Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Boeing 737 MAX:Efter to dødsulykker, en ekspert forklarer problemerne

En af de tidligste modeller, en Boeing 737-200, da det var i tjeneste hos Ryanair. Kredit:Guy Brian Gratton

Boeing 737 er det mest producerede kommercielle fly i historien:over 10, 000 er blevet bygget siden den første gang fløj i 1967, med tusinder mere på bestilling. Selv Storbritanniens Royal Air Force skal tage dem i brug som P8a Poseidon.

Et fly, der flyver så meget, vil have ulykker. 737'eren har haft over 200, der har ført til tabet af flyet, resulterer i over 5, 000 dræbte i løbet af sine 51 år.

Men statistisk set dette er ikke desto mindre et meget sikkert fly. I den nyere "Next Generation" 737, du skulle tage omkring en million flyvninger for at nå en 25 % chance for at være til stede ved en "skrogtab"-ulykke ("skrogtab" betyder ikke engang dødsfald, bare at flyet er uden økonomisk reparation).

Til sammenligning, det britiske årlige gennemsnit for trafikdræbte er 13 pr. million indbyggere. I Storbritannien, som har nogle af verdens sikreste veje, din chance for at dø som bilpassager om året er omkring fire gange større end at komme ud for en alvorlig ulykke, hvis du flyver i en Boeing 737 hver måned.

Udvikling

Ikke overraskende, Boeing 737, som har været med os i næsten halvdelen af ​​den tid, motordrevet flyvning har eksisteret, har set mange opgraderinger. Den første model – 737-100 – kom i 1967, mens 737 MAX-serien blev taget i brug i 2016. Indtil videre næsten 400 af MAX-flyene er blevet leveret og over 5, 000 bestilt.

I løbet af sin levetid, 737 har strakt sig fra 29 meter til 44 meter lang, brændstofkapaciteten er steget fra 14,7 tons til 21,3 tons, og passagersæder er steget fra 118 til 230. Med denne udvikling er der kommet krav om større sikkerhed, reduceret støj, partikel- og drivhusgasemissioner, og lavere driftsomkostninger. Så mens alle 737'ere er certificeret som en enkelt flytype, ændringerne har været massive.

Seneste, det store skub har været at reducere brændstofforbruget. Både af økonomiske og miljømæssige årsager, dette førte til, at de seneste 737 MAX 8-modeller – sammen med konkurrenten Airbus A320 Neo – blev udstyret med nye, større og mere effektive CFM Leap-motorer. Disse skal monteres højere og længere fremme end tidligere, skabe et håndteringsproblem, der ikke var unikt for denne flyvemaskine, men skulle tages op.

En af de nyere Boeing 737'er, en 737-800 'Next Gen' model, der ironisk nok viser en meget ældre kulturarv for det hollandske flyselskab KLM. Kredit:Guy Brian Gratton

Sikkerhed

Angrebsvinkel er vinklen mellem vingekorden (en imaginær linje mellem for- og bagkanten af ​​vingen) og luftstrømmen. For at generere løft, dette er typisk omkring to grader i krydstogtflyvning. Men for at skabe løft ved lave flyvehastigheder under start, landing og nogle manøvrer, det skal være meget højere – ofte mere end ti grader.

Hvis angrebsvinklen er for stor, flyet mister kontrollen – eller "går i stå". Dette har intet at gøre med at stoppe en motor og vil normalt forårsage en pludselig nedstigning. Jo større, omplacerede motorer skabte oprindeligt et håndteringsproblem ved en høj angrebsvinkel, især ved lave hastigheder, som kunne kaste flyet med næsen op i en endnu større angrebsvinkel, potentielt forværre tabet af kontrol.

Boeing løste dette ved at introducere et automatiseret system kaldet Manoeuvering Characteristics Augmentation System (MCAS). Dette tvinger automatisk næsen ned fra høje angrebsvinkler, fjernelse af flyet fra standset tilstand. Det gør den ved at dreje haleplanet, effektivt ændre flyvemaskinens form. Dette var nødvendigt – at gå i stå under disse omstændigheder har været en alvorlig, endda dødelig, problem i nogle tidligere flyselskaber.

Så langt så godt. Men så ramte vi et problem, som påstås at have bidraget til Lion Air 737 MAX 8-styrtet i oktober 2018 i Indonesien. Mens dette fly havde MCAS-systemet, piloterne vidste angiveligt ikke om det. Det er blevet sagt, at der var blevet truffet beslutning om ikke at inkludere systemet i pilotuddannelse, især, at hvis systemet modtog forkerte signaler fra flyets angrebsvinkelsensorer, kunne flyet kaste stejlt med næsen ned i et potentielt uopretteligt dyk.

Alle piloter træner i at genkende og håndtere en lang række instrument- og udstyrsfejl. På min egen kommercielle pilotprøve, Jeg havde flere reelle og simulerede instrumentfejl, og forventedes at håndtere dem, mens de fortsatte flyvningen; alle kommercielle piloter revurderes løbende herom.

Men piloter kan bedst håndtere fejl, de er blevet trænet til. Vi har endnu ikke fuldstændige rapporter om Lion Air-styrtet, heller ikke på det nyere Ethiopian Airlines styrt af en anden 737 MAX. Men der er voksende beviser på, at besætningen ikke fuldt ud forstod MCAS-systemet, og at systemet kan gå i stykker, når et enkelt instrument, der giver det information, fejler. Flyet kunne angiveligt sætte sig selv i et stejlt dyk på grund af en instrumentfejl, og piloterne var måske ikke helt uddannede til at genkende og korrigere for det.

Den amerikanske lavprisflyselskab Southwest har bygget sin forretningsmodel op omkring Boeing 737, driver i øjeblikket 750 af dem. FAA har sat deres 35 737 MAX-fly på jorden. Kredit:Guy Brian Gratton

Hvad er det næste?

I en meget ny flytype, 339 mennesker er døde i to, tilsyneladende ens, ulykker – det er utåleligt. Heldigvis, luftfartsindustrien, Den tankegang går ofte tilbage til 1950'ernes kometkatastrofer, er ekstremt hurtig til at håndtere alvorlige sikkerhedsproblemer.

Jorden rundt, fly af denne type blev sat på jorden inden for få dage, og vil forblive det, indtil Boeing og dets interessenter finder og certificerer løsninger på både flykontrolsoftwaren og pilotuddannelsesspørgsmålene.

Disse begivenheder viser luftfartsindustrien, når den er bedst, og værst. Det er rigtigt, at producenter og flyselskaber bør søge mere effektive, sikrere fly. Men fremskridt til en acceptabel pris kan potentielt risikere, at hjørnerne bliver skåret over.

I USA, Federal Aviation Administration (FAA) er tidligere blevet anklaget for at uddelegere for meget tilsyn med deres eget arbejde til Boeing, og de af os i dette samfund er bekymrede over, at når regeringer søger at reducere budgetterne, luftfartsmyndighederne har muligvis ikke tilstrækkelige ressourcer til at udføre deres arbejde tilstrækkeligt.

Derudover ethvert luftfartsselskab kan nødvendigvis lide konflikt mellem ingeniører og piloter, hvis mål er at skabe det bedste og sikreste produkt, og virksomhedsledere, som skal sikre rentabiliteten.

Så hvad nu? 737 MAX vil forblive jordet, mens Boeing udvikler en "softwarefix", der eliminerer dette potentielle problem, og arbejder derefter med FAA og internationale myndigheder for at certificere det. Der skulle også være ny MCAS-uddannelse, som alle 737 MAX-piloter rundt om i verden vil modtage, før de flyver flyet igen. Ja, dette vil forhåbentlig også føre til en bredere debat om uddannelsesniveauet for luftfartspiloter.

Efter disse to tragedier vil der sandsynligvis være en række retssager. Familierne vil med rette ønske lukning. Men vi skal også sikre, at lignende katastrofer ikke sker i fremtiden – og det indebærer, at luftfartsprofessionelle arbejder på at finde nye sikkerhedsløsninger. At fokusere for meget på juridiske resultater kan potentielt forhindre de bedste sikkerhedsresultater i at blive forfulgt.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.