing 737 MAX был одобрен всеми авиакомпаниями и операторами, и был поднят ряд функциональных вопросов.
MCAS отклоняет горизонтальный стабилизатор в четыре раза дальше, чем было указано в исходном документе по анализу безопасности. Из-за величины дифферента, применяемого системой к горизонтальному стабилизатору, аэродинамические силы сопротивляются усилию пилота поднять нос. Пока сохраняются ошибочные показания AOA, пилот-человек «может быстро истощиться, пытаясь отвести колонну назад». Кроме того, переключатели для помощи триммера горизонтального стабилизатора теперь служат общей цели выключения MCAS. Во время сеансов на тренажере пилоты были ошеломлены значительными усилиями, необходимыми для того, чтобы вручную вывести триммер из положения, при котором оно было опущено.
Генеральный директор Boeing Деннис Мюленбург заявил, что «не было ничего удивительного, или пробела, или чего-то неизвестного здесь или чего-то, что каким-то образом ускользнуло от процесса сертификации». 29 апреля 2019 года он заявил, что конструкция самолета не имеет недостатков, и повторил, что он разработан в соответствии со стандартами Boeing. В интервью CBS 29 мая компания Boeing признала, что провалила программную реализацию, и пожаловалась на плохую связь.
26 сентября Национальный совет по безопасности на транспорте раскритиковал неудовлетворительное тестирование Boeing 737 MAX и указал, что Boeing сделал ошибочные предположения относительно реакции пилотов на предупреждения в 737 MAX, вызванные активацией MCAS из-за ошибочного сигнала под углом. датчик атаки.
Совместная техническая проверка (JATR), группа, уполномоченная FAA для расследования 737 MAX, пришла к выводу, что FAA не провело должным образом проверку MCAS. Компания Boeing не предоставила FAA адекватную и обновленную техническую информацию о системе MCAS во время процесса сертификации Boeing 737 Max и не провела тщательную проверку посредством стресс-тестирования системы MCAS.
18 октября компания Boeing провела беседу с 2016 года между двумя сотрудниками, в ходе которой были выявлены предыдущие проблемы с системой MCAS.
В собственных внутренних инструкциях по проектированию Boeing, связанных с разработкой 737 MAX, говорилось, что система «не должна иметь нежелательного взаимодействия с пилотированием самолета» и «не мешать восстановлению после пикирования». Эксплуатация MCAS нарушила тех.
26 сентября 2019 года Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB) опубликовал результаты своего анализа потенциальных недостатков в конструкции и одобрении 737 MAX. В отчете NTSB делается вывод о том, что допущения, «которые компания Boeing использовала в своей оценке функциональной опасности неуправляемой функции MCAS для 737 MAX, не учитывали и не учитывали влияние, которое несколько предупреждений и индикаторов кабины экипажа могли оказать на реакцию пилотов на опасность». Когда Boeing инициировал входной сигнал дифферента стабилизатора, который имитировал движение стабилизатора в соответствии с функцией MCAS,
конкретные режимы отказа, которые могут привести к непреднамеренной активации MCAS (например, ошибочный высокий вход AOA в MCAS), не моделировались в рамках этих проверочных тестов для оценки функциональной опасности. В результате дополнительные эффекты кабины летного экипажа (такие как предупреждения IAS DISAGREE и ALT DISAGREE и активация встряхивателя джойстика), возникающие в результате того же основного отказа (например, ошибочный AOA), не моделировались и не были включены в отчет об оценке безопасности дифферента стабилизатора, рассмотренный NTSB ".
NTSB поставил под сомнение давнюю практику промышленности и FAA, предполагающую почти мгновенную реакцию высококвалифицированных пилотов-испытателей, в отличие от пилотов всех уровней опыта, для проверки человеческого фактора в безопасности воздушных судов. NTSB выразил озабоченность по поводу того, что процесс, используемый для оценки первоначальной конструкции, нуждается в улучшении, поскольку этот процесс все еще используется для сертификации существующих и будущих проектов самолетов и систем. FAA может, например, произвольно отбирать пулы из мирового сообщества пилотов, чтобы получить более репрезентативную оценку ситуаций в кабине пилотов.
Предлагаемые Boeing обновления в основном касаются программного обеспечения MCAS. В частности, не было никаких публичных заявлений о возврате функций выключателей триммера стабилизатора в конфигурацию pre-MAX. Опытный инженер-программист и опытный пилот предположил, что изменений программного обеспечения может быть недостаточно, чтобы противостоять размещению двигателя 737 MAX. The Seattle Times отметила, что, хотя новое программное исправление, предложенное Boeing, «скорее всего, предотвратит повторение этой ситуации, если предварительное расследование подтвердит, что эфиопские пилоты отключили автоматическую систему управления полетом, это все равно будет кошмарным исходом для Boeing и FAA. Это предполагало бы аварийную процедуру, изложенную Boeing и принятую FAA после крушения Lion Air, совершенно неадекватно и вывести эфиопский летный экипаж из строя ».
Boeing и FAA решили, что отображение AoA и индикатор AoA несовпадения, сигнализирующий о том, что датчики дают разные показания, не являются критически важными функциями для безопасной работы. Boeing взимал дополнительную плату за добавление индикатора AoA к основному дисплею. В ноябре 2017 года инженеры Boeing обнаружили, что стандартная подсветка несогласованного AoA не может работать независимо без дополнительного программного обеспечения индикатора AoA, и эта проблема затрагивает 80% мирового парка, который не заказывал эту опцию. Решение программного обеспечения должно было совпасть с выпуском удлиненного 737 MAX 10 в 2020 году, только чтобы ускориться из-за аварии Lion Air. Более того, проблема не была раскрыта FAA до 13 месяцев после того, как это произошло. Хотя неясно, мог ли этот индикатор изменить исход злополучных полетов, American Airlines заявила, что индикатор несогласия дает уверенность в продолжении эксплуатации самолета. «Как оказалось, это неправда».
В феврале 2016 года EASA сертифицировало MAX, ожидая, что процедуры и обучение пилота будут четко объяснять необычные ситуации, в которых редко используемое ручное дифферентное колесо потребуется для дифферента самолета, то есть регулировки угла носа; однако в оригинальном руководстве по летной эксплуатации такие ситуации не упоминались. В сертификационном документе EASA говорилось о моделировании, при котором электрические переключатели не могли правильно регулировать MAX при определенных условиях. В документе EASA говорится, что после летных испытаний, поскольку тумблеры не всегда могли управлять дифферентом самостоятельно, FAA было обеспокоено тем, соответствует ли система 737 MAX правилам. Руководство по летной эксплуатации American Airlines содержит аналогичное примечание относительно тумблеров, но не определяет условия, при которых может потребоваться ручной штурвал.
Генеральный директор Boeing Мюленбург, когда его спросили о неразглашении информации о MCAS, сослался на процедуру «триммирования стабилизатора без опрокидывания» как часть учебного руководства. Он добавил, что в бюллетене Boeing указывается на существующий порядок полетов. Компания Boeing рассматривает контрольный список «триммеров стабилизатора» как элемент памяти для пилотов. Майк Синнетт, вице-президент и генеральный менеджер Boeing New Mid-Market Airplane (NMA) с июля 2019 года, неоднократно описывал эту процедуру как «элемент памяти». Тем не менее, некоторые авиакомпании рассматривают его как элемент краткой справочной карты. FAA выпустило рекомендацию об элементах памяти в Информационном проспекте, Стандартные рабочие процедуры и обязанности пилота по мониторингу для членов экипажа в кабине экипажа: «По возможности следует избегать элементов памяти. Если процедура должна включать элементы памяти, они должны быть четко идентифицированы, подчеркнуто в обучение, менее трех пунктов и не должно содержать условных шагов принятия решения ".
В ноябре 2018 года Boeing сообщил авиакомпаниям, что MCAS нельзя преодолеть, оттягивая штангу управления, чтобы остановить безудержное торможение, как на самолетах 737 предыдущего поколения. Тем не менее, путаница продолжалась: комитет по безопасности крупной американской авиакомпании ввел в заблуждение своих пилотов, сказав, что MCAS можно преодолеть, «применив противоположный входной сигнал контрольной колонки для активации переключателей отключения колонки». Бывший пилот и эксперт CBS по авиации и безопасности Чесли Салленбергер свидетельствовал: «Логика заключалась в том, что если MCAS активировался, это должно было происходить потому, что это было необходимо, и оттягивание штурвала назад не должно останавливать его». В октябре Салленбергер написал: «Эти аварийные ситуации не были классической проблемой неуправляемого стабилизатора, а изначально представляли собой неоднозначную ненадежную воздушную скорость и ситуацию с высотой, маскировавшую MCAS».
В юридической жалобе на Boeing Ассоциация пилотов Southwest Airlines заявляет:
Отказ MCAS - это не выход из строя стабилизатора. Неуправляемый стабилизатор имеет непрерывное неконтролируемое движение хвоста, тогда как MCAS не является непрерывным, и пилоты (теоретически) могут противодействовать движению носа вниз, после чего MCAS снова опускает хвост самолета вниз. Более того, в отличие от стабилизатора разгона, MCAS отключает отклик рулевой колонки, к которому пилоты 737 привыкли и полагались на предыдущие поколения самолетов 737.
Колесо дифферента и выключатели в кабине предыдущего поколения В мае 2019 года The Seattle Times сообщила, что два выключателя стабилизатора, расположенные на центральной консоли, работают на MAX иначе, чем на более раннем 737 NG. На предыдущих самолетах один выключатель отключает кнопки большого пальца на рычаге управления, которые пилоты используют для перемещения горизонтального стабилизатора; другой выключатель отключает автоматическое управление горизонтальным стабилизатором автопилотом или STS / MCAS. На MAX оба переключателя подключены параллельно и выполняют одну и ту же функцию: они отключают все электрическое питание стабилизатора, как от кнопок вилки, так и от автоматической системы.
Таким образом, на предыдущих самолетах можно отключить автоматическое управление стабилизатором, чтобы задействовать электроэнергию, задействовав переключатели ярма. На MAX, при полной мощности стабилизатора, пилотам ничего не остается, кроме как использовать механическое колесо дифферента на центральной консоли.
Однако, когда пилоты нажимают на органы управления 737, чтобы поднять нос самолета, аэродинамические силы на лифте создают противодействующую силу, эффективно парализуя винтовой домкрат, который перемещает стабилизатор. Пилотам становится очень трудно вручную провернуть триммер. Проблема встречалась на более ранних версиях 737, а аварийная техника «американских горок» для управления условиями полета была задокументирована в 1982 году для 737-200, но не фигурировала в учебной документации для более поздних версий (включая MAX).
В начале 80-х годов прошлого века проблема была обнаружена с моделью 737-200. Когда руль высоты поднимал или опускал носовую часть, он создавал сильное усилие на винте триммера, которое противодействовало любой корректирующей силе со стороны систем управления. При попытке исправить нежелательное отклонение с помощью ручного триммера прикладывать достаточное усилие руки для преодоления силы, оказываемой лифтом, становилось все труднее, поскольку скорость и отклонение увеличивались, а винт домкрата эффективно застревал на месте.
Был разработан обходной путь, названный техникой «американских горок». Как это ни парадоксально, чтобы исправить чрезмерное отклонение, вызывающее погружение, пилот сначала толкает нос еще дальше, прежде чем расслабиться, чтобы снова осторожно поднять нос. Во время этого периода замедления отклонение руля высоты уменьшается или даже реверсируется, его сила на подъемном винте действует аналогично, и ручной триммер уменьшается. Обходной путь был включен в порядок действий пилота в аварийных ситуациях и в график тренировок.
Однако, хотя у 737 MAX есть аналогичный винтовой домкрат, техника «американских горок» была исключена из информации пилота. Во время событий, приведших к двум авариям MAX, жесткость колеса ручного дифферента неоднократно препятствовала ручной регулировке дифферента для исправления вызванного MCAS крена носа вниз. Этот вопрос был доведен до сведения Министерства юстиции по уголовному расследованию крушения 737 MAX.
При испытаниях на симуляторе сценария полета рейса 302 компании Эфиопские авиалинии балансировочное колесо было «невозможно» сдвинуть с места, когда один из пилотов инстинктивно вырывался из носа. Требуется 15 оборотов для ручного дифферента самолета на один градус и до 40 оборотов, чтобы вернуть триммер в нейтральное положение из нижнего положения носа, вызванного MCAS.
Горизонтальный стабилизатор снабжен обычным рулем высоты для управления полетом. Тем не менее, он сам по себе полностью движется вокруг одной оси, и его можно обрезать, чтобы отрегулировать его угол. Трим приводится в действие с помощью винтового механизма.
Сильвен Алари и Жиль Примо, эксперты по горизонтальным стабилизаторам, наблюдали аномалии в данных с бортовых самописцев: прогрессивный сдвиг горизонтального стабилизатора на 0,2 градуса перед катастрофой. «Может показаться, что это не так уж много, но это на порядок больше, чем обычно допускается при проектировании подобных систем», - говорит Жиль Примо. Они говорят, что движения легко наблюдаемы и запрещены в соответствии с Правилом 395A. Эти аномалии вызывают фундаментальные вопросы относительно этого винтового домкрата, который управляет горизонтальным стабилизатором с начала выпуска моделей 737, впервые сертифицированных в 1967 году.
Эти проскальзывания особенно заметны в полете ET302: «Пока нет команды MCAS и нет управления пилотами, мы видим движение винта домкрата, который управляет горизонтальным стабилизатором, мы видим проскальзывание. И в самом конце В полете винт домкрата снова начинает скользить с увеличением скорости самолета и его пикирования », - говорит Алари.
С момента первоначальной разработки 737-й стал на 61% тяжелее, на 24% длиннее и на 40% шире, а его двигатели вдвое мощнее. Эти эксперты обеспокоены тем, что нагрузки на винтовой домкрат потенциально увеличились с момента создания 737. Согласно правилам, средства управления должны быть рассчитаны на 125% прогнозируемых нагрузок. Эти эксперты выразили обеспокоенность по поводу возможного перегрева двигателей в апреле 2019 года.
Во время посадки на мель специальные полеты для перемещения самолетов MAX в места хранения, согласно 14 CFR § 21.197, выполнялись на меньшей высоте и с закрылками, выпущенными для обхода активации MCAS, а не с использованием процедуры восстановления постфактум. Такие полеты требовали определенной квалификации пилота, а также разрешения соответствующих регулирующих органов и без других членов экипажа или пассажиров.
Согласно техническому описанию Boeing: « Угол атаки (AoA) - это аэродинамический параметр, который является ключом к пониманию пределов летно-технических характеристик самолета. Недавние происшествия и инциденты привели к появлению новых программ обучения летного экипажа, которые, в свою очередь, повысили интерес к AoA. в коммерческой авиации. Осведомленность о AOA жизненно важна, поскольку самолет приближается к сваливанию ". Чесли Салленбергер сказал, что индикаторы AoA могли бы помочь в этих двух сбоях. «Парадоксально, что большинство современных самолетов измеряют (угол атаки) и эта информация часто используется во многих системах самолетов, но не отображается для пилотов. Вместо этого пилоты должны делать выводы (угол атаки) из других параметров, выводя их косвенно.. "
Хотя на MAX есть два датчика, только один из них используется одновременно для активации MCAS на 737 MAX. Любая неисправность в этом датчике, возможно, из-за физического повреждения, приводит к единственному отказу : система управления полетом не имеет никаких оснований для отклонения ее ввода как ошибочной информации.
Сообщения об единой точке отказа не всегда признавались компанией Boeing. Обращаясь к пилотам American Airlines, вице-президент Boeing Майк Синнетт опроверг сообщения о том, что в MCAS произошел одноточечный отказ, потому что сами пилоты являются резервными. Репортер Усем сказал в The Atlantic, что это «демонстрирует как неправильное понимание этого термина, так и резкий отход от давней практики Boeing по созданию нескольких резервных копий для каждой полетной системы».
О проблемах с датчиком AoA сообщалось в более чем 200 отчетах об инцидентах, представленных в FAA; однако компания Boeing не провела летные испытания сценария, при котором произошел сбой.
Сами датчики находятся под пристальным вниманием. Датчики на воздушном судне Lion были поставлены компанией Rosemount Aerospace United Technologies.
В сентябре 2019 года EASA заявило, что предпочитает датчики AoA с тройным резервированием, а не двойное резервирование в предлагаемом обновлении Boeing до MAX. Установка третьего датчика может быть дорогостоящей и занять много времени. Это изменение, если потребуется, может быть распространено на тысячи старых моделей 737, находящихся на вооружении по всему миру.
Бывший профессор Авиационного университета Эмбри-Риддл Эндрю Корнеки, который является экспертом в системах резервирования, сказал, что работа с одним или двумя датчиками «была бы хорошей, если бы все пилоты были достаточно обучены тому, как оценивать самолет и управлять им в этом случае. проблемы ». Но он бы предпочел построить самолет с тремя датчиками, как это делает Airbus.
В ноябре 2017 года, после нескольких месяцев поставок MAX, компания Boeing обнаружила, что сообщение AoA Disagree, которое указывает на возможное несоответствие датчиков на основном индикаторе полета, было непреднамеренно отключено.
Клинт Балог, профессор авиационного университета Эмбри-Риддла, сказал после крушения Lion Air: «Оглядываясь назад, очевидно, что было бы разумно включить предупреждение в качестве стандартного оборудования и полностью информировать и обучать операторов MCAS». По словам Бьорна Ферма, авиационного и экономического аналитика из Leeham News and Analysis, «основной причиной окончательной потери JT610 является отсутствие дисплея AoA DISAGREE на дисплеях пилотов».
Программное обеспечение зависело от наличия программного обеспечения визуальных индикаторов, платного варианта, который не был выбран большинством авиакомпаний. Например, Air Canada, American Airlines и Westjet приобрели предупреждение о несогласии, в то время как Air Canada и American Airlines также приобрели, кроме того, индикатор значения AoA, а Lion Air не имел ни того, ни другого. Компания Boeing определила, что дефект не имеет критического значения для безопасности или эксплуатации самолета, и внутренний совет по анализу безопасности (SRB) подтвердил предварительную оценку Boeing и его первоначальный план по обновлению самолета в 2020 году. Boeing не сообщал FAA о дефекте до ноября. 2018 г., после авиакатастрофы Lion Air. Следовательно, Southwest объявила пилотам, что весь ее парк самолетов MAX 8 получит дополнительные обновления. В марте 2019 года, после второй аварии рейса 302 авиакомпании Ethiopian Airlines, представитель Boeing сообщил журналу Inc.: «Клиенты были проинформированы о том, что предупреждение AoA Disagree станет стандартной функцией для 737 MAX. Оно может быть модернизировано на ранее поставленных самолетах. "
5 мая 2019 года газета The Wall Street Journal сообщила, что компания Boeing знала о существующих проблемах с системой управления полетом за год до аварии Lion Air. Boeing заявила, что «ни индикатор угла атаки, ни предупреждение AoA Disagree не являются необходимыми для безопасной эксплуатации самолета». Boeing признал, что дефектное программное обеспечение не было реализовано в соответствии с их спецификациями как «стандартная отдельная функция». Boeing заявил: «... серийные самолеты MAX будут иметь активированное и работающее предупреждение AoA Disagree и дополнительный индикатор угла атаки. Все клиенты с ранее поставленными самолетами MAX будут иметь возможность активировать предупреждение AoA Disagree». Генеральный директор Boeing Мюленбург заявил, что сообщение компании об этом предупреждении «было непоследовательным. И это неприемлемо».
Основной дисплей полета из 737-800 Boeing с функциональным углом атаки отображения на верхнем правом углу; предупреждение AoA Disagree будет отображаться в виде текстового сообщения. Компания Boeing опубликовала в журнале Aero статью о системах AoA «Оперативное использование угла атаки на современных коммерческих реактивных самолетах»:
Индикатор AoA может использоваться для помощи при ненадежных показаниях воздушной скорости в результате заблокированных отверстий Пито или статических портов и может предоставить дополнительную информацию о ситуации и конфигурации для летного экипажа.
Компания Boeing объявила об изменении политики в разделе «Часто задаваемые вопросы» ( FAQ ) по исправлению MAX: «С обновлением программного обеспечения с клиентов не взимается плата за функцию« Несогласие с AoA »или за выбор опции индикатора AoA».
В 1996 году NTSB выпустил Рекомендацию по безопасности A-96-094.
ФЕДЕРАЛЬНОМУ АВИАЦИОННОМУ УПРАВЛЕНИЮ (FAA): требовать, чтобы все воздушные суда транспортной категории представляли пилотам информацию об угле атаки в визуальном формате, и чтобы все авиаперевозчики обучали своих пилотов использовать эту информацию для получения максимально возможных характеристик набора высоты.
NTSB также заявил о другом происшествии в 1997 году, что «отображение угла атаки на кабине экипажа могло бы поддерживать осведомленность летного экипажа о состоянии сваливания, и это обеспечило бы прямую индикацию углов тангажа, необходимых для восстановления во время попытки сваливания. последовательность восстановления ". NTSB также считает, что аварию можно было предотвратить, если бы летному экипажу было предоставлено прямое указание на AoA (NTSB, 1997) ».
В начале апреля 2019 года Boeing сообщил о проблеме с программным обеспечением, влияющим на закрылки и другое оборудование управления полетом, не связанное с MCAS; FAA приказало компании Boeing устранить проблему, классифицированную как критически важную для безопасности полетов. В октябре 2019 года EASA предложило провести дополнительные испытания предлагаемых изменений для компьютеров управления полетом из-за своей озабоченности по поводу части предлагаемых исправлений для MCAS. Необходимые изменения для улучшения резервирования между двумя компьютерами управления полетом оказались более сложными и трудоемкими, чем исправление исходной проблемы MCAS, что откладывает любое повторное введение в эксплуатацию после первоначально предусмотренной даты.
В январе 2020 года были обнаружены новые проблемы с программным обеспечением, влияющие на мониторинг процесса запуска бортового компьютера и проверку готовности к полету. В апреле 2020 года Boeing выявил новые риски, когда система дифферента может непреднамеренно опустить нос во время полета или преждевременно отключить автопилот.
Системы MAX интегрированы в испытательную летную кабину «e-cab», симулятор, созданный для разработки MAX. В июне 2019 года «в специальном симуляторе Boeing, предназначенном для инженерных проверок», пилоты FAA выполнили сценарий стресс-тестирования - ненормальное состояние, выявленное с помощью FMEA после внедрения обновления MCAS, - для оценки влияния сбоя в микропроцессоре: как и ожидалось из сценария, горизонтальный стабилизатор направил нос вниз. Хотя летчик-испытатель в конечном итоге восстановил управление, система медленно отреагировала на надлежащие шаги контрольного списка неуправляемого стабилизатора. Boeing первоначально классифицировал это как «серьезную» опасность, а FAA повысило его до гораздо более серьезного «катастрофического» уровня. В Boeing заявили, что проблему можно решить программно. Изменение программного обеспечения не будет готово для оценки как минимум до сентября 2019 года. Директор EASA Патрик Кай сказал, что можно рассмотреть возможность модернизации дополнительного оборудования.
Сценарий тестирования моделировал событие переключения пяти битов в компьютере управления полетом. Биты представляют флаги состояния, например, активен ли MCAS или включен ли двигатель дифферента хвоста. Инженеры смогли смоделировать сбои в результате единичного события и искусственно вызвать активацию MCAS, манипулируя этими сигналами. Такая ошибка возникает, когда биты памяти меняются с 0 на 1 или наоборот, что может быть вызвано попаданием космических лучей на микропроцессор.
Сценарий отказа был известен до ввода MAX в эксплуатацию в 2017 году: он был оценен в ходе анализа безопасности при сертификации самолета. Boeing пришел к выводу, что пилоты могут выполнить процедуру отключения двигателя, приводящего в движение стабилизатор, чтобы преодолеть движение носа вниз. Сценарий также затрагивает самолет 737NG, хотя он представляет меньший риск, чем на MAX; на NG перемещение ярма учитывает любой неуправляемый вход стабилизатора, но эта функция игнорируется на MAX, чтобы избежать отрицания цели MCAS. Компания Boeing также заявила, что согласна с дополнительными требованиями, которые требует от FAA, и добавила, что она работает над устранением риска для безопасности полетов. Он не будет предлагать MAX для сертификации, пока не будут выполнены все требования.
В ранних новостях сообщалось, что проблема связана с микропроцессором 80286, перегруженным данными, хотя по состоянию на апрель 2020 года сохраняется опасение, что программное обеспечение MCAS перегружает компьютеры 737 MAX.
По состоянию на 2019 год два компьютера управления полетом Boeing 737 никогда не проверяли операции друг друга; т. е. каждый был единственным нерезервированным каналом. Это отсутствие устойчивости существовало с самого начала внедрения и сохранялось на протяжении десятилетий. Обновленная система управления полетом будет использовать оба компьютера управления полетом и сравнивать их выходные данные. Этот переход на отказоустойчивую двухканальную систему с резервированием, в которой каждый компьютер использует независимый набор датчиков, является радикальным изменением архитектуры, используемой на 737 с момента появления на более старой модели 737-300 в 1980-х годах. До MAX в версии, предшествующей заземлению, система поочередно переключает компьютеры между компьютерами после каждого полета. Архитектура двух компьютеров позволяла переключаться в полете при выходе из строя рабочего компьютера, что увеличивало доступность. В пересмотренной архитектуре Boeing требовал, чтобы два компьютера контролировали друг друга, чтобы каждый мог проверять друг друга.
В январе 2020 года во время летных испытаний компания Boeing обнаружила проблему с индикатором; Причина дефекта - «перепроектирование двух бортовых компьютеров, управляющих 737 MAX, чтобы сделать их более устойчивыми к сбоям». Индикатор, сигнализирующий о проблеме с системой дифферента, может оставаться включенным дольше, чем предусмотрено конструкцией.
В ноябре 2020 года Директива о летной годности потребовала корректирующих действий в отношении законов управления полетом самолета (воплощенных в программном обеспечении Speed Trim System):
MCAS был разработан с использованием данных только от одного из датчиков, потому что мы знали, что FAA не сертифицировало бы двухсенсорную систему без обучения уровня D [симулятор].
