Вопросы сертификации ВС (по катастрофам Boeing MAX)

[Прочнист]

Не смотря на то что обе кривые момента чисто теоретические, и могут не отражать реальной картины, хотел бы обратить внимание на важное отличие между ними.
На графике 1 при увеличении угла атаки функция несмотря на изгиб сохраняет нисходящий тренд даже без триммирования MCAS.
На графике 2 функция перегибается так, что тренд меняется на восходящий, и как следствие Cm сменится на положительный при относительно небольшом угле атаки.
КМК второй график лучше отражает реальность (хотя оба они я так понимаю не основаны на данных Boeing).

А зачем вы красную линию приделали ко второму графику? И на основе этого какие-то теории строите? Да еще при углах атаки больше критического.

 

[eton]

А зачем вы красную линию приделали ко второму графику? И на основе этого какие-то теории строите? Да еще при углах атаки больше критического.

Я приделал красные линии к обоим графикам и нарисовал голубые стрелочки чтобы наглядно продемонстрировать различие которое обозначил в тексте выше и описал словами в тексте ниже самих графиков.
Никаких теорий на основании этих графиков (например о том что насколько МАХ устойчив или не устойчив) я не строю. Я даже не особо понимаю почему на графиках изгибы нарисованы такими резкими.
Если у вас есть объяснение почему на первом графике Cm после изгиба при дальнейшем увеличении угла атаки вновь идет вниз (изгибается повторно), т.е. почему при постоянном возрастании угла атаки какой-то фактор сначала начинает влиять на момент, а потом без всякой коррекции перестает влиять или чем то компенсируется - то пожалуйста.
А если это просто вопросы ради вопросов то почему вы считаете и утвержаете что работа MCAS никак не связана с выходом на критические углы атаки?

 

[Gabbiano]

Ну и что вам гистерезис дает? Как в демонстрации сваливания и выводе из него участвует возврат штурвала в нейтральное положение?

Участвует на выходе, поскольку нос опускается слишком резво (по сравнению с тем же NG) и самолёт потом требует триммирования. Не случайно МКАС не активируется при выпущенных закрылках, но хотелось бы знать, насколько надёжна эта блокировка.

 

[Прочнист]

Я приделал красные линии к обоим графикам и нарисовал голубые стрелочки чтобы наглядно продемонстрировать различие которое обозначил в тексте выше и описал словами в тексте ниже самих графиков.
Никаких теорий на основании этих графиков (например о том что насколько МАХ устойчив или не устойчив) я не строю. Я даже не особо понимаю почему на графиках изгибы нарисованы такими резкими.
Если у вас есть объяснение почему на первом графике Cm после изгиба при дальнейшем увеличении угла атаки вновь идет вниз (изгибается повторно), т.е. почему при постоянном возрастании угла атаки какой-то фактор сначала начинает влиять на момент, а потом без всякой коррекции перестает влиять или чем то компенсируется - то пожалуйста.
А если это просто вопросы ради вопросов то почему вы считаете и утвержаете что работа MCAS никак не связана с выходом на критические углы атаки?

Повторный изгиб диаграммы после "ложки" - это при сваливания (deep stall), где область срыва потока на крыле обширна, крыло теряет подъемную силу, его момент на кабрирование уменьшается, и пикирующий момент от г.о. доминирует.

Назначение МКАС описано на сайте Боинга. Муленбург прямой речью заявил, что это не anti-stall system. Нет никаких оснований подвергать этот факт сомнению.

 

[Прочнист]

Участвует на выходе, поскольку нос опускается слишком резво (по сравнению с тем же NG) и самолёт потом требует триммирования. Не случайно МКАС не активируется при выпущенных закрылках, но хотелось бы знать, насколько надёжна эта блокировка.

С выпущенными закрылками моментная характеристика самолета прекрасна и без МКАС - закрылки создают пикирующий момент. Ваш гистерезис тут непричем.

 

[stranger267]

Спор вообще ни о чем. МКАС - система созданная с единственной целью - пройти сертификацию. Все остальное там _побочные эффекты_. То что лучше бы сертификационные требования подправили и не ставили никаких МКАС - тоже факт, было бы безопаснее (требования на самом то деле завышены не по делу).

 

[Gabbiano]

Все остальное там _побочные эффекты_.

Вот я как раз о побочных эффектах. Что будет если МКАС сработает на посадке, не распознав, что выпущены закрылки. Насколько это невозможно схемотехнически.

 

[Denis Rook]

Вот я как раз о побочных эффектах. Что будет если МКАС сработает на посадке, не распознав, что выпущены закрылки. Насколько это невозможно схемотехнически.

ТОгда вам надо схемотехнически рассмотреть и все остальные системы - например, что будет если СКВ не поймет на какой высоте находится самолет, автомат тяги не распознает режим, шасси не сообразят на земле машина или в воздухе и т.д. и т.п.

 

[Appr]

Участвует на выходе, поскольку нос опускается слишком резво (по сравнению с тем же NG) и самолёт потом требует триммирования.

Ага, а петлю вы где нарисовали?

Здесь предполагается, что штурвал берется на себя и, почти не задерживая, отдается обратно, все это в пределах однократного срабатывания МКАС.
Видно, что желаемое поведение достигается лишь при взятия штурвала на себя.

Ничего подобного. В тесте на сваливание штурвал удерживается до тех пор, пока из стриммированого состояния вс не выйдет на повышенный угол атаки, а ручное триммирование не используется до завершения выхода из сваливания.
"(a) The airplane should be trimmed for hands-off flight at a speed 13 percent to 30 percent above the reference stall speed, with the appropriate power or thrust setting and configuration. Then, using only the primary longitudinal control, establish and maintain a deceleration (stall entry rate) consistent with that specified, as appropriate, until the airplane is stalled. Both power/thrust and pilot selectable trim should remain constant throughout the stall and recovery (to where the angle-of-attack has decreased to the point of no stall warning)." АС 25-7С, раздел 6.
eton, не знаю, как у вас с цветопередачей на мониторе, но на рис.1 явно видна окрашенная темно-серым область deep stall, которой нет на рис.2. Оба графика на отрезке stall имеют одинаковый восходящий тренд. Вам об этом Прочнист уже пытался сказать. Разные значения альфа тут роли не играют.

Кстати, рис.1 выглядит как типичный для исследований аэродинамических поверхностей на устойчивость к сваливанию в координатах Сm-alpha.

например, что будет если СКВ не поймет на какой высоте находится самолет,

Вся автоматизация, которая не должна работать для достижения посадочного положения, режется на 737 прежде всего по сигналу радиовысоты.

 

[Gabbiano]

на рис.1 явно видна окрашенная темно-серым область deep stall, которой нет на рис.2.

Благодарю вас, Appr. Я нарисовал свою петлю в светло-серой зоне пре-сваливания, там где красная и зеленая линия начинают расходиться и, следовательно, предполагается, что МКАС уже вступает в свою работу. Не ставилась задача описать тест на сваливание, а лишь продемонстрировать побочные последствия срабатывания МКАС.
Меня интересовало случайное попадание в ситуацию с повышенным УА. Понятно что на эшелоне подтриммировать не проблема, а по посадочному положению вы пояснили.

 

[Avex]

ТОгда вам надо схемотехнически рассмотреть и все остальные системы - например, что будет если СКВ не поймет на какой высоте находится самолет, автомат тяги не распознает режим, шасси не сообразят на земле машина или в воздухе и т.д. и т.п.

Это хорошо бы и сделать. Так как неизвестно где и какую мину могли заложить инженеры Боинга учитывая как отработала МКАС на МАХ. Учитывая две катастрофы в которых первопричиной является конструктив, крайне желательно чтобы МАХ прошел сертификацию заново как новый тип, по современным требованиям, а не выезжал на сертификации 1967 года с изменениями. А пока пусть давит бетон. Летать есть на чем. И будет на чем. Никто Боинг не заставлял делать то что он сделал. Кроме его коммерческих интересов, которые, как многие здесь уже заметили, заключались в том чтобы выжать из конструкции 1967 года по максимуму.

 

[Avex]

Вся автоматизация, которая не должна работать для достижения посадочного положения, режется на 737 прежде всего по сигналу радиовысоты.

А вот была неприятная история в Амстердаме. Как раз на посадке. Как раз по этому вопросу с РВ. И с отказом одного из них.Их ведь всего два. Как и датчиков углов атаки . Вот детали не помню, но ЕМНИП ситуация была аналогична ложному срабатывания МКАС здесь. Так что насколько достоверно режется - думаю это еще надо посмотреть.

Легко парируется - без МКАС. С ней все чудно (привет поведению самолета без улучшений). Еще немного ловкости рук. Демонстрация сваливания происходила следующим образом - при срабатывании стикшейкера штурвал не сразу брался на себя, а действие это немного откладывалось на секунды, необходимые для включения в работу EFSM. Получали - необходимый рост усилий, создание момента, необходимого для вывода. При всем еще и триммирование не прерывалось взятием штурвала на себя.

Я тут немного пропустил обсуждение. Про ловкость рук. Это инсайд или есть официальные данные, достоверные ссылки? По сути вы сейчас сказали что Боинг подделал летные испытания, подогнал результат под нужный себе, путем модификации методики летных испытаний - задержки взятия штурвала на себя для того чтобы успел среагировать стабилизатор? Или я что-то не так понял? А если так, то это объясняет почему отклонение стабилизатора по сигналу МКАС выросло с 0,6 до 2,5 градусов. Вообще аэродинамические моменты растут мгновенно, чего не скажешь об отклонении стабилизатора, он реагировать мгновенно не может никак. Вспомним ССЖ в ШРМ, там РВ за стиком ходит не успевал, что там стабилизатор...
Хотелось бы еще поинтересоваться у вас. Как вы оцениваете соответствие нормам сертификации отсутствие упоминания о МКАС в РЛЭ Боинга? А также, насколько соответствует нормам трясущийся по недостоверному значению угла атаки штурвал, который невозможно в полете отключить штатными средствами?

 

[Gabbiano]

Так что насколько достоверно режется - думаю это еще надо посмотреть.

Если режется независимо по положению закрылок и по сигналу радиовысоты, разве это не достаточно?

 

[Avex]

Если режется независимо по положению закрылок и по сигналу радиовысоты, разве это не достаточно?

Нет возможности ответить определенно не видя и не зная принципиальной схемы работы и того какое там заложено резервирование и какая проверка входных сигналов на достоверность. Я только высказал сомнение, так как помню что в Амстердаме была ситуация когда как раз по сигналу отказавшего РВ что-то сработало ложно. Ровно как ложно сработала МКАС по сигналу отказавшего ДУА.

 

[Azvar]

Интересно, как оно же выглядит с закрылками в 1?

 

[Appr]

А вот была неприятная история в Амстердаме. Как раз на посадке. Как раз по этому вопросу с РВ. И с отказом одного из них.Их ведь всего два. Как и датчиков углов атаки . Вот детали не помню, но ЕМНИП ситуация была аналогична ложному срабатывания МКАС здесь. Так что насколько достоверно режется - думаю это еще надо посмотреть.

Не на посадке, а на заходе, не на ручном управлении, а в режиме одноканального автопилота с работающим автоматом тяги, а так да, прямо один в один. "Прежде всего" не говорит ни о достоверности, ни о правильности срабатывания. А означает только приоритет. В случае с турками подвел именно приоритет в определении высоты левой системой РВ, значение высоты которой было ошибочно.

Я тут немного пропустил обсуждение. Про ловкость рук. Это инсайд или есть официальные данные, достоверные ссылки?

Отчет JATR достаточно достоверен?
Finding F3.5-B: The FAA-accepted Boeing flight test technique of freezing column deflection at the onset of EFS was perceived by the JATR team as
possibly not meeting the requirements of § 25.201 for natural stall identification from nose-down pitch, not readily arrested. Column/elevator deflection data
indicates that there may be an insufficient column input to attempt to arrest the nose-down pitch created by system augmentation.

А если так, то это объясняет почему отклонение стабилизатора по сигналу МКАС выросло с 0,6 до 2,5 градусов

Не совсем. Мкас изначально заявлялась с лимитом в 0,6 гр для летных характеристик в режиме полета на эшелоне и VMO/MMO. Позже лимит был увеличен до 2,5 гр для полета в условиях низкоскоростного бафтинга. Из отчета:
In March 2016, Boeing determined that MCAS should be revised to improve wings-level, flaps up, low Mach stall characteristics and identification.

Как вы оцениваете соответствие нормам сертификации отсутствие упоминания о МКАС в РЛЭ Боинга? А также, насколько соответствует нормам трясущийся по недостоверному значению угла атаки штурвал, который невозможно в полете отключить штатными средствами?

Про недокументированную систему в окончательном отчете написано достаточно полно. Стикшейкер и не должен отключаться, потому как трясется в ответ на опасную ситуацию. Про "невозможность отключить" - это к другим сигналам/системам, которые тряску запускают.

По сути вы сейчас сказали что Боинг подделал летные испытания, подогнал результат под нужный себе, путем модификации методики летных испытаний - задержки взятия штурвала на себя для того чтобы успел среагировать стабилизатор?

Fail-safe design

 

[sonic_a4]

Не совсем. Мкас изначально заявлялась с лимитом в 0,6 гр для летных характеристик в режиме полета на эшелоне и VMO/MMO. Позже лимит был увеличен до 2,5 гр для полета в условиях низкоскоростного бафтинга. Из отчета:
In March 2016, Boeing determined that MCAS should be revised to improve wings-level, flaps up, low Mach stall characteristics and identification.

Appr, а нет ли связи между VMO/MMO и низкоскоростных бафтингом?
PS когда я Вам привел условия низкоскоростного бафтинга Вы утверждали что для этого есть MACH trim

 

[Appr]

Appr, а нет ли связи между VMO/MMO и низкоскоростных бафтингом?
PS когда я Вам привел условия низкоскоростного бафтинга Вы утверждали что для этого есть MACH trim

Вы о практическом потолке писали, где границы безопасной скорости/угла атаки между высокоскорстным и низкоскоростным бафтингом сходятся. Из-за этой проблемы тесты на сваливание на такой высоте не проводят в установившемся прямолинейном полете. Давайте разделять полет на эшелоне в пределах нормальных полетных режимов с системой mach trim, которая работает в этих условиях, устраняя mach tuck. И маневрирование с перегрузкой. Там мкас работает аккуратно, оно и понятно - чем выше, тем большие моменты создает движение управляющих поверхностей (по сравнению с тем же отклонением в условиях более плотной атмосферы). Проблема с мкас в том, что кроме скорости, угла атаки, угловой скорости тангажа на лимит перекладки, который и сыграл решающую роль в катастрофах, влияет высота.

 

[sonic_a4]

@Appr,

When this phenomenon is encountered, serious consequences may result causing loss of airplane control. Increasing either gross weight or load factor (G factor) will increase the low speed buffet and decrease Mach buffet speeds.

Although the probability of encountering these characteristics in normal service is very small, history has shown that high speed upsets followed by high
load factor recoveries do occur.

и, насколько я понимаю, они не обязательно должны пересечься, а важна характеристика перехода

 

[Appr]

Mach buffet occurs as a result of supersonic airflow on the wing. Stall buffet occurs at angles of attack that produce airflow disturbances (burbling) over the upper surface of the wing which decreases lift. As density altitude increases, the angle of attack that is required to produce an airflow disturbance over the top of the wing is reduced until the density altitude is reached where Mach buffet and stall buffet converge (coffin corner).

Mach buffet справа, stall buffet слева. Проблема в при полете с на высоте практического потолка при 1g в том, что не остается минимального запаса по перегрузке в 0,3g для маневрирования (1,3g в пределах нормального полетного режима). Задача определить маневренную скорость и запас по перегрузке до начала бафтинга в диапазоне скоростей и высот (а, соответственно, и границы полетных режимов).
Из АС 25-7С, действовавшего на момент сертификации макса:
(5) Modifications to airplanes, particularly modifications that may affect airflow about the wing, should be evaluated for their effect on vibration and buffeting characteristics, changes in the speeds for onset of buffet, and maneuvering characteristics beyond buffet onset. This change may not only impact the buffet boundary envelope, but may change the acceptability of the VMO/MMO or VDF/MDF speeds established on the unmodified airplane.
(6) On swept-wing airplanes, undesirable pitch-up maneuvering characteristics can occur as the center of lift moves inboard and forward with increasing g, due to shock-wave induced separation and/or as wing load alleviation systems unload the wingtips.
(7) Section 25.251(e) requires that “probable inadvertent excursions beyond the boundaries of buffet” may not result in “unsafe conditions.” In order to assure that no unsafe conditions are encountered in maneuvering flight.
И для этих тестов использование программных методов улучшения устойчивости, как меры безопасности, допускается. Более того, для борьбы с кабрирующим моментом, полученным по результатам продувочных тестов, мкас и была первоначально заявлена. Не задумывались над названием - manuevering augmentation system?