Почему производители пассажирских самолетов конструируют свои самолеты с системами предотвращения сваливания?

Я понимаю, почему пассажирские самолеты используют программное обеспечение, которое игнорирует действия пилота, которые могут привести к тому, что самолет превысит полетный диапазон. Но почему производители пассажирских самолетов конструируют свои самолеты с системами предотвращения сваливания? Разве профессиональные пилоты не должны хорошо знать, что сваливание возможно при слишком низкой скорости полета или слишком большом угле атаки?

Это не так просто, как кажется, и AF447 действительно дал толчок развитию отрасли. Проблема в том, что на разных высотах угол атаки между "полетом" и "сваливанием" может быть очень узким. Прибавьте к этому отсутствие визуальных ориентиров, и пилот может не знать, что самолет глохнет...
Имейте в виду, особенно на более продвинутых, больших самолетах, хотя системы защиты от сваливания действительно тянут и действуют в основном самостоятельно против действий пилота, сила в 20 фунтов является примерно отраслевым стандартом (я полагаю из личного опыта), чтобы обойти это.
У @RonBeyer AF447 была такая система, но она была отключена из-за ошибочных показаний воздушной скорости при обледенении трубок Пито. Во всяком случае, AF447 — это своего рода поучительная история о пилотах, которые слишком полагаются на такие системы вместо того, чтобы научиться управлять самолетом самостоятельно.
Потому что киоски действительно плохие?
Я чувствую, что «предотвратить остановку» может быть не тем ответом, который вы ищете, но я думаю, что это точно.
У меня недостаточно знаний, чтобы написать исчерпывающий ответ, но отчасти я думаю, что система должна удерживать самолет в пределах своего диапазона полета. В большинстве случаев это работает, но во многих случаях это не работает, и в результате погибает множество людей. Я не могу представить, чтобы восстановление пилота было возможно с помощью этих новых чрезмерно автоматизированных систем, таких как UA 232 en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232 .

Ответы (5)

Почему производители автомобилей устанавливают ремни безопасности? Разве лицензированные водители не должны хорошо знать, что они должны снижать скорость, когда идет дождь или снег, и что они не должны ехать на красный свет или знаки остановки?

Лучшая аналогия:

Почему производители автомобилей устанавливают антиблокировочную систему? Разве водители не должны знать, что, когда их тормоза блокируются, они должны сбросить тормозное давление и / или быстро прокачать тормоза, чтобы замедлить машину? *

*Честно говоря, я не думаю, что это на самом деле преподается при обучении вождению (по крайней мере, в США) - мои дети узнали об этом от меня, но никогда не сообщали, что их учили и / или практиковали, когда они получали водительское образование. Одна из многих причин, по которой летать безопаснее, чем водить машину.

  • Потому что случаются несчастные случаи.
  • Потому что пилоты тоже люди и могут ошибаться.
  • Потому что, когда летишь в облаках без визуальных ориентиров, легко запутаться.
  • Потому что даже при наличии систем предупреждения и предотвращения сваливания сбитые с толку пилоты будут бороться с системой. АФ 447
И потому, что даже с системами предотвращения сваливания срывы остаются реальностью. Вот как это плохо
Справедливости ради следует отметить, что система предотвращения сваливания AF 447 была отключена из-за неправильных показаний воздушной скорости. Напротив, авария Lion Air 737 заключалась в том, что он не был выведен из строя... умри, если сделаешь, умри, если не сделаешь...
Я полагаю, что у некоторых самолетов носовое крыло установлено под более крутым углом, чем основное крыло, из-за чего нос сваливается первым, таким образом опуская нос до того, как достигается настоящее сваливание. (См . ainonline.com/sites/default/files/uploads/2018/07/… пример носового крыла, хотя я не знаю его назначения на Piaggo.)
@user3070485 user3070485 что «носовое крыло» называется уткой , и да, я считаю, что вы правы. Я бы предположил, что все еще возможно остановить самолет с крылом «утка», хотя это само по себе было бы хорошим вопросом.
@FreeMan Все еще можно остановить самолет-утку, но большинство из них спроектированы так, как @ user3070485 упомянул, где утка остановится первой. Однако это становится более сложной ситуацией, когда вы вводите устройства передней и задней кромки, которые изменяют характеристики сваливания крыла. Вы можете получить ситуацию, когда утка будет глохнуть первой при определенных конфигурациях, а крыло будет глохнуть первым при других.
Системы AF447 не были отключены. Защита оболочки AF447 не сработала из-за того, что вышел из строя нужный датчик, а точнее 3 дублирующих датчика одной марки и модели, работающих в одинаковых условиях. Также полезно: они не утруждают себя установкой фактических датчиков сваливания, они просто смотрят на воздушную скорость, высоту, закрылки, заявленный вес и т. д. и вычисляют, когда ожидается сваливание. Потеря датчиков воздушной скорости и высоты ломает это.
Air France 447 на самом деле является худшим примером «системы безопасности». Это именно то, что спрашивает ОП. «Предупреждения о сваливании прекратились, так как все показания воздушной скорости теперь считались компьютером самолета недействительными из-за большого угла атаки». Система сваливания подавала предупреждения, когда пилоты поступали правильно. Дерьмовое программное обеспечение — это именно то, что убило всех этих людей. Я почти уверен, что в этом суть вопроса ОП, зачем позволять программному обеспечению отменять пилотные проекты. Могут быть случаи, когда результат полезен, а есть случаи, когда это не так; как АФ 447.
@James Я совершенно уверен, что постоянное оттягивание рукоятки назад - это не то, что пилоты делают правильно на AF447. Полностью оттянуть ручку назад — это то, что вы делаете , когда злитесь и пытаетесь намеренно свалить самолет в море . Точно установлено, что если бы пилоты просто отпустили органы управления , самолет выровнялся бы.
@ Харпер, этот момент не имеет значения. В тот момент, когда пилоты пытались выйти из сваливания, опустив нос, программное обеспечение перешло порог AoA в «разумные входы», и снова прозвучали предупреждения о сваливании, хотя раньше они были тихими. Это создало отрицательную обратную связь с подкреплением для пилотов и смутило их настолько, что самолет разбился там, где ситуация была полностью поправимой. Этот недостаток дизайна программного обеспечения стоил жизни более чем 200 людям.
@James Нет. Когда предупреждение о сваливании вернулось, идиот снова полностью потянул ручку (не упоминая об этом летящему пилоту), обрекая все шансы на выздоровление, которые могли остаться. Пожалуйста, объясните мне, как это может быть чем-то иным, кроме самого глупого, самого разрушительного действия? Чего же, черт возьми, мог добиться этот парень?
Баночки со спамом (легкие одномоторные самолеты, такие как 172-е) имеют нисходящий подъем на рулях высоты. И когда угол атаки высок или скорость полета вперед мала, эта подъемная сила уменьшается, стремясь наклонить самолет вниз, чтобы восстановить более безопасный угол атаки. Он стабилен, но достигается за счет потери подъемной силы. Расположение переднего руля высоты (например, конструкции Rutan) позволяет избежать потери подъемной силы.

Чтобы быть сертифицированным, самолеты должны иметь какие-то сигналы, чтобы предупредить, когда вы приближаетесь к сваливанию, и вести себя достойно во время сваливания, потому что никто не совершенен. Самолеты с очень сильными физическими сигналами перед сваливанием, такими как тряска всего планера, и хорошим поведением во время сваливания, например, хорошей естественной тенденцией к превышению тангажа с немедленным расцеплением крыла, могут обойтись без систем предупреждения и предотвращения сваливания.

Транспортные самолеты с высоконагруженными крыльями и аэродинамическими профилями с высокими характеристиками могут иметь плохое поведение до сваливания (отсутствие ударов или тряски) и плохие характеристики восстановления после него, и им может потребоваться небольшая помощь. Аэродинамические поверхности, используемые для самолетов, которые летают на скоростях, близких к трансзвуковым, как правило, страдают от этого, потому что они имеют тенденцию сваливаться с передней кромки, после чего крыло сразу перестает подниматься, и часто нет предшествующих толчков или тряски.

Более ранние сверхкритические (с более высоким критическим номером Маха) аэродинамические поверхности, разработанные в 70-х годах, были особенно плохи для этого, потому что они образовывали пузырек отрыва потока сразу за передней кромкой на больших углах атаки из-за профиля, который использовался для управления формированием ударные волны (типично для бизнес-джетов Challenger и CRJ200 Regional Jet). Вы не хотите испытать естественное сваливание на таком самолете, и какая-то система должна быть на месте в качестве резервной копии на случай неправильного управления самолетом пилотом.

Для самолетов с механическим/гидравлическим управлением для обеспечения тактильного предупреждения в качестве замены или дополнения к тряске самолета (предсрывной бафтер) используются вибростенды, представляющие собой просто двигатель с эксцентриковым грузом на штурвале. Если поведение после сваливания (небольшой естественный тангаж или, что еще хуже, переход в неустранимое глубокое сваливание) плохое, устанавливается толкатель рукояти, чтобы дать толчок штурвалу непосредственно перед тем, как произойдет естественное сваливание. Система защиты от сваливания рассчитывает, когда все это делать.

В большинстве высокопроизводительных самолетов используются шейкеры, а в некоторых - толкатели рукояток. С FBW компьютеры FBW вмешиваются непосредственно в контур управления для достижения той же цели без необходимости трясти или нажимать на элементы управления.

В авиакатастрофе Air France 447 у Airbus A330 было только звуковое предупреждение, без физического предупреждения, и самолет явно был сконструирован так, чтобы он не мог «уйти» без предупреждения. Почему это?
Последнее предложение в моем посте применимо. Это самолет FBW с боковыми джойстиками, и компьютеры управляют самолетом на пределе, позволяя пилоту действовать только до определенного момента, со звуковым предупреждением, когда что-то приближается, но компьютеры просто не позволят пилоту пройти весь путь. в аэродинамический срыв. 447 не заглох в аэродинамическом смысле при движении вниз, он удерживался в максимальном положении, которое позволяли компьютеры, не совсем заглох, потому что правый пассажир находился в режиме паники в мысленном тумане, удерживая правый джойстик полностью позади. всю поездку вниз.
И парень на левом сиденье был в таком же умственном состоянии и не подумал нажать кнопку блокировки левого сиденья, чтобы перевернуть самолет. Он толкнул джойстик вперед несколько раз, но это дает только 50% входных данных, потому что два входных сигнала усредняются, если только он не переопределит, а 50% входного сигнала было недостаточно, чтобы восстановиться после низкоскоростного спуска по месиву.
Записанная кабина действительно записала звук звукового предупреждения о сваливании на весь прилет, поэтому я соглашусь, что пилоты были в мысленном тумане и совершенно не осознавали, что им нужно делать.
Это одна из самых больших проблем в отрасли. Пилоты проходят ускоренные курсы и в конечном итоге оказываются на авиалайнерах, которые в 95% случаев заняты AP и так и не научились летать, как тот парень, который учился на планерах, летал в кустах, летал на многомоторных секс-боксах. таскать дерьмо в течение ряда или лет до такой степени, что основные фундаментальные инстинкты сгорают. Они знают, что делать, но это недостаточно усвоено, поэтому, когда происходят странные вещи и уровень стресса достигает 11, они замирают в замешательстве. .

Вы сказали, что разбираетесь в системах, предотвращающих выход самолета за пределы диапазона полета. Сваливание — это еще одна граница зоны полета. Остальные ограничения конверта также перечислены в руководстве по летной эксплуатации. Разве пилоты не должны знать, что нельзя сваливать самолет, точно так же, как они знают, что нельзя перенапрягать его или превышать другие ограничения? Конечно.

Но люди ошибаются, они могут отвлекаться или дезориентироваться. И точно так же, как мало пользы в том, чтобы позволить пилоту оторвать крылья от самолета из-за слишком быстрого тангажа, так же мало пользы и в том, чтобы позволить самолету свалиться.

Вот подборка самолетов, разбившихся из-за сваливания.

Рейс 8971 Южных авиалиний

Эйр Алжири 5017

ЭйрАзия QZ8501

Международный рейс Thai Airways 261

Владивостокавиа Рейс 352

N452DA

Рейс 626 Йеменских авиалиний

Если системы защиты от опрокидывания внедрены и функционируют должным образом, они могут предотвратить проблемы. Вот лишь несколько случаев, когда защита от опрокидывания сработала должным образом:

ГоЭйр 338

Эйр Франс 7662

Джетстар 248

Что касается размера флипа, мне любопытно, что случилось бы с Asiana 214 , если бы у него была система предотвращения сваливания. Если я правильно помню, они действительно свалились (или, по крайней мере, почти свалились) на очень коротком финальном этапе, пытаясь выйти на взлетно-посадочную полосу. Если бы система предотвращения сваливания мешала им поднять нос, то ударились бы они носом о дамбу, а не хвостом? Кажется, что все могло быть намного хуже .
@reirab Верно. С другой стороны, если вы позволите летательному аппарату достичь двух пределов одновременно (вне помещения и вне скорости), мало что можно будет сделать. Можно было бы поспорить и с «противоположной» системой безопасности, и сказать, что автоматический маневр выхода из местности был бы фантастическим, за исключением того, что с Asiana 214 это могло бы ухудшить сваливание…
@CptReynolds Согласен. Первоисточником проблемы была, конечно же, нехватка энергии на очень коротком финальном этапе, что было полностью результатом ошибки пилота. Но, учитывая эту ситуацию, им в значительной степени пришлось выбирать, как они потерпят крах, а не потерпят ли они крах. В такой ситуации я лично предпочел бы пилота-человека, который может смотреть в окно и быстро принимать решения, основываясь на точной ситуации в управлении. Это просто не та вещь, которую легко учесть, когда вы разрабатываете компьютерную программу.
Предлагаю добавить в список Colgan 3407.
Я думаю, что некоторые авиакомпании также могут иметь дело с цифрами. Вероятность крушения самолета очень мала, а хорошо обученные пилоты обходятся дороже (по крайней мере, их обучение). Я думаю, что вся индустрия видит результаты нескольких десятилетий того, что карьера в авиакомпании просто не стоит того, чтобы не было достаточно молодых, опытных пилотов. Таким образом, в странах с менее строгими стандартами сертификации или эксплуатации пилотов менее опытные пилоты работают далеко за пределами своих возможностей.
Летать на самолетах легко. Я могу научить человека безопасно летать на самолете в хороших условиях примерно за 10-15 часов налета. Но на самом деле быть пилотом, особенно в ситуациях, когда система самолета работает со сбоями и дает неверную обратную связь, очень сложно, и для достижения такого уровня навыков может потребоваться много-много часов.
@reirab Я считаю, что у USAir 1549 была такая же проблема. Кажется, я припоминаю, как Салли признавал, что альфа-защита не позволяла ему правильно развернуть его для кювета, в результате чего хвост получил структурные повреждения, серьезно повредил FA и позволил воде хлынуть внутрь.

Соответствующие сертификационные требования, установленные FAA / JAA / CAA и т. Д., Требуют, чтобы «большой самолет», способный сваливаться, имел автоматическую систему предупреждения и выхода из сваливания. Таким образом, простой ответ: «Потому что так гласит верховенство закона».

Может быть, вы могли бы подумать о том, чтобы перефразировать вопрос, чтобы спросить, почему традиционные шейкеры и толкатели с долгой и удовлетворительной историей не использовались? Я ожидаю, что Боингу придется ответить на этот вопрос властям.

Я полностью согласен с тем, что ваша перефразировка улучшила бы вопрос, но сейчас, вероятно, уже слишком поздно :(

Что ж, сваливание — это предел диапазона полета, превышение которого наиболее опасно, поэтому система предотвращения сваливания — это одна из систем, которая игнорирует действия пилота, если это приведет к превышению диапазона полета.

И обратите внимание, что сваливание напрямую связано с действиями пилота, потому что в устойчивых самолетах¹ угол атаки напрямую контролируется положением руля высоты и стабилизатора² и сваливание происходит при превышении критического для данной конфигурации.

¹ Все транспортные самолеты устойчивы в продольном направлении. Только неустойчивые самолеты - это какие-то новые истребители (и какие-то очень ранние эксперименты).

² Стабильность заставляет самолет всегда тангажировать так, чтобы принять «урезанный» угол атаки, определяемый положением руля. Это обратная связь первого порядка, то есть никаких колебаний, и для создания значительного мгновенного отклонения требуется действительно резкое управляющее воздействие или сильная турбулентность.

Почему производители пассажирских самолетов конструируют свои самолеты с системами предотвращения сваливания?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v