آیا بوئینگ میتواند به خلبانان اعتماد کند؟
بوئینگ میتواند به خلبانان اعتماد کند؟ هیاهوی رسانهای ایجاد شده توسط دو حادثه مرگبار در هواپیماهای جدید بوئینگ 737 MAX باعث میشود که این سوال مطرح شود که آیا بوئینگ یا هر سازنده جت دیگری میتواند همچنان به خلبانان به عنوان بخش حیاتی از سیستمهای هواپیمایی اعتماد کند. اجازه دهید توضیح دهم.
به دلیل اینکه نسخه جدید MAX از 737 دارای موتورهای سنگینتر و تغییرات دیگر است، بوئینگ سیستمی اضافه کرده که تحت شرایط خاصی از سرعت هوا، مکان CG و وزن، بهطور خودکار تریم پیچ را حرکت میدهد تا نیروی دستگیره را تغییر دهد. خلبانی که به صورت دستی پرواز میکند این را بهعنوان کشیدن روی یوک احساس میکند و بهطور طبیعی نیروی کشش را کاهش میدهد تا دماغه هواپیما و زاویه حمله (AOA) را پایین بیاورد.
آیا بوئینگ میتواند به خلبانان اعتماد کند؟
در رسانههای غیرهوانوردی، این سیستم از جدید و رادیکال گرفته تا آزمایشنشده نامیده میشود. در واقعیت، تقریباً تمام هواپیماهای بزرگتر از یک هواپیمای پیستونی تکموتوره چهار نفره پایه از نوعی دستگاه برای تغییر نیروهایی که خلبان در حین مانور هواپیما احساس میکند، استفاده میکنند.
نیروی استیک- فشاری که خلبانان هنگام کشیدن یا فشار دادن دماغه هواپیما از سرعت پایدار تریم شده احساس میکنند- برای ایمنی بسیار حیاتی است. اگر یک هواپیما هنگام پایین آمدن یا، بدتر، بالا رفتن دماغه هیچ بازخورد نیرویی در استیک نداشت ، پرواز با آن برای مدت طولانی یا در ابرها بسیار دشوار و تقریباً غیرممکن میبود. به همین دلیل، نیروی استیک هنگام مانور یک الزام سختگیرانه برای تأییدیه است.
در هواپیماهای سبک، قوانین تأییدیه ایجاب میکند که نیروی استیک مثبت باشد. به عبارت دیگر، همیشه باید برای کاهش سرعت هواپیما از سرعت پایدار آن ، بدون توجه به مکان CG، سرعت هوا یا پیکربندی هواپیما، کششی اعمال شود.
در هواپیماهای حمل و نقل مانند 737، قوانین نیاز به گرادیان نیروی استیک خطی دارند. همچنین قوانین نیروهای استیک حداقل را در واحد پوند برای کشیدن یا فشار دادن برای مانور هواپیما از حالت تریم شده مشخص میکنند. دستیابی به نیروی استیک مثبت در همه شرایط دشوار است، اما ایجاد یک نیروی خطی که با هر افزایش سرعت هوا به تدریج افزایش مییابد واقعاً سخت است. و این کاری است که بوئینگ باید برای تأییدیه جتهای خود انجام دهد.
در هواپیماهای هوانوردی عمومی، طراحان اغلب یک فنر در سیستم کابل کنترل آسانسور قرار میدهند که آسانسور را به پایین میکشد. کشش فنر همان چیزی است که ما بهعنوان نیروی استیک مثبت، علاوه بر بارهای طبیعی هوا روی آسانسور، احساس میکنیم. اگر نیروهای آیرودینامیکی طبیعی همیشه مثبت نباشند، فنر الزامات تأییدیه را تأمین میکند.
اگر به من باور ندارید، در یک Bonanza A36 یا Cessna 210، یا تقریباً هر هواپیمای پیستونی با عملکرد بالا بنشینید و در حالی که هواپیما روی رمپ ثابت است، چرخ کنترل را به سمت عقب بکشید. نیرویی که احساس میکنید عمدتاً ناشی از یک فنر است، نه وزن آسانسور که به هر حال بهطور استاتیکی متعادل شده است.
اغلب یک فنر بهتنهایی برای ایجاد نیروی استیک مثبت در تمام شرایط مانور کافی نیست، بنابراین طراحان یک وزنه تعادل (bob weight) به سیستم کنترل پیچ اضافه میکنند. وزنه تعادل یک وزنه است که در جایی در مدار کنترل پیچ نصب میشود بهطوری که هر بار G روی وزنه اعمال شود و چرخ کنترل را به سمت جلو بکشد. هرچه بار G بیشتر باشد، نیروی وزنه بیشتر است.
بیشتر دستگاههای حس نیروی پیچ مصنوعی به منظور افزایش نیروی استیک دماغه به پایین طراحی شدهاند زیرا دستیابی به این نیرو در هنگام مانور دشوارتر است. و پیچ به سمت بالا بسیار بحرانیتر از پایین است زیرا پیچ کنترل نشده به سمت بالا در نهایت منجر به واماندگی میشود.
سیستم پرهیاهوی در 737 MAX این کار را انجام میدهد که وقتی خلبان هواپیما را بهصورت دستی پرواز میکند، افزایش زاویه حمله (AOA) را حس میکند. هنگامی که زاویه حمله به نقطهای میرسد که حاشیه واماندگی کافی ندارد، سیستم کمی تریم پیچ دماغه به پایین اضافه میکند. این کار دماغه را به پایین میکشد و به خلبان نیروی استیکی میدهد تا بداند که او بیش از حد به حاشیه واماندگی نزدیک شده است.
این مفهوم افزودن حس مصنوعی با استفاده از تریم پیچ، سالهاست که وجود دارد. از آن برای افزودن نیروی استیک در کروز با سرعت بالا ، جایی که اثرات ماخ میتواند نیروی استیک را تغییر دهد، همچنین در زاویههای حمله بالاتر که حاشیههای واماندگی باید حفظ شود.، استفاده شده است.
موضوعی که در بحثهای فعلی بسیار مهم است، این است که سیستم 737 MAX سهگانه افزونه نیست. به عبارت دیگر، میتوان انتظار داشت که بیشتر از یک بار در هر یک میلیارد پرواز که استاندارد تأییدیه برای سیستمها و ساختارهای حیاتی پرواز است، دچار خرابی شود.
کاری که بوئینگ انجام میدهد استفاده از مفهوم قدیمی استفاده از خلبانان انسانی به عنوان یک عنصر حیاتی از سیستم است. قبل از ورود سیستمهای پرواز با سیم (FBW)، تقریباً تمام سیستمهای حیاتی در تمام اندازههای هواپیماها به خلبان به عنوان یک بخش مهم از عملیات سیستم متکی بودند.
مفهوم تأییدیه برای اتکا به انسان شامل شناسایی خرابی و زمان واکنش است. نحوه کار به این صورت است که خلبان باید بتواند خرابی را تشخیص دهد، سپس سه ثانیه زمان برای تجزیه و تحلیل مشکل و سپس اقدام اصلاحی قبل از ورود هواپیما به وضعیت بحرانی داشته باشد.
اگر با هواپیمایی با سیستم تریم پیچ الکتریکی پرواز میکنید، شما تحت این مفهوم تأییدیه پرواز میکنید. سیستم تریم پیچی که بهطور غیرمنتظره و پیوسته کار کند، میتواند به وضوح هواپیما را به یک وضعیت خطرناک هدایت کند، بهویژه زمانی که خلبان خودکار درگیر باشد که برای مدتی نقص تریم را پنهان میکند.
تولیدکنندهای که به دنبال دریافت تأییدیه برای سیستم تریم است و با FAA توافق میکنند که چه شرایطی برای اجازه دادن به خلبان برای شناسایی خرابی تریم لازم است. این شرایط میتواند شامل انحراف هواپیما از مسیر پروازی مورد نظر یا سیستم نظارت بر تریم با افزونگی کافی باشد. در سالهای گذشته، دیدن حرکت خودکار چرخ تریم میتوانست کافی باشد.
خلبانان آزمایشی تجربی خرابی تریم را معرفی میکنند، منتظر شرایط توافق شده برای شناسایی میمانند و سپس قبل از اینکه اقدامات بهبود مشخص شده را انجام دهند، سه ثانیه دیگر صبر میکنند. در همه هواپیماهایی که من میشناسم، بهبودی شامل خاموش کردن سیستم با استفاده از دکمههای روی چرخ کنترل، سپس سوئیچ یا گاهی اوقات فیوز برای ایجاد قطع ارتباط مثبت است.
اگرچه سیستم پیچ در MAX نسبتاً جدید است، اما اقدامات خلبان پس از خرابی دقیقاً همان است که برای تریم غیرقابل کنترل در هر 737 ساخته شده از دهه 1960 انجام میشود. به عنوان خلبان، ما واقعاً نیازی به دانستن علت تریم غیرقابل کنترل نداریم، اما باید بدانیم و تمرین کنیم که چگونه آن را غیرفعال کنیم.
مشکل بوئینگ و شاید در نهایت همه طراحان هواپیما این است که سیستمهای FBW این مسائل را از بین میبرند.FBW خلبان را به عنوان بخشی حیاتی از سیستم حذف میکند و به چندین کامپیوتر برای مدیریت خرابیها متکی است.
بوئینگ اکنون با وظیفه دشوار توضیح به رسانهها مواجه است که چرا خلبانان باید بدانند چگونه پس از خرابی سیستم مداخله کنند. همچنین باید توضیح دهد که هواپیماها به این شکل برای چندین دهه ساخته و تأیید شدهاند. خلبانان آخرین خط دفاعی در زمانی که اوضاع به هم میریزد، بودهاند.
چالش بزرگی که بوئینگ با آن مواجه است این است که هواپیماهای FBW – که شامل تمام ناوگان اخیر Airbus و همچنین 777 و 787 از بوئینگ میشود – برای مدیریت خرابیهای سیستم کنترل پرواز به خلبانان متکی نیستند.
FBW از حداقل یک سیستم کنترل کامپیوتری سهگانه افزونه برای تفسیر ورودیهای کنترل کابین خلبان به حرکت کنترلهای پرواز هواپیما، از جمله تریم، استفاده میکند. اگر بخشی از سیستم FBW خراب شود، کامپیوتر عناصر معیوب را شناسایی کرده و بدون نیاز به خلبانان انسانی برای غیرفعال کردن سیستم خراب به پرواز ادامه میدهد.
میدانم، میدانم، شما میپرسید: “پس حادثه Airbus Air France بر فراز اقیانوس اطلس چه؟” مشخص شد که هر سه لوله پیتو در هواپیما که سیستم FBW و خلبانان انسانی را از سرعت هوا و دیگر دادههای هوا ، آن هم در شب و در منطقهای پر از طوفانهای رعد و برق محروم کرد، یخ زده بودند.
تصور میشد که لولههای پیتو به اندازه کافی گرم هستند تا از یخ زدن جلوگیری کنند، اما آن شرایط بسیار شدید خارج از محدوده تأییدیه بودند. همچنین در تئوری تأییدیه فکر میکردند که موتورهای هواپیمای Airbus که سالی و اسکایلز پرواز میکردند، به اندازه کافی از هم فاصله دارند که پرندگان بزرگ هر دو را از کار نیاندازند. آیا این یک مورد در یک میلیارد بود؟ احتمالاً.
من به اندازه کافی خوششانس بودهام که چندین هواپیمای FBW را پرواز کردهام و سادگی و ویژگیهای پروازی عالی، صرفهجویی در وزن و بهرهوری بالقوه آنها را بهعنوان یک پیشرفت مهم میدانم. اما به عنوان یک خلبان، همچنین میخواهم باور کنم که بخشی از الزامات افزونگی برای سیستمهای حیاتی هنوز قابل قبول است.
اما حوادث هواپیمایی آنقدر نادر شدهاند که نمیدانم چه چیزی هنوز برای عموم مسافران قابل قبول است. وقتی بوئینگ صادقانه و دقیق میگوید که وقتی که یک سیستم خراب میشود خلبانان فقط نیاز دارند همان کاری را انجام دهند که دهههاست آموزش دیدهاند ، آیا این برای رضایت عموم مسافران و جنجالهای رسانهای کافی است؟
مطمئن نیستم. اما مطمئنم که آینده متعلق به FBW است و گفتن اینکه خلبانان نیاز به آموزش بیشتر و مهارتهای بهتر دارند دیگر کافی نیست. عموم مسافران میخواهند با خیال راحت به خانه برسند، مهم نیست چه کسی مجاز به کنترل هواپیما باشد.
مسئله اصلی در بحث سیستمهای کنترل پرواز و نقش خلبانان این است که با پیشرفت فناوری، سیستمهای FBW به عنوان راهحلی برای بسیاری از مشکلات طراحی و عملکرد مطرح شدهاند. این سیستمها با داشتن افزونگی چندگانه، توانایی مقابله با خرابیهای سیستم را بدون نیاز به دخالت فوری خلبانان دارند. با این حال، هنوز نیاز به خلبانان آموزشدیده و آماده برای مواجهه با شرایط اضطراری وجود دارد.
حادثه Airbus Air France نشان داد که حتی در سیستمهای FBW نیز ممکن است شرایطی پیش بیاید که خارج از محدوده تأییدیه و پیشبینی شده باشد. در این موارد، خلبانان باید توانایی شناسایی و واکنش سریع به مشکلات را داشته باشند. آموزش مستمر و بهبود مهارتهای خلبانان همچنان ضروری است، حتی با وجود سیستمهای پیشرفته FBW.
در نهایت، اعتماد عمومی به ایمنی پرواز نیازمند شفافیت، آموزش مناسب و استفاده از فناوریهای پیشرفته است. عموم مسافران باید اطمینان داشته باشند که هواپیماها با استفاده از بهترین فناوریها و بهترین روشهای عملیاتی پرواز میکنند و خلبانان بهطور کامل آموزش دیدهاند تا در هر شرایطی به درستی واکنش نشان دهند.
