Warum können die vom Computer auferlegten Grenzen des A320 nicht außer Kraft gesetzt werden?

Im Untersuchungsabschnitt von US Airways Flug 1549 wird darauf hingewiesen

[Der Pilot] behauptete, dass das Fly-by-Wire-Design des A320, bei dem der Pilot einen Side-Stick verwendet, um Steuereingaben an die Flugsteuerungscomputer zu machen, nicht ausreichend gewürdigt wurde.

Die Computer legen dann eigene Anpassungen und Grenzen fest, um das Flugzeug stabil zu halten, die der Pilot selbst im Notfall nicht außer Kraft setzen kann. Dieses Design ermöglichte es den Piloten von Flug 1549, sich auf den Neustart des Triebwerks und die Entscheidung über den Kurs zu konzentrieren, ohne den Gleitweg manuell anpassen zu müssen, um die Sinkgeschwindigkeit des Flugzeugs zu verringern.

Sullenberger sagte, dass diese vom Computer auferlegten Grenzen ihn auch daran hinderten, die optimale Landefackel für die Notwasserung zu erreichen, die den Aufprall abgeschwächt hätte.

Obwohl dieses Design den Piloten die meiste Zeit hilft, warum gibt es keine „letzte Möglichkeit“, die vom Computer auferlegten Grenzen zu umgehen? Es könnte sein, dass es bei diesem Vorfall den Unterschied zwischen Leben und Tod gab / eine „harte Landung“ vs. einen vollständigen Rumpfverlust.

Verwandter und ein Muss, um einige der Vorurteile zu vermeiden, die mit den Fly-by-Wire-Systemen von Boeing vs. Airbus verbunden sind: Wie funktioniert der Hüllenschutz in Flugzeugen von Airbus vs. Boeing?
Die einzige wirkliche Antwort hier kann lauten: „Das ist die Designphilosophie dieses Produkts.“ Sicherlich kann eine große und komplexe Diskussion über die Vor- und Nachteile jedes Ansatzes geführt werden. Aber es gibt keine spezifische, denormalisierte Single-Shot-Antwort. Wenn Airbus dies sozusagen gefragt würde (z. B. in einem Dokumentarfilm, einer Geschichte oder einer Untersuchung), könnten sie nur „unter dem Strich“ sagen, und „nach Berücksichtigung aller Dinge“ hat ihr Team entschieden, dass ihr Weg der beste ist.
Sie sind großartig, außer dass sie der einzige Grund für die Verletzungen sind, die eine der Flugbegleiterinnen dauerhaft von ihrem Job abbringen, der einzige Schönheitsfehler bei einer perfekten Landung.
Wie unterscheiden sich Softwarebegrenzungen wirklich von mechanischen Begrenzungen? Das heißt, die Bedienelemente und Steueroberflächen bei einem rein mechanischen Design haben nur so viel Federweg eingebaut.
@Harper Kannst du die Informationen dazu bitte näher erläutern oder verlinken?

Antworten (6)

Das Deaktivieren des Schutzes kann technisch erreicht werden. Ich sage technisch, weil es kein einziges Szenario gibt, das Airbus sich vorgestellt hat, das erfordern würde, dass die Piloten absichtlich in das direkte Recht eingreifen.

Die auferlegte Grenze in der Frage ist etwas, das Alpha-Schutz genannt wird – ein Schutz davor, zu viel zurückzuziehen, dass das Flugzeug stehen bleibt. Stillstand ist schlecht. Das System empfing die richtigen Informationen und funktionierte wie geplant, also was meinte Captain Sullenberger?

Sullenberger sagte, dass diese vom Computer auferlegten Grenzen ihn auch daran hinderten, die optimale Landefackel für die Notwasserung zu erreichen, die den Aufprall abgeschwächt hätte.

Das sagt Wikipedia. Die Referenz ist ein Talks at Google - Vortrag (um die 40-Minuten-Marke). Was bei Wikipedia ausgelassen wird, was Kapitän Sullenberger gleich im Vortrag behandelt – und im Unfallbericht vorhanden ist – ist, dass es nicht um den Schutz ging, sondern um die Innereien des Schutzes, die Airbus nicht abgedeckt hat das Trainingsmaterial. Unten ist der relevante Abschnitt aus dem Transkript von YouTube:

Ich befahl mehr, zog den Steuerknüppel ganz nach hinten und die Flugsteuerungscomputer hinderten mich daran, mehr Auftrieb zu bekommen, deshalb schlugen wir härter zu, als wir es getan hätten (...) Es stellte sich heraus, dass es eine wenig bekannte Softwarefunktion gibt, die nur dann bekannt ist für ein paar Airbus-Softwareingenieure und für keine Piloten bei keiner Fluggesellschaft war dies der Fall. Es wird ein phugoider Modus genannt . Und so wurde uns beigebracht, dass das Flugzeug funktionieren sollte, anscheinend funktioniert das Flugzeug so. Aber das war für uns nicht ersichtlich.

Dies wurde im Abschlussbericht als Empfehlung angesprochen :

Fordern Sie die Airbus-Betreiber auf, die Begrenzungen des Anstellwinkel-Schutzbereichs zu erweitern, um die Piloten über die Funktionen des Alpha-Schutzmodus zu informieren, die das Nickverhalten des Flugzeugs beeinflussen können.

Eine Ausbildung in den Innereien des "guten" Systems anzubieten, ist weitaus besser , als einen lebenswichtigen Schutz auszuschalten. Wichtig wegen einer Sache, auf die der Bericht hinweist (was in keiner Weise eine Verunglimpfung der Besatzung ist):

Das NTSB kommt zu dem Schluss, dass die Schwierigkeit des Kapitäns, seine beabsichtigte Fluggeschwindigkeit während des Endanflugs aufrechtzuerhalten, teilweise auf hohe Arbeitsbelastung, Stress und Aufgabensättigung zurückzuführen ist.

Schutzmaßnahmen sind gut für solche Situationen mit hoher Arbeitsbelastung, Stress und Aufgaben .

Die Aufgabensättigung wurde zB dadurch deutlich, dass der "Ditch Switch" nicht verwendet wurde, der den Wasserzufluss verringert hätte, um das Flugzeug länger über Wasser zu halten.
@MSalters Der Notwasserschalter ist nutzlos, wenn der Rumpf durchstochen ist, und das passiert garantiert aufgrund des wenig bekannten "Phugoid-Modus", wie in dieser Antwort erläutert wird. Der Notwasserungsschalter war ein fruchtloses Design. Das ist das Problem mit einem so komplexen System, man landet mit diesen wenig bekannten „Schlangen im Code“, und die Antwort ist nicht, Piloten beizubringen, Schlangenwrangler zu sein, indem man sie dazu bringt, jeden Fehler zu lernen. Wer hat Zeit dafür?
@Harper: Der Phugoid-Modus ist ein bekannter flugdynamischer Modus, es ist tatsächlich der erste Modus, der im Wikipedia-Artikel über flugdynamische Modi erwähnt wird . Ich bin absolut zuversichtlich, dass Capt Sullenberger mit der Existenz dieses Modus vertraut war, wie es jeder anständige Pilot ist. Es beeinflusst zwei kritische Größen, Geschwindigkeit und Höhe. Sie können diese beim Fliegen nicht ignorieren.
@MSalters Wirklich!? Wie bringen Sie das mit Sullys Zitat in dieser Antwort in Einklang: „Ich habe mehr befohlen, den Steuerknüppel ganz nach hinten gezogen und die Flugsteuerungscomputer haben mich daran gehindert, mehr Auftrieb zu bekommen, deshalb haben wir härter zugeschlagen, als wir es getan hätten (…) Es stellt sich heraus, dass es ein wenig bekanntes Software-Feature gibt, das nur wenigen Airbus-Softwareingenieuren bekannt war, und keinem Piloten, keiner Fluggesellschaft, das war der Fall. Es heißt Phugoid-Modus. Und es war nicht so, wie wir das Flugzeug trainiert haben sollten funktioniert, anscheinend funktioniert das Flugzeug so. Aber das war uns nicht klar."
@Harper: Unglückliches Zitat, siehe das ähnliche Zitat "Der Phugoid-Modus der Airbus-Flugsteuerungssoftware hat mich daran gehindert, das letzte bisschen Nasensteuerung zu erreichen". IOW, der Phugoid-Modus ist ein bekannter Flugmodus, aber es ist weniger bekannt, dass der Modus von der Airbus-Software erkannt wird.
Und das Problem dabei ist, dass das Flugzeug im Phugoid-Modus plötzlich abstürzen kann. Das ist natürlich eher problematisch, wenn es hart auf den Boden fällt. Dies war ein echtes Risiko, da das NTSB feststellte, dass Sully zu diesem Zeitpunkt 17 Knoten unter der Überziehgeschwindigkeit war, was ihm zu diesem Zeitpunkt nicht bewusst war (siehe auch hier Aufgabensättigung). Man kann Airbus das nicht vorwerfen; Sie müssen wählen, ob Sie hart oder schnell auf den Boden treffen.
@MSalters Nun, vielleicht ist es nicht der Phugoid-Modus an sich , sondern ein verstecktes Merkmal dieses Modus. Egal: zu viele Köche. Was Sullys "Fehler" betrifft, ist es kein Fehler, unter Stallgeschwindigkeit zu fliegen, wenn Ihr gesamter Plan darin besteht, das Wasser zu überfliegen und die korrekte Notwasserungs-AoA beizubehalten, bis es zum Stillstand kommt. Diese zusätzlichen 17 Knoten sind wahrscheinlich dem Bodeneffekt zu verdanken.
Ich denke, es gibt einige Verwirrung über das Wort "Modus". Der Phygoid-Modus ist keine Einstellung des Flugcomputers. Es ist eigentlich eine Art natürlicher Eigenmodus , der Teil der Flugdynamik ist. Ich bin mir nicht sicher, auf welche "Softwarefunktion" sie sich beziehen.
@ymb1 Entschuldigung, vielleicht vermisse ich es, aber mir ist nicht klar, was der letzte Teil der Antwort zu sagen versucht. Verhinderte der Schutz tatsächlich etwas, was dem Kapitän nicht bewusst war und von Vorteil war, oder hätte er bei Kenntnis der „Innereien“ des Systems trotzdem hochziehen wollen?
@mbrig - Der letzte Satz ist ein allgemeiner Satz für menschliche Fehler, die unter Stressbedingungen gemacht werden, wo der α-Prot (und andere Schutzmaßnahmen) sehr nützlich sind - idealerweise, wenn die Piloten mehr darüber wissen, damit die erwarteten Reaktionen auf ihre Eingaben mit denen übereinstimmen Gestaltung gelehrt. Sully flog unter der Geschwindigkeit des "grünen Punkts" und in Klappen 2 und nicht 3 (also ja, der α-Prot trat früher ein), aber ich kann seine Aktionen nicht kommentieren, da er dies wahrscheinlich absichtlich getan hat, basierend auf Airbus ' Erklärung des Systems. Ich hoffe das ergibt Sinn.

Computerbegrenzungen können bei einem Airbus als „letzter Ausweg“ außer Kraft gesetzt werden, obwohl ich ernsthafte Zweifel habe, dass dies bei der Landung auf dem Hudson-Zwischenfall geholfen hätte.

Zugegeben, das Verlassen des Normal Law ist keine SOP oder ein normales Verfahren ... aber andererseits, warum sollte es so sein?

Leute, die sich über die Computerbeschränkungen bei der Flugsteuerung beschweren, sind ähnlich wie Leute, die sich über die Traktionskontrolle bei Autos beschweren. Es gibt wahrscheinlich einen Freak-Unfall unter einer Milliarde, der hätte gerettet werden können, wenn der Fahrer die Traktionskontrolle deaktiviert und sich dann manuell in Sicherheit gebracht hätte, aber im Großen und Ganzen hat die Traktionskontrolle Ihren Hintern schon hundertmal gerettet.

Kontrollgesetze schützen das Flugzeug/die Flugzeugzelle auf die gleiche Weise. Oder wie eine automatische Schaltung Ihren Motor durch Hochschalten vor Überdrehen schützt. Kann man bei einer Automatik noch einen Motor in die Luft jagen? wahrscheinlich ja, man muss sich nur mehr anstrengen....

Wirklich erwünschte Piloten, die nie Airbus (oder besser noch Airbus und Boeing) geflogen sind, hören auf, Meinungen und Vergleiche zu diesem Thema abzugeben. Das FBW-System in Boeings 777 ist zum Beispiel dem von Airbus sehr ähnlich, so dass die bloße Diskussion, Boeing vertraut den Piloten vs. Airbus vertraut den Computern, von einer sehr falschen Annahme ausgeht.

Es gibt 2 Philosophien bei FBW-Systemen für zivile Flugzeuge ...
* Sagen Sie dem Piloten nicht, dass er das Limit überschreitet, und lassen Sie ihn das Limit nicht überschreiten.
* Sagen Sie dem Piloten, dass er das Limit überschreitet, aber lassen Sie ihn dann.

Wie es üblich zu sein scheint, haben Airbus und Boeing aufgrund ihrer Erfahrung in der Arbeit mit Piloten unterschiedliche Standpunkte - raten Sie mal, welcher der beiden ist.

Die Antwort auf Ihre Frage ist also einfach die Philosophie des Herstellers.

@ ymb1 Ist das ähnlich wie bei alternativem Recht? Sorry, wenn eine dumme Frage :p
Entschuldigung, ich muss fragen... :-)) Welche Flugbeschränkung lässt die Boeing FBW die Piloten überschreiten, die Airbus nicht hat?
@ Radu094 Zum Beispiel erlaubt die Boeing 777 einen Querneigungswinkel von mehr als 67 ° - sie versucht sehr streng zu widerstehen, lässt Sie aber trotzdem tun. Ein FBW-Airbus nicht.
@ Radu094 ... offensichtlich gilt mein vorheriger Kommentar nur für Normal Law / Mode.
@CptReynolds hmm .. fair genug, das ist eigentlich ein ziemlich guter Punkt. Ich denke, ich könnte noch ein bisschen Teufel spielen und darauf hinweisen, dass der Querneigungswinkel per se keine Rahmenbeschränkung ist; Es ist der Lastfaktor, der eine Einschränkung darstellt (67° Querneigung erfordert +2G) und Boeing schützt auch vor Überlastung :-)
@Radu094 Stimmt. In gewisser Weise ist der Schutz vor Überlastung sinnvoller als die Begrenzung des Querneigungswinkels, der nur ein indirektes Maß für die Belastung und nur in einer gleichmäßigen Kurve ist. Aber andererseits sollte es sowieso keinen Grund geben, so viel zu bankieren ... also denke ich, dass es eine akademische Diskussion ist. Die einzigen Punkte, die ich an einem Airbus (als Ingenieur) wirklich nicht mag, sind Alternate Law ohne Niedriggeschwindigkeitsschutz (sehr seltsames Design, meiner Meinung nach) und unabhängige Sticks (nicht hilfreich für ein gemeinsames mentales Modell unter der Besatzung).

Warum gibt es keinen Schalter? Weil es gefährlich sein könnte, es zu haben.

Der Zweck des computergestützten Systems besteht darin, die Arbeitsbelastung des Piloten zu verringern. Dies wird dadurch erreicht, dass er das Joch ganz zurückziehen kann und der Computer ihm die höchste sichere AoA geben würde. Das Hinzufügen eines Schalters würde die Arbeitsbelastung des Piloten erhöhen , da er eine sehr bewusste Entscheidung treffen müsste, wann immer er den Computer übersteuern möchte oder nicht. Zeit damit zu verbringen, Vor- und Nachteile des Außerkraftsetzens des Computers zu erwägen, lenkt die Aufmerksamkeit des Piloten davon ab, das Flugzeug tatsächlich zu fliegen. Das will niemand, schon gar nicht im Notfall.

Das bloße Vorhandensein einer solchen Option könnte zum Unfall beitragen, daher können Sie es nicht haben.

Ein Notfall kann dazu führen, dass das Flugzeug nicht mehr so ​​aussieht oder sich verhält, wie es der Computer annimmt?
@rackandboneman Ja. Aber normalerweise weiß der Computer das und leider bemerken Menschen es nicht, halten das Flugzeug an und töten alle, wie Air France Flug 447. Flugzeughersteller scheinen davon auszugehen, dass der Wechsel nur dazu führen würde, dass mehr AF447 passiert.

Die Kontrollgesetze können auf alternatives Recht herabgestuft werden, wodurch der Alpha-Schutz aufgehoben wird.

Der QRH empfiehlt dies nur in bestimmten Situationen, und der Ausfall eines Doppelmotors gehört nicht dazu. Eine Stelle, an der dies im QRH empfohlen wird, ist eine unzuverlässige Fluggeschwindigkeitsanzeige. Normalerweise wird eine unzuverlässige Fluggeschwindigkeit vom Flugzeug erkannt und automatisch auf alternatives Recht umgeschaltet. Das ist bei AF447 passiert. Es gibt jedoch Szenarien, in denen der Computer möglicherweise die richtigen Daten verwirft oder keine der Fluggeschwindigkeitsdaten gültig ist, sie jedoch übereinstimmen, sodass der Computer sie nicht erfasst.

Airbus ist sich bewusst, dass dies zu einer falschen Reaktion des Alpha-Schutzes führen kann, und hat daher ein Verfahren, um damit umzugehen. Sie lassen den Piloten die ADRs* einzeln ausschalten, um zu sehen, ob sie die fehlerhaften Daten isolieren können. Wenn dies nicht möglich ist oder keines der ADRs gute Daten liefert, werden sie angewiesen, zwei der ADRs zu schließen, um das System in alternatives Recht zu zwingen. Der dritte ADR muss eingeschaltet bleiben, da die Überziehwarnung auch bei einem einzelnen ADR funktionieren kann.

vom A346 QRH: A336 QRH-Auszug

Dies beinhaltet nicht das Ziehen von Leistungsschaltern. Dafür gibt es Knöpfe auf dem Overhead-Panel. Das Ziehen von Leistungsschaltern kann andere Steuercomputer negativ beeinflussen, wie es in QZ8501 der Fall war .

*Die ADR (Air Data Reference) ist Teil der ADIRU (Air Data Inertial Reference Unit), dem Computer, der Fluggeschwindigkeit, Machzahl, Anstellwinkel, Temperatur und barometrische Höhendaten an das FBW-System liefert.

Für das Fly-by-Wire-System von Airbus gibt es verschiedene sogenannte Steuergesetze, die das Verhalten des Flugzeugs nach den Vorgaben der Piloten regeln. Diese Steuergesetze werden vom Flugzeug automatisch für verschiedene Phasen des Flugbereichs bestimmt.

Dies ist auch der Hauptunterschied in der Designphilosophie zwischen Boeing und Airbus. Boeing-Flugzeuge gehen davon aus, dass der Pilot immer Recht hat und Airbus hat einen Computer zwischen Knüppeln und Steuerflächen. Auf diese Weise können sie die Eingaben des Piloten so filtern, dass das Flugzeug seine vorgesehene Zellenlast nicht überschreitet. Ein weiterer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass sie ihre Flugzeugpalette auf ähnliche Weise handhaben können.

Können Sie die Steuergesetze eines Airbus-Jets außer Kraft setzen? Nein, das kannst du nicht. Warum kannst du nicht? Die Designphilosophie von Airbus lautet einfach: Wenn der Computer das Flugzeug nicht retten kann, können Sie es auch nicht. Sie können es jedoch erzwingen, indem Sie Leistungsschalter ziehen, da Sie als Pilot nach einem Stromausfall die direkte Kontrolle über das Flugzeug haben, ohne dass der Computer Grenzen setzt. Im Notfall ist dies jedoch nicht möglich.

Weitere Informationen zu den Kontrollgesetzen finden Sie hier: Airbus Flight Control Systems

Es gab Vorfälle, bei denen der Computer fast ein Flugzeug zum Absturz gebracht hätte, weil er zu früh auf ein anderes Steuergesetz umgeschaltet hätte (Lufthansa LH-44):

[Bericht: Lufthansa A320 in Hamburg am 1. März 2008, Flügel berührt Landebahn bei Seitenwindlandung][10]

Die Airbus-Philosophie ist nicht, dass, wenn Computer das Flugzeug nicht retten können, Piloten es auch nicht können. Das ist Unsinn und Internetfutter. Steuergesetze können geändert/herabgestuft werden, auch ohne die Leistungsbremsen zu ziehen, obwohl das Verfahren in der Tat kompliziert ist und das Drücken von zwei Knöpfen erfordert. Airbus empfiehlt, ein angemessenes Maß an Automatisierung zu verwenden und die Kontrolle zu übernehmen, wenn die Dinge nicht wie erwartet laufen
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Warum können die vom Computer auferlegten Grenzen des A320 nicht außer Kraft gesetzt werden?
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