Приёмы из семидесятых против роботов XXI века

Симуляция полёта рейса Ethiopian Airlines ET302, проведённая американским экипажем Boeing 737 MAX, предполагает, что эфиопские пилоты столкнулись с почти невыполнимой задачей вернуть самолёт под контроль.

Тренировочная сессия проводилась с целью определить способы восстановления управляемости самолёта после сценария, в котором он потерял контроль и начинает снижение на высокой скорости. Примерно то, с чем столкнулись пилоты ET302, отключив автоматический привод двигателя стабилизатора высоты и деактивировав тем самым Систему улучшения маневренных характеристик (Maneuvering Characteristics Augmentation System; MCAS), которая, управляя этим самым стабилизатором, ошибочно поворачивала нос самолёта книзу.

Детали объяснения приводит Air Transport World.

Условия

Когда отключено автоматическое управление горизонтальных стабилизаторов, пилоты Boeing 737 должны использовать ручной привод. Но при этом они должны удерживать самолёт от снижения, отклоняя колонку штурвала на себя, чтобы повернуть рули высоты на стабилизаторах вверх. При этом нужно преодолевать аэродинамическое сопротивление — а относительно высокая скорость полёта лишь усугубляет проблему.

Американский экипаж установил в симуляторе Boeing 737-900ER высоту 3 050 метров (FL100), скорость 460 км/ч (250 узлов) и отклонение стабилизатора вверх на 2 градуса. Получилось несколько выше, чем удалось взлететь рейсу ET302, но в остальном схоже с обстоятельствами мартовского утра в окрестностях Аддис-Абебы: эфиопский экипаж отключил привод триммеров через минуту после того, как MCAS начала поворачивать самолёт носом к земле. До катастрофы оставалось ещё три минуты.

  Boeing 737 MAX, самый опасный самолёт десятилетия

Решение

Американцы обнаружили, что поворот рулей вверх — забором штурвала на себя — требовал значительного физического напряжения от капитана. И чем сильнее и успешнее он это делал, чем большее сопротивление оказывал попыткам своего же помощника вручную удерживать стабилизаторы поворотом колеса их мануального контроля. Его просто почти невозможно довернуть.

В таких условиях пилоты применили малоизвестный приём с жаргонным названием «американские горки» (roller coaster):

  • позволили носу самолёта повернуться вниз, что уменьшило сопротивление на стабилизаторе,
  • приступили к выкручиванию колеса ручного контроля стабилизатора, чтобы взять его под контроль и
  • лишь после этого отклонили штурвал для поворота рулей высоты в положение «нос вверх»; симулятор показал прекращение снижения и выравнивание виртуального авиалайнера.

За это время высота упала примерно до 600 метров.

Практика

Предварительный отчёт Министерства транспорта Эфиопии о катастрофе 10 марта 2019 года рейса ET302 предполагает, что экипаж попытался использовать ручное управление после отключения автоматического привода стабилизатора, но определил, что оно «не работает». Известные сейчас настройки двигателей того самолёта говорят о том, что его скорость на тот момент составляла около 630 км/ч (340 узлов) и уже не менялась на протяжении оставшихся трёх минут полёта. Пилоты изо всех сил пытались удержать стабилизаторы параллельно попыткам поднять рули высоты — до самого столкновения с землёй.

В Boeing сочли, что ошибочная конфигурация горизонтального стабилизатора «носом вниз», задаваемая MCAS (что испытали экипажи рейсов JT610 и ET302), будет истолкована как его «самопроизвольное отклонение». Контрольный список действий в таком случае предусматривает отключение питания его автоматического привода.

Экипаж ET302 так и сделал, когда из-за расхождения показаний левого и правого датчиков угла атаки (левый вышел из строя) MCAS направила нос самолёта к земле. Они прекратили снижение, но так как удержание стабилизатора отнимало у них много сил, а вернуть самолёт к нормальному набору высоты пилотам всё равно не удалось, они попытались включить приводящий двигатель. Это активировало не только мотор, но и MCAS. Система — настройки которой таковы, что она имеет безусловный приоритет над действиями человека за штурвалом, — снова прочла некорректные показания левого датчика и направила нос самолёта ещё круче вниз. Из этого падения выйти уже не получилось.

  Предварительные итоги расследования Министерства транспорта Эфиопии

Выводы

Тесты доказали, что результирующие силы на стабилизаторе сделали бы почти невозможным предполагаемое перемещение его вручную, активно тиражируемое сейчас в различных видео на YouTube.

Ни в текущем руководстве по полётам Boeing 737, ни в каком-либо дополнении, связанном с MCAS и выпущенном после катастрофы MAX 8 рейса Lion Air JT610 в Яванском море в конце октября 2018 года — когда эту систему начали обсуждать особенно шумно, — не предлагают процедуру «американских горок» для восстановления управляемости в подобных условиях. В инструкции лишь сказано, что «усилие, необходимое для поворота вручную колеса управления горизонтальным стабилизатором может оказаться выше при некоторых условиях полёта». Без детализации.

Проводившие тест американские пилоты утверждают, что сценарий «roller coaster» содержится в мануале к Boeing 737-200, выпускавшемуся с 1967 по 1988 годы. Для современных самолётов его не применяют — и, соответственно, ему не обучают.

Сессия на тренажёре показала практическую применимость старой схемы на скоростях не выше 650 км/час и при набранной высоте не ниже 1 500 метров.

Экипаж ET302 поднялся на 1 500 метров, а после отключения MCAS и приводов стабилизаторов — даже на 2 440 метров. Этой высоты им бы хватило и для второй попытки с более жёсткими «входными данными», если бы они применили «американские горки».

Сейчас Boeing (якобы) переписывает программное обеспечение для MCAS и готовит обновлённую программу тренировки пилотов. Весь флот B737 MAX остаётся на аэродромах, так как его эксплуатацию запретили большинство стран мира — или от неё добровольно отказались авиакомпании-пользователи.

  Запрет эксплуатации Boeing 737 MAX
Boeing 737 MAX 8 авиакомпании Ethiopian Airlines
Boeing 737 MAX 8 авиакомпании Ethiopian Airlines, рег. номер ET-AVJ, разбившийся 10 марта 2019 года вскоре после вылета из аэропорта Аддис-Абебы (ADD), рейс ET302
Boeing 737-2T4A авиакомпании Ethiopian Airlines
В парке Ethiopian до 2008 года были и старые Boeing 737-200Adv, в руководстве по лётной эксплуатации которых содержалось описание приёма roller coaster — конечно же, не в связи с особенностями работы автоматизированных систем. Но навыки управляемого падения у пилотов вырабатывались