Forebyggelse af et flystyrt - forskning hjælper piloter med at træne efter aerodynamiske boder

En vinternat i februar 2009, Colgan Air Flight 3407 styrtede lige uden for Buffalo, N.Y., dræbte alle 49 passagerer og besætning ombord og en person på jorden. En undersøgelse fra National Transportation Safety Board fastslog, at turbo-propflyet oplevede mange faktorer, der bidrog til styrtet, herunder en aerodynamisk bod, hvorfra flyet ikke kunne komme sig.

"I de fleste tilfælde, mange ting går galt, før et fly faktisk styrter ned, "siger Peter Grant, en lektor ved University of Toronto Institute for Aerospace Studies (UTIAS) og en førende ekspert i flyvesimulering. "En del af udfordringen er, at piloter ofte trænes i simuleringer, der tager et fly helt op til det punkt, hvor den aerodynamiske bås går, men ikke forbi det."

For at hjælpe med at forbedre pilotuddannelsen - især hvad angår genkendelse af boder og manøvrering ud af dem - har Grant og hans forskerteam fra Faculty of Applied Science &Engineering designet en ny metode, der kan bruges til at oprette nye simuleringer.

Aerodynamisk stall opstår, når luftstrømmen, der strømmer over et flys vinger, bliver adskilt fra vingens kurve og ikke længere genererer nok løft til at modvirke flyets vægt. Dette skyldes at nå en for stejl angrebsvinkel - når flyets næse retter sig for skarpt. Når et fly når aerodynamisk bås, begynder det ofte at rulle og bliver sværere at kontrollere, yderligere komplicerer situationen for en pilot.

Erhvervsfly har forskellige sikkerhedsforanstaltninger på plads for at forhindre standsning, såsom alarmer, en "shaker" -mekanisme eller indbygget "pusher" -system, der får piloten til at rette næsen ned for at sænke angrebsvinklen. Ved at sænke flyets næse, det genopretter lift, gør flyet lettere at kontrollere og giver piloter en chance for at rette selv en alvorlig rulle. Nogle store jetfly er også udstyret med foranstaltninger til "konvolutbeskyttelse", der er designet til at holde flyet inden for sikre parametre.

Men selv med disse forebyggende foranstaltninger, katastrofer opstår stadig, f.eks. ulykken i juni 2009 på Air France Flight 447, som dræbte alle 228 ombord.

For piloter, manøvrering ud af en bod er muligvis ikke intuitiv i en ekstremt kaotisk situation.

"Automatisering i luftfarten har virkelig reduceret forekomsten af ​​nedbrud og gjort flyvningen meget mere sikker, men i øjeblikket, det kan ikke alt, "Grant siger." Udover start og landing, mest kommercielle flyvning er på autopilot, indtil medmindre situationen bliver kritisk. Pludselig, autopiloten slukker, og vi sætter piloter i en position, hvor de skal overtage under de værst tænkelige omstændigheder. "

Efter katastroferne i Air France og Colgan Air, og flere lignende hændelser verden over, opfordrede den amerikanske føderale luftfartsadministration (FAA) forskere fra industrien og den akademiske verden til at designe en ny metode til udvikling af repræsentative modeller af aerodynamisk bod. Grant og andre forskere besvarede opfordringen.

Deres første udfordring var en mangel på data om flyadfærd forbi det standpunkt, der kunne bruges til at bygge deres model. For at overvinde denne udfordring, teamet arbejdede sammen med Bombardier Aerospace for at skaffe data fra vindtunneltest og fra testflyvninger, flyproducenter foretager for at få deres fly certificeret. Disse flyvninger flyves af uddannede testpiloter og skubber fly uden for deres typiske flykonvolutter, herunder bod, for at sikre, at flyets post-stall-adfærd er håndterbar.

Når de havde udviklet en repræsentativ model, de ekstrapolerede to alternative versioner:en der simulerede en version af aerodynamisk bod, hvor den kom hurtigere, påvirker flyet hårdere end gennemsnittet forudsagt af dataene. Målet var at afgøre, om deres repræsentative model ville være tilstrækkelig til uddannelse af piloter forbi bod.

Grant og teamet rekrutterede derefter en pulje på 15 piloter - alle frivillige fra Air Canada, Jazz og WestJet. Efter at have været opdelt i tre grupper, de blev trænet i at komme sig fra fire forskellige boder i UTIAS flyvesimulator. Efter træning, alle 15 blev testet for at undersøge, hvor godt deres respektive træningsregimer havde forberedt dem.

"Vi fandt ingen statistisk signifikant forskel mellem de tre grupper, "siger Grant." Når vi havde oplært dem i, hvad de skulle kigge efter, og hvordan de skulle reagere, alle 15 var lige i stand til at præstere under stallforhold-dette tyder på, at repræsentativ modellering er tilstrækkelig til fuld-stall-genopretningstræning. "

De nye simuleringer til genopretning af båse forventes at blive indarbejdet i nye pilotuddannelsesprogrammer, som FAA planlægger at implementere fra og med 2019.

"Fløjet pr. Kilometer, flyrejser er utroligt sikre, "siger Grant." Men da efterspørgslen efter kommercielle piloter fortsat stiger, vi er nødt til at fortsætte med at udvikle forbedrede simuleringer, der giver mulighed for bedre træning. "