science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Boeing 737 MAX:Na twee dodelijke crashes, een expert legt de problemen uit

Een van de eerste modellen, een Boeing 737-200, toen het in dienst was bij Ryanair. Krediet:Guy Brian Gratton

De Boeing 737 is het meest geproduceerde commerciële vliegtuig in de geschiedenis:meer dan 10, 000 zijn gebouwd sinds het voor het eerst vloog in 1967, met duizenden meer op bestelling. Zelfs de Britse Royal Air Force gaat ze in gebruik nemen als de P8a Poseidon.

Een vliegtuig dat zoveel vliegt, zal ongelukken krijgen. De 737 heeft er meer dan 200 gehad die hebben geleid tot het verlies van het vliegtuig, resulterend in meer dan 5, 000 dodelijke slachtoffers in de afgelopen 51 jaar.

Maar statistisch gezien dit is niettemin een zeer veilig vliegtuig. In de nieuwere "Next Generation" 737, je zou ongeveer een miljoen vluchten moeten nemen om 25% kans te hebben om aanwezig te zijn bij een "rompverlies" -ongeval ("rompverlies" betekent niet eens dodelijke slachtoffers, alleen dat het vliegtuig economisch niet meer te repareren is).

Ter vergelijking, het Britse jaargemiddelde van verkeersdoden is 13 per miljoen inwoners. In Groot-Britannië, die enkele van 's werelds veiligste wegen heeft, je kans om als autopassagier te overlijden per jaar is ongeveer vier keer groter dan een ernstig ongeval als je elke maand in een Boeing 737 vliegt.

Evolutie

Niet verrassend, de Boeing 737, die al bijna de helft van de tijd dat een gemotoriseerde vlucht bestaat, bij ons is, heeft veel upgrades gezien. Het eerste model – de 737-100 – arriveerde in 1967, terwijl de 737 MAX-serie in 2016 in gebruik werd genomen. bijna 400 van de MAX-vliegtuigen zijn afgeleverd en meer dan 5, 000 besteld.

Gedurende zijn leven, de 737 is uitgerekt van 29 meter tot 44 meter lang, brandstofcapaciteit is gestegen van 14,7 ton naar 21,3 ton, en passagiersstoelen zijn gestegen van 118 naar 230. Met deze ontwikkelingen zijn eisen gesteld aan meer veiligheid, minder geluid, uitstoot van deeltjes en broeikasgassen, en lagere bedrijfskosten. Dus hoewel alle 737's zijn gecertificeerd als één enkel vliegtuigtype, de veranderingen zijn enorm geweest.

Meest recent, de grote druk is geweest om het brandstofverbruik te verminderen. Om zowel economische als ecologische redenen, dit leidde ertoe dat de nieuwste 737 MAX 8-modellen – samen met de concurrent Airbus A320 Neo – werden uitgerust met nieuwe, grotere en efficiëntere CFM Leap-motoren. Deze moeten hoger en verder naar voren worden gemonteerd dan voorheen, een handlingprobleem creëren dat niet uniek was voor dit vliegtuig, maar moest worden aangepakt.

Een van de nieuwere Boeing 737's, een 737-800 'Next Gen'-model dat ironisch genoeg pronkt met een veel oudere historische kleurstelling voor de Nederlandse luchtvaartmaatschappij KLM. Krediet:Guy Brian Gratton

Veiligheid

Invalshoek is de hoek tussen de vleugelkoorde (een denkbeeldige lijn tussen de voor- en achterrand van de vleugel) en de luchtstroom. Om lift te genereren, dit is meestal rond de twee graden tijdens een kruisvlucht. Maar om lift te creëren bij lage luchtsnelheden tijdens het opstijgen, landing en enkele manoeuvres, het moet veel hoger zijn - vaak meer dan tien graden.

Als de aanvalshoek te groot is, het vliegtuig verliest de controle - of "stallt". Dit heeft niets te maken met het afslaan van een motor en veroorzaakt meestal een plotselinge daling. De grotere, geherpositioneerde motoren zorgden aanvankelijk voor een probleem met de behandeling bij een hoge aanvalshoek, vooral bij lage snelheden, waardoor het vliegtuig met de neus omhoog zou kunnen komen in een nog grotere aanvalshoek, mogelijk het verlies van controle verergeren.

Boeing loste dit op door een geautomatiseerd systeem te introduceren genaamd Manoeuvering Characteristics Augmentation System (MCAS). Dit dwingt automatisch de neus naar beneden vanuit hoge aanvalshoeken, het vliegtuig uit de staltoestand verwijderen. Het doet dit door het staartvlak te draaien, het effectief veranderen van de vorm van het vliegtuig. Dit was nodig – onder deze omstandigheden afslaan was een ernstige, zelfs dodelijk, probleem in sommige eerdere vliegtuigen.

Tot zover goed. Maar toen stuitten we op een probleem dat zou hebben bijgedragen aan de Lion Air 737 MAX 8-crash in oktober 2018 in Indonesië. Terwijl dit vliegtuig het MCAS-systeem had, de piloten wisten er naar verluidt niets van. Er is gezegd dat er is besloten om het systeem niet op te nemen in de opleiding van piloten, in het bijzonder dat als het systeem onjuiste signalen zou ontvangen van de invalshoeksensoren van het vliegtuig, het vliegtuig met de neus steil naar beneden zou kunnen hellen in een potentieel onherstelbare duik.

Alle piloten trainen om een ​​breed scala aan instrument- en apparatuurstoringen te herkennen en ermee om te gaan. Op mijn eigen commerciële vliegbrevettest, Ik had verschillende echte en gesimuleerde instrumentstoringen, en werd verwacht met hen af ​​te rekenen terwijl de vlucht werd voortgezet; alle beroepsvliegers worden hier regelmatig op beoordeeld.

Maar piloten kunnen het beste omgaan met mislukkingen waarvoor ze zijn opgeleid. We hebben nog geen volledige rapporten over de Lion Air-crash, noch over de meer recente crash van Ethiopian Airlines van een andere 737 MAX. Maar er zijn steeds meer aanwijzingen dat de bemanning het MCAS-systeem niet volledig begreep. en dat het systeem defect zou kunnen raken wanneer een enkel instrument dat de informatie invoert, faalt. Het vliegtuig zou zichzelf in een steile duik kunnen begeven door een defect aan het instrument. en de piloten waren misschien niet volledig getraind om dat te herkennen en te corrigeren.

De Amerikaanse budgetluchtvaartgigant Southwest heeft zijn bedrijfsmodel gebouwd rond de Boeing 737, momenteel actief 750 van hen. De FAA heeft hun 35 737 MAX-vliegtuigen aan de grond gehouden. Krediet:Guy Brian Gratton

Wat nu?

In een heel nieuw vliegtuigtype, 339 mensen stierven in twee, blijkbaar vergelijkbaar, ongelukken – dit is onaanvaardbaar. Gelukkig, de luchtvaartindustrie, die mentaliteit gaat vaak terug tot de komeetrampen van de jaren vijftig, is uiterst snel in het omgaan met ernstige veiligheidsproblemen.

Rond de wereld, vliegtuigen van dit type werden binnen enkele dagen aan de grond gehouden, en dat zal zo blijven totdat Boeing en zijn belanghebbenden oplossingen vinden en certificeren voor zowel de vliegtuigbesturingssoftware als de opleidingskwesties voor piloten.

Deze evenementen tonen de luchtvaartindustrie op zijn best, en ergste. Het is juist dat fabrikanten en luchtvaartmaatschappijen naar efficiëntere, veiliger vliegtuigen. Maar vooruitgang boeken tegen acceptabele kosten zou het risico kunnen lopen dat er bezuinigd wordt.

In de VS, de Federal Aviation Administration (FAA) in het verleden is beschuldigd van het delegeren van te veel toezicht op hun eigen werk aan Boeing, en degenen onder ons in deze gemeenschap zijn bezorgd dat wanneer regeringen proberen de budgetten te verlagen, luchtvaartautoriteiten misschien niet over voldoende middelen beschikken om hun werk naar behoren te doen.

Aanvullend, elk luchtvaartbedrijf kan noodzakelijkerwijs te maken krijgen met conflicten tussen ingenieurs en piloten, wiens doel het is om het beste en veiligste product te creëren, en bedrijfsleiders, die moet zorgen voor winstgevendheid.

Dus wat nu? De 737 MAX blijft aan de grond terwijl Boeing een "softwarefix" ontwikkelt die dit potentiële probleem elimineert, en werkt vervolgens samen met de FAA en internationale autoriteiten om het te certificeren. Er moet ook een nieuwe MCAS-training komen die alle 737 MAX-piloten over de hele wereld zullen krijgen voordat ze weer met het vliegtuig gaan vliegen. Inderdaad, dit zal hopelijk ook leiden tot een breder debat over het opleidingsniveau van luchtvaartpiloten.

Na deze twee tragedies zullen er waarschijnlijk een aantal rechtszaken volgen. De families zullen terecht sluiting willen. Maar we moeten er ook voor zorgen dat soortgelijke rampen zich in de toekomst niet meer voordoen – en daarvoor moeten luchtvaartprofessionals werken aan nieuwe veiligheidsoplossingen. Te veel focussen op juridische resultaten kan mogelijk voorkomen dat de beste veiligheidsresultaten worden nagestreefd.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.