Laut einigen Quellen besteht der Zweck von MCAS bei Boeings 737 MAX-Varianten darin, die Gegenkraft zu erhöhen, die erforderlich ist, um die Nase beim manuellen Fliegen mit hohen Anstellwinkeln weiter anzuheben, um dem Flugzeug akzeptable Handhabungseigenschaften zu verleihen, wenn es sich einem Strömungsabriss nähert.
Sowohl die MAX-Varianten als auch ihre Vorgänger verfügen jedoch bereits über eine Höhenruder- Feel- und Zentriereinheit (Seite 8), deren Zweck die Generierung eines angemessenen Stick-Force-Feedbacks in allen Flugphasen zu sein scheint. Wenn ja, dann wäre dies auf den ersten Blick die geeignete Einheit, um die Funktion von MCAS zu implementieren, was die Frage aufwirft, warum MCAS die bevorzugte Lösung wäre.
Ein paar Möglichkeiten sind mir eingefallen, aber das sind nur Vermutungen:
Die MCAS-Funktionalität erfordert eine Anstellwinkeleingabe, die möglicherweise dort nicht verfügbar ist, wo sich die Fühl- und Zentriereinheit befindet (im Heck), und es wäre kompliziert, diese Informationen dorthin zu bringen.
Diese Antwort besagt, dass die Fühl- und Zentriereinheit ein mechanischer Computer ist; Angesichts dessen ist es daher möglicherweise nicht einfach zu ändern.
Eine Änderung der Fühl- und Zentriereinheit würde eine vollständige Neuzertifizierung erfordern , nicht nur ihre neue Funktion.
Neben der Änderung der Fahreigenschaften wird MCAS auch als direkter Beitrag zur Stall-Verhinderung angesehen, indem der Anstellwinkel verringert wird.
NB: Vor kurzem schrieb Dominic Gates einen informativen Artikel in der Seattle Times über die Ursprünge von MCAS.
Bei der 737 NG neigte sich die Nase des Flugzeugs bei hohen Anstellwinkeln natürlich nach unten, was dazu beitrug, sich von einem Strömungsabriss zu erholen und die Fluggeschwindigkeit zu erhöhen.
Die größeren Triebwerksgondeln der 737 MAX befinden sich vor dem Schwerpunkt, was bedeutet, dass sie bei hohen Anstellwinkeln die Nase nach oben drücken. MCAS hilft in dieser Situation, die Nase nach unten zu drücken, ähnlich wie sich die 737 NG verhalten würde.
Die zusätzliche Trimmung mit der Nase nach unten hat den Nebeneffekt, dass bei hohen Anstellwinkeln mehr Höhenrudereingabe erforderlich ist, aber das war nicht der Hauptzweck.
Es gibt mehrere Gründe, warum die Fühl- und Zentriereinheit Schwierigkeiten haben würde, eine ähnliche Funktionalität bereitzustellen:
Eine andere Möglichkeit wäre, das Mach Trim-System zu verwenden, um die Gefühls- und Zentriereinheit einzustellen. Das Mach Trim-System verwendet den Flugcomputer, um die neutrale Position des Höhenruders anzupassen, um Stabilität bei höheren Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Während der Flugcomputer über alle erforderlichen Informationen verfügen sollte, bietet die Trimmung des Stabilisators viel mehr Kontrollbefugnis.
Eine Änderung des Pitch-Feel-Systems würde das Problem nicht lösen. Es ist das natürliche Verhalten des MAX getrennt vom Flugsteuerungssystem (dh das Verhalten, wenn Sie die Steuerung nicht berühren). Wie Fooot sagt, haben die Motoren des MAX den Effekt, den gesamten Auftriebsschwerpunkt etwas nach vorne zu verschieben, was mehr oder weniger dasselbe ist wie eine Verschiebung des Schwerpunkts nach hinten.
Das Flugzeug ist in bestimmten Bereichen (Klappen nach oben) neutral oder fast neutral stabil in der Neigung, insbesondere bei höheren Leistungseinstellungen, bei denen der Schub zum Moment des Anhebens der Nase beiträgt - schlimm genug, dass die Neigungslage des Flugzeugs nach oben driften würde wenn Es sollte felsenfest sein, und schlimmer noch, die natürliche Tonhöhe, die Sie mit einer Geschwindigkeitsverringerung erhalten sollten, war nicht vorhanden oder sehr schwach. Dem könnte der Pilot entgegenwirken, aber die Arbeitsbelastung beim Handfliegen steigt stark an, wenn man ständig mit einem Flugzeug eingreifen muss, das ein bisschen seinen eigenen Kopf hat. Das Fliegen von fast jedem Flugzeug mit einem übermäßig nach achtern ausgerichteten Schwerpunkt ist so.
Die richtige Lösung wäre, den Bereich des Betriebsschwerpunkts nach vorne zu verschieben, um den Einfluss der weiter vorne liegenden Motoren aufzuheben, und das horizontale Heck größer zu machen, um dies auszugleichen, damit die Heckkraft, die zum Drehen beim Start erforderlich ist (was normalerweise die schwierigste Aufgabe des Hecks ist). ist immer noch hier. Sie wollten diesen Weg nicht gehen und beschlossen, Software zu verwenden, um den Stab im Hintergrund laufen zu lassen, um das Stabilitätsproblem vor dem Piloten zu „maskieren“, damit sie den C-of-G-Bereich dort halten konnten, wo er war. Es ist im Grunde ein künstliches Stabilitätssystem mit einer engen Betriebsanforderung, die als Pflaster hinzugefügt wird, um eine weitaus teurere Modifikation zu vermeiden.
Es ist nicht das erste Mal, dass es gemacht wird. Ich erinnere mich, dass bei einem anderen Typ, nämlich der MD-11, etwas Ähnliches gemacht wurde, das es ermöglichte, das Flugzeug mit einem weiter nach hinten gerichteten Schwerpunkt als normal zu betreiben, um die Heckabwärtskraft im Reiseflug zu verringern und den Trimmwiderstand zu verringern. Ich erinnere mich dunkel an einen Vorfall vor langer Zeit, bei dem das System während des Fluges getrennt wurde und der Pilot das Fliegen seines neutral stabilen Verkehrsflugzeugs übernahm, das bei Mach Point was auch immer kreuzte, und eine vom Piloten induzierte Oszillation begann, die die Leute im Hintergrund ziemlich durcheinander brachte. wie das Schütteln einer Tube Pringles-Kartoffelchips.
Boeing wollte, dass der MCAS-Effekt für den Piloten transparent ist, als Beweis wurde im FCOM nichts darüber erwähnt.
Das Einwirken auf den Gefühls- und Zentriermechanismus würde eine plötzliche Wirkung auf die Säule erfordern, die von den Piloten bemerkt und als Fehler deklariert worden wäre, da Sie die gleiche Wirkung erzielen würden wie die Trimmung, wenn Sie den Höhenruderbereich im Vergleich zum THS-Bereich berücksichtigen bräuchte eine plötzliche gewaltige sichtbare Verschiebung der Säulenzentrierung, während ein einzelner Trimmschlag von 2,5° (0,6° im Originaldesign) weniger störend ist, vor allem weil kurze Trimmbewegungen aus anderen Gründen auch im Handflug möglich sind, wie z Mach trimmen.
Wen stört schon ein einziger Trimmschuss, war es nicht ein fehlerhafter AOA, der sich wiederholende Trimmschüsse produziert? Tatsächlich blieb es transparent, bis das fehlerhafte AOA die Abstürze verursachte
Die Wurzel des Problems beim MCAS liegt darin, dass sich der Anstellwinkelsensor in der Nähe der Nase befindet und nicht an der Vorderkante des Flügels, wo er hingehört. Es soll den Anstellwinkel des Flügels messen. Stattdessen misst es den Anstellwinkel DER NASE. Diese Messungen sind nicht dieselben, während das Flugzeug die Neigung ändert.
Bei einem langen Rumpf wird das Absenken der Nase vom Steigflug in den Reiseflug fälschlicherweise eine Fluglage mit der Nase nach oben anzeigen, da sich der Rumpf um die Tragfläche dreht. Aus diesem Grund ereigneten sich beide Abstürze aufgrund von Problemen, die beim Wechsel von Steigflug zu Reiseflug auftraten. Ob das MCAS versagt oder nicht, hängt vollständig von der Geschwindigkeit ab, mit der der Pilot die Tonhöhe ändert. Drücken Sie den Steuerknüppel zu weit nach vorne, und Sie sind verloren, wenn das MCAS die Pitch-Steuerung übernimmt und sie nicht zurückgibt.
Der falsche „Nose Up“-Messwert bewegt die Trimmung des Höhenruders, um die Nase weiter abzusenken, was wiederum einen falschen „Nose Up“-Messwert auslöst. Es ist eine Rückkopplungsschleife, die nicht aufhört, bis MCAS seine Grenze erreicht, die jedes Mal zurückgesetzt wird, wenn der Pilot den Anweisungen folgt und die Reset-Taste drückt. Drücken Sie ihn mehr als dreimal, und die Trimmung wird auf die mechanischen Grenzen der Höhenrudertrimmung eingestellt. Beim zweiten Absturz drückte der Pilot mehr als 20 Mal den Reset-Knopf.
Sdenham
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