Ki tudja meddig húzhatod? - A kormányvisszahatás - (AF447 sorozat)

Egy korábbi bejegyzésben már részletesen elemeztük az Airbus fly-by-wire rendszerét, valamint a kormányzás logikáját és a sidesticket. Folytathatnánk az Air France baleset elemzését az amerikai megoldás, vagyis a B777-es példáján keresztül. Mielőtt azonban erre rátérnénk, célszerű külön cikkben tisztázni, hogy a hagyományosabb, hidromechanikus kormányok mit és hogyan adtak és adnak vissza a pilótának a kormányerőkből. 

A téma közvetlenül is kapcsolódik az Air France balesethez, lévén a repülőgép vezetője a sebességjel elvesztése után gyakorlatilag túlvezérelte a repülőgépet, amit a visszahatások nélküli Airbus sidestick rendszer kományparancs szinten meg is enged, ám - mint ugyanott írtuk- a számítógép határozza meg, hogy a kitérítésekből mennyit enged a kormánylapok felé eljutni. 
 

Mi volt a fly by wire előtt?

Korábbi cikkeinkben már azt is tisztáztuk, hogy a pilóták és a kormánylapok közti közvetlen erővisszahatást a legtöbb hidraulikus kományzás is korlátozta vagy megszűntette, ám erre mégis született megoldás. Ez gyártónként különböző, de a logika mégis nagyjából azonos: valamilyen módon a rásegítés nélküli kormányoknak megfelelő, kitérítés és sebességfüggő erővisszahatásokat produkálnak a pilóták számára. Ez segít a gép biztonságos, túlterhelések nélküli manőverezésében. Az egyik legáltalánosabb, és példányszámát tekintve is legelterjedtebbnek mondható megoldás a Boeing korábbi típusain meghonosodott  visszahatást keltő vagy műterhelő és középhelyzet pozicionáló egység a magassági kormányvezérlésben.

A B737-es teljes bólintásvezérlése, középen a kormányvisszahatás vezérlésével

Ennek a berendezésnek a működéséről ismét kiváló pilóta szerzőtársunk, Goldeneagle tollából olvashat a kedves Olvasó.
A Boeing 777-es rendszerét ezután ismertetjük, viszont a típusról a tervezettnél komolyabb mutató is készül, lévén igen nagy mennyiségű 777-es irodalmat sikerült beszereznünk. Ez a típus fejlesztésétől a Malév számára történt konkrét felajánlás dokumentációjáig terjed. Ezzel tehát két külön részben foglalkozunk majd.

Most következzen Goldeneagle írása:

BOEING ELEVATOR FEEL AND CENTERING avagy a kormányerő vezérlése Boeing 737-es repülőgépen

A Boeing B737-es típuscsaládban a pilóták számára a valós kormányerők érzetét a az un. Elevator Feel and Centering mechanizmussal oldják meg. Ez a szerkezet kettős feladatot lát el:

1. Biztosítja a hajózószemélyzet számára, hogy a repülés során,  a különböző repülési sebességekhez megfelelő kormányerő tartozzon, elkerülendő hogy a személyzet a hidraulikus rásegítők segítségével a repülőgépet túlterhelje.
2. Elvégzi a kormányoszlop középhelyzetének áthelyezését/beállítását a vizszintes vezérsík helyzetének megfelelően.

Az egység kiépítve egy repülőgépből

A szerkezet amely a kormányoszlop rudazatban taláható, tulajdonképpen egy rugós kialakítást tartalmaz, mely rugó előfeszítésével valósítja meg azt az érzést, hogy nagyobb sebességekhez nagyobb korányerő tartozik. A rugó előfeszítést két hidraulikus munkahengerrel oldják meg amelyek nyomásának vezérlését az un. "feel computer" végzi. A computer legfontosabb vezérlőjele, a repülőgép sebessége, amelyet a B737-es esetében a függőleges vezérsík két oldalán levő - külön erre a célra rendszeresített- pitotcső    érzékel. 

Külön Pitot cső a vezérsíkon

Minnél nagyobb a gép sebessége, annál nagyobb lesz a nyomásérték a munkahengerekben és annál "keményebb" lesz a kormány, a kormányzás-érzet. A szerkezet alaphelyzetben is biztosít egyfajta kormányerő érzetet, mivel a rugónak van saját ereje megfeszítés nélkül is. Ez azért fontos, mert amennyiben megszűnne a sebességjel, eljegesedne az a pitotcső akkor sem lesz személyzetnek olyan érzése hogy puha, könnyen mozgatható kormányokkal repül.

A szekezet grafikai vázlata

A B737-es típuscsalád az oldalkormányt leszámítva rendelkezik konvencionális kormányzási megoldásokkal, magyarul mind a csűrő, mind a magassági kormány vezérelhető hidraulika nélkül is. Ebben az esetben temészetesen nem annyira szükséges kormányzás-érzet mesterséges létrehozása, mivel jelentős kormányerők ébrednek a kormánylapokon.

A kormányvisszahatás a kormányoszlop kitérítése mentén

A fenti grafikonon látható a rugóerők értéke a különböző sebességtartományokban. A vízszintes tengelyen a kormányoszlop kitérése van feltüntetve, míg a függőleges tengely a kormányerő nagyságát mutatja. A különböző színű grafikonok különböző sebességekhez tartozó erőket jelentenek. A zöld grafikon, a rugó természetes erejébő fakadó kormányerőt jelzi. Minnél nagyobb a gép sebessége, annál meredekebb a grafikon.

A berendezés másik feladata a kormányoszlop középhelyzetének beállítása.Ez azért szükséges, mert a trimmeléskor nem a kormánylapot állítjuk, hanem az egész vezérsík beállítási szögét. A kormányoszlop középhelyzetének áthelyezése tulajdonképpen a trimmelési érzet visszacsatolása a kormányoszlopon. Ezt is ugyanaz a szerkezet látja el.

A leírtakból látható tehát, hogy a szerkezet meghibásodása, esetén a kormányerő nem megy el olyan irányba ami a repülőgép ebből fakadó túlterheléséhez vezethet.

Goldeneagle 

  ÖSSZES ÍRÁSUNK AZ AF-447-ES JÁRATRÓL >>

Air France baleset - A zárójelentés számon kér (AF447)

Mint az várható volt, igazán sorsdöntő ténybeli újdonság nem került már elő a balesetről zárójelentéssel, azonban néhány helyen új összefüggések és a korábbinál kézzelfoghatóbb információk következtetések jelentek meg, emellett a kísérő dokumentáció is részletesebb. Korábbi elemző anyagaink helytállóak is maradtak, igaz a teljes jelentés egyértelműbb magyarázatokra ad módot.  Terjedelmi okokból ezeket a már futó elemző sorozatunk részeként vesszük sorra, most csak a lényegi kérdésekre, illetve a konzekvenciákat tartalmazó vizsgálati anyagrészre, ajánlásokra térünk ki.

Ezekben a Bizottság a baleset közvetlen vonatkozásaitól egészen a katasztrófaelhárítási illetve mentési koordináció felülvizsgálatáig megy, pontosabban ezzel is kezdi az ajánlásokat.

A folytatásban a légiforgalom irányítás szenegáli és brazil infrastruktúrájának fejlesztését javasolja a BEA. Annak ellenére, hogy a rádiókommunikáció a baleseti térségben korlátozott volt, a egy ADS-C illetve CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communication) kapcsolat lehetővé tette volna, hogy a DAKAR irányítás azonnali figyelmeztetést kapjon a a repülőgép magasságvesztéséről. (Tekintve a körülményeket, mindez valójában "csak" a kutatás gyorsaságában segíthetett volna, hiszen a becsapódás helye és intenzitása az életmentést jószerével kizárta. A CPDLC vészjelzések, pozícióadatok, irányítási utasítások és engedélyek, valamint egyéb szöveges üzenetek forgalmazására is alkalmas.)

A megtalált baleseti rögzítő a laborban

Titanic szindróma?

A további részben az oktatás és a szimulátorképzés fejlesztését javasolja a Bizottság, ami az eddig nyilvánosságra került anyagokból is előre sejthető volt. Mint azt korábban is részleteztük, az Airbus maga is változtatott pl. a nagy magasságú átesés kezelésének oktatott módszerén, de ezen felül több ponton is változtatásokat javasol a jelentés, vagyis sokkal átfogóbban  foglalkozik a kérdéssel. A Bizottság a múlt évi ajánlásait megerősítve az egyensúlyvesztéses helyzet manuális kezelési ismereteit hiányolja a pilóták részéről, leginkább a bólintási tengely mentén. Mint azt korábban is írtuk, az integrált automatikus védelmi rendszerbe vetett bizalom miatt az Airbus egyszerűen nem tartotta fontosnak a kérdést. A problémát súlyosbítja, hogy a személyzet együttműködése nem volt teljesen szabályszerű. Vezényszavak, eljárások megindítása nem hangzott el. Az átesés a figyelmeztető jelzés ellenére nem tudatosult a személyzetben, de a hibás sebességadatok esetére szóló eljárás bemondása is elmaradt. Ismét ki kell emelnünk azt a tényt is, hogy az Airbus az állásszögműszert is lehagyta a gépről.. 

Az állásszögjelző egy korai műszaki oktatóanyagban

A valóságban csak a helyét látjuk az állásszög műszereknek a PFD monitorok mellett. A kép közepén lévő ECAM üzenetzónát azonban a BEA nem találta elégségesnek a gép rendszereiben bekövetkező események logikai követésére, így pl a pitotcső hibák tudatosítására sem.

A sebesség, bólintás és süllyedésadatok ugyan elárulták a helyzetet, de a személyzet ezt sem vette figyelembe. Nem tudni, mi járt a fejekben, de valószínűleg képzésük és típustapasztalataik alapján nem hitték el, ami történt. Később a pilótaképzésről szóló cikkben részletesen írunk erről, de míg a fly-by-wire Airbusok oktatóanyaga csak érintőlegesen és kizárólag az átesésközeli helyzeteket tárgyalja, addig a az ugyancsak automatikus védelemmel ellátott FBW vezérlésű gépein a Boeing kb. hatszoros terjedelemben tárgyalja a témakört,  a megelőző jelenségek mellett kitér a teljesen kialakult átesésre is, ezen belül annak szélsőséges módjára, valamint annak kezelésére is. Erről nemcsak a blogon írtunk, de a múlt évben még hellyel-közzel működő Index szaktopikon kötetlen stílusban ugyan, de jómagam fordítottam egy érdeklődő számára az Airbus és a B777-es vonatkozó gyári tananyagát. 

Itt csak a Boeing 777 anyag legfontosabb kulcsmondatait vesszük át:

"Egy repülőgép bármilyen helyzetben áteshet (orr fent, lent, vagy nagy dőlésnél), illetve bármilyen sebességnél - fordulóban, gyorsulásos átesésben (accelerated stall). Nem mindig érezhető ösztönösen, hogy a gép átesésben van.

Az alábbi esetekben (és ezek komnbinációjában) lehet átesésben a gép:

- rázkódás, akár erős is lehet

- bólintás hatástalan

- dőlés nem irányítható

- süllyedés nem megállítható

Ezeket a jelenségeket állandó átesésjelzés kíséri általában. Ez nem keverendő össze az átesésközeli helyzetben megszólaló átesésjelzéssel. Az átesésközeli helyzet egy kontrollált manőver. Az átesés egy konktrollálatlan de helyrehozható állapot.

Figyelem: Bármikor teljesen átesik a gép, a robotot és a tolóerőautomatát le kell oldani. "

A fordítás bővebben itt olvasható: forum.index.hu

A fentihez hasonló anyag az FBW Airbusokon egyáltalán nem szerepelt.

Bár természetesen ilyen jellegű összehasonlítás a jelentésben nincs, a legfontosabb szakmai kérdőjelek mégis itt vannak.  Ahogyan a Titanic is csak "bizonyos feltételek közt" volt elsüllyeszthetetlen hajó, úgy nincs semmilyen tökéletes átesésvédelemmel ellátott utasgép sem. 

Baj van a digitális fly by wire-rel ?

Ezt így semmiképp nem jelenthetjük ki. A probléma - mint korábbi cikkeinkben jeleztük - az alkalmazás filozófiája, beleértve a pilóták felkészítését a géppel való együttműködésre és viszont. A Az Airbus ugyan korábban lépett a FBW digitalizáció útjára, de úgy tűnik, el is bízta magát. Konkrét előadásokon hangzott el Airbus illetékesektől (főpilóta), hogy a gépek pilótáit nem kell teljes átesésre oktatni, mert a technika miatt az szükségtelen. A Boeing 1990-től kezdte polgári gépekre is fejleszteni a rendszert, 1992-től egy B757-es flying testbed segítségével alakították ki a végleges megoldást, a B777-esen pedig 1994-től repül a digital fly by wire. A Boeing ugyan valóban később indult a FBW rendszerrel, ám rögtön egy hússzor gyorsabb, kétirányú buszrendszerrel (ARINC 629) kezdett dolgozni a korábban elterjedt 429-es helyett de a  fő különbség magában a logikai felépítésben van. 

Mindkét gyártó automata védelmi rendszereket épített a vezérlésbe, ám a pilóta egészen más módon helyezkedik el a döntési rendszerben.

Airbus FBW séma - Klikk a képre a nagyításhoz

Mint az FBW Airbusok kormányzásánál kitértünk rá, a pilóta itt vektorparancsokat ad alapvetően, melyeket a repülőgép számítógépei alakítanak az éppen fennálló repülési helyzetnek megfelelő mértékű kormánymozgássá. A fenti ábrán épp  a bólintási csatorna felépítését látjuk. Látható, hogy a számítógép gyakorlatilag sorba van kötve a pilóta vagy a robot utasításaival, felülbírálni az általa kidolgozott kormánykitérést normál módban nem lehet. Ám mint az ismeretes, az AF447-es járaton a normál mód lekapcsolt, így a védelem nagy része is. A gép közben már átesett, a pilóták pedig a földig tanakodtak, mit kéne tenni, egyáltalán mi történik a géppel a vaksötétben. 

Boeing FBW séma - Klikk a képre a nagyításhoz

A Boeing nem egymás mögé tette a pilótát és a számítógépet, hanem egymás mellé. A rajzon itt is pirossal jelzett dobozkák itt is ugyanúgy rendelkeznek védelmi funkciókkal, ám a pilóta bármikor képes közvetlen parancsot adni a kormánylapokat mozgató végrehajtóegységeknek (ACE-k). A védelmi korlátok nem veszik ki a pilóta kezéből a gépet, de határozott, hallható, látható, a kormányon érezhető jelzéseket, akár kormányerő terhelést is adnak. 

A Boeing 777-es több mint ezer példányával 18 millió repült óra teljesítése közben a mai napig egyetlen gépvesztés történt, pálya előtti földetéréssel*. (Az ok egyébként a szokatlan hidegben teljesített Peking-London járat alatt lejegesedő tüzelőanyagrendszer volt) . A gép tolóerő nélkül a pálya elé érkezett, ezért a siklást megnyújtandó a pilóták visszább húzták a fékszárnyakat. Földetérés előtt az autopilot ugyan igyekezett az eredeti siklópályán tartani a gépet, ám a kézi kormányparancsnak engedelmeskedve a gép visszabólintott a pilóta által épp átesés felett tartott, szögre. Az átesési sebesség megközelítésekor azután a figyelmeztető rendszer és a kormányrázó (stick shaker) jelzésére ismét finoman korrigált a pilóta. Utóbbi mechanikus jelzőt az Airbus szintén lehagyta a gépeiről, miközben egyébként a sidestick rendszer műszakilag nem zárná ki a kormányrázó megkerülhetetlen, taktilis jelzését. Ennek szintén szerepe lehet az Air France balesetben, bár a Bizottság ennek kiépítését nem feszegeti.

Lehetnek persze bármilyen kisebb-nagyobb ergonómiai furcsaságok, vagy tervezési problémák is egy járművön, a típussajátosságok elsajátítása, és a józan repülési ismeretalkalmazás kulcsfontosságú a veszélyhelyzetekben. Ha ez nem elég hangsúlyos része az oktatásnak, baj esetén ismeretlen helyzettel fog találkozni a személyzet. 

Bár a szimulátorok messze nem tökéletesek, a balesettel végződő egyensúlyvesztéses események magas arányszáma nem indokolható ezzel. A repülés alaptörvényei ugyanis ismertek. A kérdés az, hogy a pilótát elszigeteljük-e ezektől, vagy a rendszeres oktatásban frissítjük az ismereteket. Ez - mint látható - független a gépek automatizáltsági fokától, a fly by wire-től méginkább. Az utasszállító repülőgépek útvonalon, különösen a hosszútávú óceáni vonalakon teljesen automatizáltan repülnek, és ez így van évtizedek óta. A pilóták "betekerik" az esetleges változtatásokat, amelyeket a gép magától végrehajt. Ez történt esetünkben is, mikor a zivatartérségben enyhén irányt módosítottak a géppel. A probléma a sebességhiba utáni robotleoldáskor keletkezett, amikor is elképesztően szélsőséges mozdulatokkal  vette át a pilóta a gépet. Ezek a heves felhúzásirányú mozgások - bár érthetőek - a valóságban nem indokolt ösztönreakciók voltak

A bizottság már korábban is ismert szakmai álláspontokkal egybehangzóan nemcsak az előfordulható egyensúlyi és sebességproblémák megoldásának élethű gyakorlását szorgalmazza, hanem a személyzet fokozott terhelés melletti problémamegoldó gyakorlatait is.

Röviden a szimulációról

A Bizottság kiemelten kitér a szimulátorképzés fejlesztésére. Itt két részre érdemes bontani a mai állapotokat. A problémás helyzetek kigyakorlására már most sokkal több lehetőséget adnak a szimulátorok, mint amennyit a tananyag kötelezően tartalmaz. A blog egyik Airbus képzést is ismerő segítő-tanácsadója megerősítette, hogy átesésközeli helyzeteket a rendszeres szimulátorgyakorlatokon ritkán, vagy csak repesemény után vesznek elő. Van tehát bőséges lehetőség az azonnali fejlesztésre is az iskolapadban és a kiképzőszimulátorokban is megfelelő tematika mellett.

Kiképzőszimulátor - itt is van teendő

Ugyanakkor a szimulátorok - dacára annak, hogy teljes kiképzésekre, sőt, típusfejlesztésekre is használják őket, - esetenként még mindig  csak közelítik a valóságot. A mai modern full flight eszközök a szélsőséges aerodinamikai helyzeteket csak nagyjából tudják imitálni.  A szimuláció pontatlansága tehát a durván szélsőséges repülési, meteorológiai értékek mentén rosszabb. Ez meglepő lehet, de nem indokolatlan. Ha lenne tökéletes képlet a levegő viselkedésének leírására, nem  végeznének drága szélcsatornamodellezéseket a kutatók, jóval egyformábbak lennének a repülőgépek, és nem lenne probléma pl., hogy "kölcsönvette" az Airbus az Aviation Partners wingletjét....  

A professzionális kiképző szimulátorok azonban - alkotóikhoz hasonlóan - még nem tudnak mindent a fizikáról. A fejlesztés főként két síkon folyik: a gép viselkedésének és a repülési közeg matematikai modellezésének javításával, illetve gyakorlati fizikai modellezések, tesztrepülések adatainak számítógépes feldolgozása útján.

Egyéb képzési gondok - A hatóság is "kapott"

Hiányolja a jelentés a személyzetek együttműködésének (CRM) magasabb szinvonalú oktatását - künösen a váratlan, azonnali beavatkozást igénylő helyzetekben, mint amilyen a megbízhatatlan sebességjel (“Unreliable IAS”) probléma is. 

Az üzemeltetési, technikai tapasztalatok, személyzet általi jelzések komolyanvételét, szabályozottabb és jobb visszacsatolását is szorgalmazza a jelentés. A jelentés publikálásakor az Air France egyébként azonnal be is jelentette, hogy létrehozza az ehhez szükséges szervezeti rendszert.

A DGAC francia légügyi hatóságot ajánlásban szólítja fel a Bizottság, hogy tegye hatékonyabbá az ellenőrzési rendszerét, lévén az üzemeltetőnél történt hatósági ellenőrzések soha nem tártak fel olyan problémákat, amelyek a személyzet együttműködési hiányosságait, vagy a pilóták manuális vezetési készségeinek gyengeségét jelezték volna.

Óvatos a hangvétel a gyártó felé

A zárójelentéssel párhuzamosan kiadott biztonsági ajánlások "címzettjei" közt gondosan kerülik a gyártó akár név nélküli emlegetését is. Ennek szellemében általánosságban, az európai légügyi hatóság szerepét ellátó EASA felé intézte a vizsgálóbizottság mindazon ajánlásait, amelyek az típusképzési tematika, avionikai rendszerfelépítés és a cockpit-ergonómia problémáira utalnak.  Ez bár nem kivételes BEA gyakorlatában, mégis feltűnő sajátossága a záróanyagnak. Az amerikai  NTSB pl. egyáltalán nem, de maga a BEA sem mindig ilyen szemérmes a gyártókkal szemben (...). Mint korábbi cikkünkben írtuk, az Airbus koncepció meglehetősen egységes lett a DFBW korszakban, így nyilvánvalóan komoly súlya van bármilyen kritikának a képzési rendszert vagy a humán interfészt és egyéb konstrukciós témaköröket illetően.  Ennek ellenére a jelentést átolvasva szépen kirajzolódnak a kérdőjeles pontok. Szakmailag tehát a BEA jelentés mégis korrekt.

A felvetett problémák, melyeket viszonylag konkrétan be lehet sorolni a gyártói hatáskörbe:

- Egyértelmű, dedikált vizuális átesésjelzés hiánya. (Nincs állásszög indikáció, és dedikált jelzőfény sem, ahogyan stick shaker sem.)

- Az átesésjelzés szakaszossága, megszűnése 60 csomó mért sebesség alatt (Ennek következtében - mint azt korábban írtuk - a gép bólintó mozgására szólalt meg az átesésjelző, mikor a pitot csövek befordultak az áramlás irányába, és mérni kezdtek, ezzel viszont fordított jelzést adtak a megszokotthoz képest, hiszen épp a túl nagy állásszögnél kell működésbe lépnie a jelzőnek.)  

A Flight director üzemállapota (szürke) és mutatott értékei (zöld), valamint a kormánymozgás (narancs) és az átesésjelző (piros) egy időegyenesen.

- A kormányparancs mutatók (flight director) szintén ki-be kapcsoltak a fő kijelzőn. Ráadásul - bár ez nem bizonyított -  a sajátosan működő átesésjelzővel logikai ellentmondásba is kerülhettek. A személyzet számára nem volt egyértelmű, milyen üzemi helyzetben jelennek meg a mutatók, és mikor, miért tűntek el.  Emiatt javasolja a bizottság a flight director reaktiválási rendszerének felülvizsgálatát is.   

- Az általános figyelmeztető jelzés (Master caution)  és az ECAM hibaüzenetek nem adnak egyértelmű tájékoztatást a pilótáknak a hibákról, folyamatokról.

- A típusképzési anyagok fejlesztése, feljebb említett különleges helyzetek, egyensúlyi és sebességproblémák esetén követendő eljárások teljesebb és hatékonyabb meghatározása.

Folytatjuk

Az eredeti logikai felépítést követve sorozatunkat a humán  interfész, ergonómia, kormányérzetek  boncolgatásával, műszaki hátterével, illetve a gép és a pilóta együttműködésével folytatjuk. Saját anyagaink összeállítása közben többször kérdeztünk konvencionális (Boeing, MD) és Airbus kabinban és képzésben is tapasztalt pilótákat, akik több ponton azonos problémákra mutattak rá az Airbus koncepcióban, mint most a bizottsági jelentés.

Ennek ellenére nem szabad azt gondolnunk, hogy a BEA által most publikált felvetések mind kizárólag az Airbus vagy az Air France háza táján aktuálisak. Az automatizálás persze elkerülhetetlen a repülésben. Bár  hajlamosak vagyunk olykor azt hinni, hogy a fejlődés a személyzet létszámának leépítésről szól, valójában a folyamatosan sűrűsödő légiforgalom levezénylése is szükségessé teszi, hogy számítógépek felügyeljék a biztonságunkat. A döntési láncban azonban még sokáig ott lesz a pilóta, aki viszont a gépet felügyeli, hogy adott esetben azonnal átvegye a repülést. Erre is kitérünk hamarosan.

* A cikk írásáig a B777-es összesen két gépvesztéses balesetet szenvedett. Az első a fent említett tüzelőanyag jegesedéses esemény, a másik pedig egy földi kabintűz volt. 

 Trikó Nick

 

ÖSSZES ÍRÁSUNK AZ AF-447-ES JÁRATRÓL >>

Ma jelenik meg az AF447 baleseti jelentése

Mára várható a BEA honlapján a 2009-es Airbus katasztrófa zárójelentése. A jelentés vélhetően nem fog sarkalatos újdonságokat felszínre hozni, különösen nem fog kitérni a felelősség megállapítására, lévén ez nem is feladata. A szakmai jelentésekből eddig is látható volt, hogy a pilóták és a gép együttműködésében keletkeztek zavarok. A repülőgép sebességcsatornái kevesebb mint egy percig nem mutattak konzisztens repülési adatokat, azonban a pilóták később sem tudtak megbírkózni az egyébként üzemképes gép egyensúlyba hozásával. Oldalunkon már többször jeleztük, hogy a pilótahiba okként való megjelőlése több mint félrevezető leegyszerűsítés. Az üzemeltető légitársaságra való mutogatás sem tiszta még akkor sem, ha a szakmai képzés esetleg hiányos. A képzési anyag elsődleges összeállítása ugyanis gyártói feladat. Az Airbus azonban elég messziről indult, mire eljutott a mai állapotig, amikoris immár a többi gyártóhoz hasonlóan kezeli pl. az egyensúlyvesztéses helyzetek oktatását az elvben elektronikusan védett FWB típusokon is. Ez az ezredforduló előtti cikk az Airbus akkori főpilótájától pl. nemzetközi szakmai egyetértésre hivatkozik abban, hogy az ilyen típusú folyamatos képzések a védett gépeken szükségtelenek. (... Ennek ellenére pl. a szintén szoftveresen védett 777-es Boeing elméleti és gyakorlati oktatóanyaga részletesen foglalkozott és foglalkozik a témával. Emellett repülési akadémiák anyagaiban is megtalálható a probléma protected FBW vonatkozásban is...)

A Youtube-on még promóciós anyagokat is találunk, amelyek az FBW-s Airbusok "átejthetetlenségét" sugalmazzák. A valóság azonban rácáfolt az ezen alapuló esetleges túlzott magabiztosságra, legyen az gyártói, üzemeltetői, vagy pilóta magatartás.

 

Az okok felderítése kényes feladat, különösen a média kereszttüzében, ahol a szakmai szempontok kevésbé hírértékűek, mint a botránykeltés. Természetesen üzleti, szakmai és szakmai testületi szempontok is jelen vannak az ügy körül, a szereplők azonban tisztában vannak azzal, hogy összetett problémáról van szó, melynek orvoslása szintén többoldalú, összetett feladat. Ez már részben folyamatban is van.

A jelentésben reményeink szerint a korábbinál részletesebb rögzítőadatok is szerepelnek majd amelyekkel jól kiegészíthetjük a saját elemzéseinket, hiszen ezek egy részével még adósok is vagyunk. 

A ma publikálandó BEA jelentés újdonságait természetesen nagyító alá vesszük itt a blogon is.

 

A Concorde-tól az Airbusig - Fly-by-wire Európa utasgépein (AF447 sorozat)

A repülés misztikumok nélkül is csodálatos dolog. Emiatt megkíséreljük emberközelbe hozni azokat a folyamatokat, amelyek a mai technikákhoz, azok bevezetéséhez hozzájárultak. Az Air Frace járat balesetének tanulságait nem lehet a történeti és némi műszaki háttér ismerete nélkül megítélni, így ehhez pici szakmai "tananyagot" is mellékelünk az érdeklődő Olvasónak.Azok a lehetséges és már feltárt hibák, amelyekről szintén értekezünk a sorozatban, egy olyan iparág problémái, amely egyébként elképesztő biztonsággal végzi a dolgát. Egyetlen súlyos baleset is többéves vizsgálat tárgyává válik, tanulságai beépülnek az üzemeltetésbe. Ami persze közúton mindennapos probléma, az itt szenzáció - amelyet sajnos sokan meg is lovagolnak, esetleg épp szakértőként feltűnve nagyívű kinyilatkoztatásokba bocsátkoznak - kellő szakismeret nélkül.

Hogy miért nem kell félnünk valójában egy utasgép fedélzetén, azt viszont sajnos kevés helyen olvashatja el az utazó. Pedig épp ez az utasrepülés egyik legnagyobb vívmánya ... Természetesen mindig van csiszolnivaló, de a valóban modern gépek elterjedése az egyik sarokköve a gazdaságosság és a biztonság növelésének. Európa repülőgéptervezőinek is fontos szerepe van ebben.
Úgy gondoljuk, hogy a verseny hosszútávon egy jó érési folyamatot táplál. Hogy a korszerű technika "hatalomátvételébe" milyen hibák csúszhatnak mégis, arról szintén szót ejtünk. Érdemes tehát nekifutni a maratoni blogposztoknak ...

Sört, ropit tessék ismét a gépek mellé készíteni! Megint nem leszünk rövidek... :))


Visszapillantó

A sorozat előző cikkében a repülőgépek kormányzásának technikai alapjait feszegettük. A cikk végén általánosságban beszéltünk a fly-by-wire rendszerről, megállapítva, hogy az elektromos-elektronikus kormányvezérlés korrekt felépítés esetén nagyban növelheti a biztonságot és könnyebbé, gazdaságosabbá teheti a repülőgépet.  A fly-by-wire-rel jó lehetőségek nyílnak a már korábban is létező digitális repülésvezérlés (navigáció, repülési pályavezérlés, fedélzeti rendszerirányítás) és a kormányvezérlés egyfajta számítógépes hálózatnak megfelelő összekapcsolására, integrálására.

Ez új képességekkel ruházza fel a repülőgépet.

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy nemcsak a kormányok, hanem a repülés tényleges végrehajtásában közreműködő összes berendezés képes egyetlen "szervezetként" adatbuszokon keresztül együttműködni a repülőgép irányítórendszerében. Ezzel a pilóták munkája, illetve az automatikus repülésvezérlés, a gép rendszerek felügyelete, sőt a lehetségesen előforduló veszélyhelyzetek elkerülése is nagyban segíthető a tárgyalt kereskedelmi típusokon.

Az Airbus digitális fly-by-wire (DFBW) tesztpadja egy módosított A300-as volt a 70-es évek végétől

Az ilyen rendszerek azonban technikailag is annyira összetettek, hogy megkerülhetetlenné válik valamilyen átfogó építési filozófia kidolgozása is a gyártónál a tervezés fázisában. Ezek kialakulásáról és eredményéről is írunk - elsőként Európa vonatkozásában. Hogy milyen eltérések mutatkoznak a tengerentúli alkalmazásokban, azt később külön cikkben elemezzük.

Az Airbus típusok feljesztés gyökerei

Az angol-francia Concorde mellett egy hétköznapibb képességű de jelentősebb sikerű szélestörzsű európai típus lépett a világ elé - immár nyíltan megcélozva a piacból való komolyabb részesedést. Az első kéthajtóműves szélestörzsű, a nagyrészt még hagyományos felépítésű Airbus A300-as a 70-es évek elejétől a közös európai repülőgépgyártást lassanként "bejáratta" . Sőt, néhány év múlva egyes piacokon némi lépéselőnyt is szerzett vele a gyártó a három és négyhajtóműves szélestörzsűeket gyártó amerikai cégekkel szemben (Az amerikai B767 akkor még nem repült).


Az A300-as családba az együttműködő, hadiipari tapasztalattal is rendelkező, nagymúltú európai cégek igyekeztek beépíteni a 80-as évekre már rendelkezésre álló technikát is. A rövidített A300B10 változaton  (A310) alkalmaztak először részleges digitális FBW technológiát az utasrepülésben, majd az A300-600-ason is. Ez még kormányzást nem, csak spoilerek és a szárnymachanizáió vezérlését végezte.

Ugyanakkor előrelépések történtek a hosszútávú repülés cockpit-ergonómiája és automatizálása terén is. A típuscsalád későbbi generációi a fejlesztés folyamán nagyrészt elektronikus műszerfalat kaptak (Glass cockpit / EFIS), és megjelentek a repülésvezérlő flight management megoldások is (FMC/FMS) - hamarosan már a ma elterjedt kezelőfelülettel. A repülőgép a fedélzeti mérnök munkáját is "átvette", a rendszerek állapotáról, hajtóművekről, felmerülő technikai problémákról, az ezekre adandó elsődleges válaszokról a korábbi audiovizuális jelzések mellett szintén a műszerfal centralizált (ECAM) monitora adott grafikus és szöveges információt.
A szélestörzsű 300-as család fejlesztése vezetett a hosszútávú repülés kétfős cockpitjaihoz. Megszületett az úgynevezett "előrenéző pilótakabin" - forward-facing crew cockpit - koncepció a hosszútávú repülésben is, hisz az új gépeken nem volt a pilóták mögött oldalsó pulton dolgozó mérnök, navigátor ...stb.

A300B2-as első generációs, hagyományos műszerfala (Daniel Alaerts)

Az elsőgenerációs A300-asok fedélzeti mérnöki munkahelye

A300B4-600 - már kétszemélyes kabinnal (Konstantin von Wedelstaedt fotója)

Szintén új és előremutató törekvés volt a "dark/quiet" vagyis csendes/sötét pilóakabin koncepció, amely felé a konzorcium elindult. A kifejezés nem szó szerint értendő, de nagy mennyiségű állandó jelzőfénytől szabadították  meg a látóteret, illetve a rendszerek kapcsolópaneljeit. Olyan logika mentén épült ki a kezelőfelület, hogy a bekapcsolt működő rendszerek kapcsolói nem, vagy kis fényerővel világítanak. A teljes fénnyel égő nyomógombok a lekapcsolt, vagy hibás egységekre utalnak. Mindez a pilóták figyelmének túlzott megosztását küszöböli ki. A koncepciót kisebb-nagyobb eltérésekkel más gyártóknál is megtaláljuk.

A kisebb utasgép kategóriában következő európai cél már a szélesebb körben elterjedt B737 - DC-9 kategóriájú gépek komolyabb technológiai túllépése is volt, ami független EU (J.E.T.) projektként indult a 70-es években, de szintén Airbus együttműködésben valósult meg. Ez lett az A320 gépcsalád, amely visszahatott a részben párhuzamosan fejlesztett 300-as termékskálára is.

Az új típus utasgépen addig még be nem járt utakra vitte a gyártót. Rengeteg újabb innováció és mérnöki munka állt az új elgondolások mögött, beleértve számos korábbi megoldás teljes újragondolását is. A kulcs a teljesen digitális fly-by-wire kormányvezérlési rendszerrel érkezett. 

Fly-by-wire - Európai előzmények

Az legelső FBW utasszállító a szuperszonikus Concorde. Az  első tesztpéldány Toulouse-ból, a második Fairfordból szállt fel 1969-ben. Menetrendbe csak 1976-ban állt.

A FBW tárgyalásakor vissza kell térnünk a Concorde-ra is, amely az első fly-by-wire vezérlésű széria-utasgép volt. Ezt azért kell hangsúlyozni, mert sajtón, szakbulváron keresztül tévesen az Airbus típusokhoz kötődik ez a technológiai elsőség.  A rendszert az Aerospatiale tervezte. Ez működtette a kormányokat, emellett védte a túlterhelésektől a gépet a repülésvezérlő rendszer. A repülőgép avionikája vezérlése, elektronikus stabilizációja messze túlmutatott a kor szintjén. Az Automatic Flight Control System (AFCS) elektronikus tolóerővezérléssel működött együtt.

A Concorde kormányvezérlési sémája

A gépnek az analóg FBW csatornákon kívül volt hidromechanikus tartalék kormányvezérlése is. A műterhelők mellett feel computerek segítségével generálták a tapintható kormányerőváltozásokat az repülési és egyensúlyi helyzetnek megfelelően.

A Concorde pilótamunkahelyein nem látható és nem érezhető a FBW jelenléte

Kitrimmelhetők voltak a előállt kormányerők is a kormány semleges pozíciójának változtatásával - hasonlóan egy mechanikus kormányzású géphez. A Concorde tehát a hagyományos kormányzás érzetét igyekezett előállítani a pilóták számára. Ezt a lehetőséget a későbbi digitális FBW-re (DFWB) integrált Airbus repülésvezérlő rendszereknél nem tartották meg.

Huszonhét év után 2003-ban mindössze egyetlen, a fedélzeti rendszerekkel nem összefüggő katasztrófával ment nyugdíjba a jetkorszak egyik legkülönlegesebb, legdrágább és legismertebb ikonja.

A British Airways menetrendben később, 2009-ben a szuperszonikus transzatlanti járatok helyét különleges szolgáltatásokkal, gyorsított utaskezeléssel két módosított, 32 üléses A318-as vette át. Ezek egy közbülső írországi leszállással teljesítik a London LCY - New York JFK távot. A shannoni szabadterületen a tankolás alatt az amerikai hatósági beléptetés is megtörténik, így az utas további procedúrák nélkül, belföldi utasként érkezhet New Yorkba. Visszaúton a járat a jet stream légköri áramlás hátszelének kihasználásával leszállás nélkül üzemel. Félrevezetők tehát azok az információk is, amelyek kategorikusan kijelentik, hogy a típus alkalmas lenne "a brit főváros központja és New York között" közvetlen üzemelésre.  Az A318-as csak erősen átalakított változatban, csak nyugat-keleti irányon képes átrepülni az óceánt.  A Concorde előnyeit pótolni persze így sem tudja az utasrepülés palettáján.

 

_

A Concorde-pótló járat All Business A318-asa

A digitális fly-by-wire
 

A fentiekben taglalt keveredést az analóg (FBW) és digitális (DFBW) rendszer közt részben az okozza, hogy mamár természetes a digitális technika, emiatt elmarad a szaknyelvben is a "D" a rövidítésből. Teljesen digitális FBW kormány- és repülésvezérlési tapasztalatok eleinte a haditechnikában voltak. Ennek jó oka volt, hiszen a teljesen megbízható digitális technika a 70-es 80-as évek határán is méregdrága volt. A hadiipar pedig akkoriban is húzóágazat volt a repülésben. A 80-as évek végére szolgálatba állított A320-as és a későbbi Airbus koncepció is több ponton hasonlít egyes harci gépek FBW alkalmazásaira.

Az ülések mellett, a kartámasz elé került a kormánybot (sidestick) a pilóták kényelmének növelésére. Többszörözött, hardveres és szoftveres tartalékokat is nyújtó számítástechnikai rendszerrel építették fel a repülésvezérlést.

A "karfában ülő" kis digitális kormánybot ergonómiai jelentősége némileg eltér a harcigépes alkalmazástól, hiszen egy utasgép kabinjában a hely több, és a pilótákra sem hatnak olyan durva gyorsulások, mint egy F16-oson, ahol félfekvő helyzetben a gázkarral és a sidestickkel a kezekben igen kemény manővereket kell végrehajtani. Természetsen a többszörözött FBW egységek és adatvonalak sem a harci sérülések esetére biztosítanak alternatívát, de a légiközlekedés biztonsága szempontjából legalább ennyire elengedhetetlen a kellően többszörözött kiépítés. Ugyanakkor az F16-oson megszűnt a mechanikus backup. A FBW Airbusokon a kézi kormánycsatornákon (dőlés, bólintás) szintén kezdettől megszűnt a mechanikus alternatíva. Mindez komoly súlymegtakarítást is jelentett, ugyanakkor egyfajta bizalmat is követel a pilótáktól, üzemeltetőktől, sőt, a tájékozottabb utasoktól is. 

A kormány és a kormánylapok közvetlen fizikai kapcsolatának megszüntetése - mint előző cikkünkben tárgyaltuk -  hidromechanikus kormányzású gépeken is gyakorlat. A rendszer vezérlési tartalékát viszont a tisztán FBW kormányzásban nem egy hidraulikus/mechanikus csatorna, hanem az FBW rendszer megfelelően kiépített többszörözése, redundanciák, tartalék üzemmódok beépítése, vagyis a hibatűrés, a hibás működésű elemek megkerülése adja. Természetesen a FBW vezérlési vonalak végén a végrehajtás biztonsági alternatívái is biztosítottak.

Az új FBW kormányzású repülőgépek hibatűrési mércéjét magasra tették, ugyanakkor komoly autonómiával is rendelkezik a rendszer. Az új Airbusok stabilitását megbízható, már nagy részben a pilóta akaratától függetlenül "intézkedő" számítógépes felügyeletre bízták. (Ez szintén nem ismeretlen a katonai repülésben, így az említett F16-oson sem, ahol az integrált repülésvezérlő rendszer tartja egyensúlyban kis sebességen szándékosan gyenge stabilitásra tervezett, ám fordulékony sárkányt. Szélsőséges esetben pedig akár repülésre teljesen alkalmatlan stabilitású gépek, lopakodók  válnak repülhetővé a mesterséges stabilizálással. Érdekes összefüggés még a FBW fejlődésében, hogy 70-es évek közepén gyártott F16-osokon pörgettyűs stabilizátorral és analóg rendszerrel irányították a gépet a Concorde-hoz hasonlóan, később már teljesen digitális vezérléssel oldották meg a mesterséges stabilitást is.)

A jóval "szelídebb"  utasgépeken a stabilitásvédelmi rendszer működése némileg más.  A szoftveres "felügyelet" a repülés folyamán nemcsak a repülőgép stabilitására, a sárkány kormányzással történő esetleges túlterhelésére  és az átesésközeli helyzetekre figyel, hanem a légköri turbulenciák hatásait is csillapítja. A leglátványosabb funkció az átesésvédelem, olyannyira, hogy bevezetésétől kezdve a kereskedelmi légibemutatók egyik sarokpontjává vált a kevéssel átesési sebesség felett, de stabilan manőverező Airbusok látványa.

A védelmi funkciókra később visszatérünk az AF447 szemszögéből is. Most lássuk általánosságban a technológia európai megvalósítását a kereskedelmi repülésben.

Mi az újdonság az Airbus pilótája számára?

A gépet felügyelő számítógépek mellett az említett sidestick a legszembetűnőbb érdekessége a FBW Airbusoknak. A korábban megszokott kormányokhoz képest éles váltást jelentett a kormányzás filozófiájában még a gyártón belül is. A korábbi szélestörzsű Airbusok  - hagyományos kormányszervekkel - nagyjából a más gyártóknál is megszokott rendszert adták a pilóták kezébe, vagyis a kitérítéssel arányos mozgások keletkeztek a kormánylapokon. A gép szerkezetének védelmét a kormánykitérítést nehezítő, változó erősségű hagyományos műterheléssel, illetve az oldalkormány esetében változó kitéréshatárolóval, oldották meg. A dinamikus kiegyensúlyozáshoz beállított trimmhelyzeteket a pilóta a kormányokon látta, érezte. (A trimmnek az AirFrance balesetben külön jelentősége van, erre visszatérünk).

Az A320-astól kezdve gyökeresen változott a helyzet. A fentebb említett szoftverek nemcsak védelmi határoló funkciókat látnak el, hanem minden végrehajtott kormánymozdulatot a számítógép dolgoz ki és "méretez".

Az Airbus sidestick koncepció lényege az, hogy a pilóta nem szögarányos kormánymozdulatokkal hozza létre a repülési pálya módosításának megfelelő kormánylapmozgást, tengelyszögváltozásokat és gyorsulásváltozást, hanem fordítva: szögelfordulási illetve gyorsulásvektor parancsokkal utasítja a gépet, amelynek vezérlése kidolgozza a tényleges kitérési szögeket. A gép a körülötte áramló levegőből vett jelekkel, és a saját helyzet- és gyorsulásérzékelőivel egyezteti a kapott parancsokat.

A magasságváltoztatást szemléltető ábrán jól látható, hogy a rendszer hogyan működik. A pilóta hátrabillenti semleges helyzetéből a sidesticket, ezzel a pozitív szögű bólintásparancs mellett az "engedélyzett" gyorsulást 1g főlé emeli. A gép emelkedő gyorsulásba kezd a kitérítés mértékéig. Ezután a pilóta elengedheti a sticket. A gép nem bólint vissza, míg ellenkező irányú parancsot nem kap, hanem stabilizálja azt az egyenes vonalú emelkedést, amit megkezdett. Ezt a viselkedést mesterségesen előálított semleges stabilitásnak nevezik. A referencia, amihez képest a kitéréseket kidolgozza normál repülés közben, a normál 1g nehézségi gyorsulás.

A trimm automatikusan beáll az emelkedéshez szükséges vezérsík állásra. A bot az elengedéskor visszatér a középhelyzetbe és a manőver ezzel "elkészült". Ha pedig hirtelen túlhúzásba vinnénk a gépet, a számítógép korlátozza a mozdulataink eredményét, függetlenül attól, hogy ütközésig húztuk-e a botot. Ez az állásszög és a load factor védelem, amelyről a következő bekezdésben lesz szó részletesen.

Kormányhatárolások, védelmi funkciók és a sidestick
 

Ezen a ponton ki kell térnünk arra, hogy ha a sidestick mozgatását "koppanástól koppanásig" nem korlátozza semmi, akkor hogyan lehet nagy sebességeknél, vagy egyéb határhelyzeteknél összeszokni a repülőgéppel. Nos mint már az eddigiekből sejthető természetesen a FBW felépítésében és a védelmi algoritmusokban kell keresnünk a megoldást. A biztonságos repülési paraméterekkel behatárolt üzemmódokat a szaknyelv "envelope"-nak nevezi, amit borítéknak, a magyar műszaki nyelv számára talán kevésbé idegenül hangzóan keretnek, tartománynak fodíthatunk. E tartományok védelme az envelope protection. Ez a gyártóknál eltérően néz ki, de mi most természetesen az Airbus szemszögéből vizsgáljuk a kérdést.

Az Airbus sidestick nem rendelkezik visszaható műterheléssel vagy a B777-esen megszokott ún. backdrive-val (visszaható mozgatórendszerrel) sem. Ennek viszonylag egyszerű oka van. Miután az airbus kormánybottal nem arányos kormányszögeket határozunk meg, hanem utasításvektorokat, melyek változó kitérést adnak a kormánylapokra, emiatt az arányos kitérés-visszacsatolás (backdrive) logikai ütközést okozna. Egyszerűbben fogalmazva keveredne a vektorparancs a pillanatnyi kormánybot-kitéréssel. A védelem ennek megfelelően nem a stick mozgását határolja, hanem azt, hogy meddig lehet a gépet dönteni, bólintani, siklásban gyorsítani. Előbbiek esetében a kormánylapok egyszerűen nem mozdulnak tovább, hiába döntöttük ötközésig a botot. Utóbbi esetben a stick állásától függetlenül felhúzza a gépet a rendszer a biztonságos tartományig. Összesen tehát a kormányvezérlést tekintve öt alapvető védelmi logika működik együtt egy teljesen üzemképes Airbus FBW rendszerén; (Normal law): - Dőlésvédelem - Sebességtúllépés védelem - Terhelési többes (load factor) védelem - Bólintási szög védelem - Állásszögvédelem

Dőlési karakterisztika 33°-ig biztosított bólintástartással

Mindebből több sajátosság is keletkezik. 

Általában egy repülőgép szárnya egyszerű bedöntéskor oldalazni kezd, ezzel együtt magasságot is veszít, vagyis "becsúszik a fordulóba". Ezt kiküszöbölendő íven és magasságon kell tartani más kormányok belépésével (koordinált forduló).. Az Airbus a fenti dőlési karakterisztika mentén magától végzi a forduló koordinálását a stick döntési parancsára reagálva.. Figyelembe véve, hogy normál forgalmi körülmények közt a bedöntés ritkán kerül a 15-33° közti tartományba, az automatikusan koordinált forduló elengedett stick esetén csak eddig a határig marad fenn. Efeletti kitérítés kézzel, dőlés és felhúzás paranccsal tartható meg legfeljebb 67 fokig.

Felhajtóerő szükséglet és terhelési többes a forduló bedöntés függvényében

A terhelési többes vagy tényező egy mértékegység nélküli viszonyszám de szokás g-ben is kifejezni, mint gyorsulást. Ebben az értelemben a gravitáció és a centrifugális erő által létrehozott eredő érték. Koordinált fordulóban a dőlésszög cosinusával egyenlő. A dőlést és a terhelést is figyeli a védelmi rendszer.

A 67°-os határ nem önkényesen felvett érték. Itt a gép átlépné a sárkányra ható terhelés 2,5g-s limitjét. Ezt a rendszer nem engedi meg, sőt, elengedett stick esetében visszaveszi a bedöntést 33 fokig. Alacsony sebesség és nagy állásszög (AoA) esetén a dőlésvédelem már 45fokos döntésnél aktív.

Hasonló módon dolgozik, a sebességhatárolás automatika (HSP- high speed protection). A repülőgép a maximális tervezett sebesség/Mach szám közelében fokozott kormányzási nehézségeknek és szilárdsági problémáknak van kitéve a megnövekedett légerők miatt. Ugyanakkor a legnagyobb üzemi sebesség (VMO/MMO) és a maximális tervezett sebesség (maximium design speed) közti tartományban a gép még különösebb gond nélkül kivehető a túl gyors siklásból. Ezt automatikusan végzi a repülőgép.

Sebességtúllépés védelem (HSP) és a sebességkijelző különböző stick állásokban

A HSP automatika pozitív G (emelkedés) utasítást ad a bólintáscsatornán. A különbség itt is abban van, hogy épp milyen stick pozíciót használ a pilóta. Ha a gépet bólintással siklásba vitte, majd elengedte a botot, a repülőgép már a legnagyobb üzemi (VMO/MMO) sebességhatár kisebb átlépése után visszavesz a bólintásból és a biztonságos tartományba íveli fel a repülési pályát, lelassítva ezzel a gépet.

Teljesen előretolt stick esetében jelentősen átlép a VMO/MMO érték fölé, ahol később ugyan, de szintén "kiveszi" a gépet a pilóta kezéből a HSP. Felíveléssel a sebességet VMO +16 csomó vagy MMO +0.04Mach sebességre állítja és visszaveszi a bólintásparancs értékét nullára a stick állásától függetlenül. Ez nem stabilizált állapot, a stick visszaengedésével visszatér a gép az előirt sebességtartományra.

Load factor ("terhelési többes") védelem

A load factor védelem leginkább elkerülő manőverek, veszélyes földközelségi helyzetek, felhúzások esetén jut szerephez. Az Airbus "tiszta" konfigurációban 2,5g, míg kiengedett fékszárny esetén 2,0g manőverezési csúcsterheléssel számol a kereskedelmi gépeken. A védelmi rendszer kétféle lehetőséget ad a pilóta kezébe. Egyrészt káros túlhúzás esetén a gépet védi, másrészt lehetőséget ad arra, hogy szándékosan ezen a határon repüljön a személyzet, ha szükséges. A repülőgép teljesen hátrahúzott kormány mellett kezdetben a maximális g-terhelés szerinti íven kezd emelkedni, majd ha a pilóta továbbra is tartja a kormányhelyzetet, a gép védelmi rendszere állásszögvédelem üzemmódban folytatja a gép irányítását. Ilyen értelemben tehát a két védelem kiegészíti egymást.  

Bólintási szög védelem

A bólintás a repülőgép oldalnézetből látható, horizonttal, mint optikai referenciával bezárt tengelyszög (nem keverendő a következő bekezdésben tárgyalt állásszöggel). - A túl magas pozitív bólintási szög (nose up) gyors mozgási energia vesztést, - a  túl a magas negatív bólintási szög (nose down) veszélyes pályamenti gyorsulást, vagyis mozgási energia növekedést okozhat, így ezt a szöget a repülőgép védelmi rendszere repülés közben +30 és -15° közé korlátozza . A védelmi rendszer együttműködik a már tárgyalt sebességtúllépés-védelem (HSP) és az állásszögvédelem rendszerrel, a mozgási energia lecsökkenésére figyelmeztető rendszerrel és a hosszú típusokon a tailstrike (farokleütődés) védelemmel is.  

Állásszögvédelem

Az állásszög (AoA - Angle of Attack) relatív aerodinamikai szög. A szárnyprofil levegőhőz képesti haladási irányához viszonyított érték. Nincs közvetlen köze a bólintási szöghöz (pitch), amelyet a horizonthoz viszonyítunk. Az állásszög növelésével a felhajtóerő és a légellenállás is növekszik, majd a kritikus állásszög elérése után a felhajtóerő meredeken csökkenni kezd. Ennek oka, hogy a szárny felső felületén az alakkövetést biztosító (lamináris) áramlás leválik, helyét turbulens áramlás foglalja el, lerontva az alacsony légnyomású teret, és a szárny feletti légtömeg irányított mozgását .  

Az állásszögvédelmi rendszer ezt a jelenséget hivatott kivédeni. különösen fontos ez bizonyos vészhelyzetek elhárítása közben. A pilóta gyakorlatilag teljesen hátrahúzhatja a sidesticket, a gép ekkor is minimalizálja az átesés lehetőségét. Különböző üzemmódokban a védelem  a vízszintes vezérsík vezérlést, a kormánykitérést , a féklapok (speedbrake) helyzetét és a tolóerőt is befolyásolja. A baleset szempontjából különösen fontos megjegyeznünk, hogy ez a funkció csak működő sebességadók, a szoftver számára értelmezhető állásszögtartomány, illetve normál FBW repülésvezérlési üzemmód (Normal Law) esetén aktív. Bármely feltétel hiányában a védelem megszűnik. Erről a konkrét baleseti rögzítő elemzésben részletesen szót ejtünk. majd. Szintén fontos, hogy a hagyományos állásszögjelzést a gyártó megszüntette a gépeken. A kritikus értékekre is csak a sebességskála csíkozása utal, ám ez egy indirekt jelzés és többcsatornás sebességjel hiba vagy tűrésen kívüli állásszög esetén nem működik.

A felhajtóerő tényező (CL) állásszög (alpha) és a védelmi határértékek összefüggése, ezek kijelzése a sebességskála mellett; - Az Alpha Max szög teljesen hátrahúzott bot, és lekapcsolt tolóerőautomatika mellett érhető el, ám ha kell ezt a gép enyhén liftező süllyedéssel tartja, nem engedve a sebességet "elkopni". Az Alpha Prot az az érték, ahol a vezérsík automatika nem engedi továbbtrimmelni a gépet. A bot visszaengedett, semleges helyzetében ez az állásszög tartható. 

A felső ábrához képest új elem az Alpha Floor szaggatott határvonal. Ez az az érték, ahol viszont a tolóerőautomata avatkozik be a túlhúzás, illetve a sebességvesztés lehetőségét korlátozva.

Tolóerővezérlés  - újabb szakítás a hagyományokkal

Fontos elem, hogy a tolóerőmódosításokat kiválasztott tartományokon belül a rendszer automatikusan végzi, de nem mozgatja a gázkart (ezt autothrust rendszernek hívják). Ez újabb eltérés a korábbi pilótafülkéktől, ahol a tolóerőautomata (autothrottle) a gázkarmozgással is indikált beavatkozásokkal dolgozott. A hajózók tehát ezeken a gépeken nincsenek hozzászokva az automatika által létrehozott gázkarmozgáshoz sem, illetve nem tűnik fel a gázkaron, ha egy hiba folytán nem működik a rendszer. Minden ilyen jellegű probléma külön jelzésként látható, vagy a paraméterjelzésekből olvasható ki.

Az érzékelhető kapcsolat a kormányok, kezelőszervek és a pilóta közt valójában ezen a ponton változott nagyot, lévén sem a gázkar, sem a stick "nem dolgozik vissza a pilóta kezére". Az A320-tól kezdődő európai  koncepció ezen a ponton úgy tűnik, végleg szakít a hagyományokkal.

Érdekessége az egész filozófiának, hogy - bár az egyik megkérdezett pilóta szerint a gép egy "repülőgép mérnököktől mérnököknek", valójában a tervezési szakaszban pilótákat is bevontak az új pilótafülke kialakításába. Emellett még a Porsche szakembereit is felkérték az ergonómiai koncepció kidolgozásába. 

A helyzetet némileg bonyolítja, hogy a gépek technikai probléma esetén átlépnek, vagy átléptethetők alacsonyabb szintű védelmi szintre, úgynevezett alternate módokba, és direkt módba is. Utóbbinál viszont a kormánykitérés arányos lesz a kormánylapokra kimenő parancsokkal - továbbra is taktilis visszajelzések nélkül.

Alapvetően az A320-as technológiájából, kezelőfelületéből, és az A300 család sárkányaiból állt össze az A380-as kivételével az összes ma repülő Airbus. Ez gazdaságos, és a pilótaképzés szempontjából is konzisztens megoldás.

Ezen a ponton azonnal felvetődik a pilóta - repülőgép csatolófelület (humán interfész) kialakítása, ebből következően pedig a pilóták típusképzési koncepciójának meghatározása. A nagy horderejű projekt két legvitatottabb pontja ez.

A sorozat következő részében erről bővebben írunk.

 Trikó Nick

 

ÖSSZES ÍRÁSUNK AZ AF-447-ES JÁRATRÓL >>