Domanda:
Perché i produttori di aerei passeggeri progettano i loro aerei con sistemi di prevenzione dello stallo?
rclocher3
2019-03-14 22:37:38 UTC
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Capisco perché i jet passeggeri utilizzano un software che ignora gli input del pilota che potrebbero far sì che il jet superi l'inviluppo di volo. Ma perché i produttori di aerei passeggeri progettano i loro aerei con sistemi di prevenzione dello stallo? I piloti professionisti non dovrebbero essere ben consapevoli che uno stallo è possibile quando la velocità è troppo bassa o l'angolo di attacco è troppo alto?

Non è così semplice come sembra e [AF447] (https://en.wikipedia.org/wiki/Air_France_Flight_447) lo ha davvero messo in moto per l'industria. Il problema è che a diverse altitudini il tuo AoA tra "volo" e "stallo" può essere estremamente stretto. Accoppiatelo senza riferimenti visivi e un pilota potrebbe non sapere che l'aereo è in stallo ...
Siate consapevoli, specialmente sugli aerei più avanzati e più grandi, sebbene i sistemi anti-stallo tirino e agiscano in gran parte da soli contro l'input del pilota, 20 libbre di forza sono all'incirca lo standard del settore (credo per esperienza personale) per ignorare questo.
@RonBeyer AF447 aveva un tale sistema, ma era stato disabilitato a causa di letture errate della velocità quando i tubi di Pitot si erano ghiacciati. Semmai, AF447 è una specie di racconto ammonitore dei piloti che dipendono troppo da tali sistemi invece di sapere come pilotare l'aereo da soli.
Perché le bancarelle fanno davvero male?
Penso che "prevenire le bancarelle" potrebbe non essere la risposta che stai cercando, ma penso che sia accurata.
Non ho conoscenze sufficienti per scrivere una risposta esauriente, ma in parte penso che il sistema dovrebbe mantenere l'aereo all'interno del suo inviluppo di volo. Il più delle volte funziona, ma ci sono molti casi in cui non funziona e il risultato sono molte persone morte. Non riesco a immaginare che il recupero del pilota sia possibile con questi nuovi sistemi eccessivamente automatizzati come UA 232 https://en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232.
Cinque risposte:
FreeMan
2019-03-14 22:54:09 UTC
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Perché le case automobilistiche installano le cinture di sicurezza? I conducenti con licenza non dovrebbero essere ben consapevoli che dovrebbero rallentare quando piove o nevica e che non dovrebbero correre attraverso semafori rossi o segnali di stop?

Un'analogia migliore:

Perché le case automobilistiche installano sistemi antifurto? I conducenti non dovrebbero sapere che quando i freni si bloccano devono rilasciare la pressione dei freni e / o azionare i freni rapidamente per rallentare l'auto? *

* Per essere giusto, non penso che questo sia effettivamente insegnato nell'istruzione del guidatore (almeno negli Stati Uniti) - i miei figli lo hanno imparato da me, ma non hanno mai riferito di aver ricevuto insegnamenti e / o di esercitarsi quando hanno preso l'educazione del guidatore. Uno dei tanti motivi per cui volare è più sicuro che guidare.

  • Perché gli incidenti accadono.
  • Perché i piloti sono umani e commettono errori.
  • Perché quando voli tra le nuvole senza riferimenti visivi, è facile confondersi.
  • Perché anche con avviso di stallo i sistemi di prevenzione di & in posto, i piloti confusi combatteranno il sistema. AF 447
E perché anche con i sistemi di prevenzione stallo, gli stalli sono ancora una realtà. Ecco quanto è brutto
Per essere onesti, la prevenzione dello stallo dell'AF 447 è stata disabilitata a causa di letture errate della velocità. Al contrario, l'incidente del Lion Air 737 è stato che ** non ** è stato disabilitato ... muori se lo fai, muori se non lo fai ...
Credo che alcuni aerei abbiano un'ala del naso impostata con un angolo più ripido rispetto all'ala principale, causando lo stallo del naso per primo, portando così il naso verso il basso prima che si raggiunga uno stallo reale. (Vedi https://www.ainonline.com/sites/default/files/uploads/2018/07/web0dpp_0434.jpg per un esempio di ala di prua, sebbene non conosca il suo scopo sul Piaggo.)
@user3070485 quella "ala del naso" è chiamata [canard] (https://en.wikipedia.org/wiki/Canard_ (aeronautics)), e sì, credo che tu abbia ragione. Immagino che sia ancora possibile bloccare un velivolo alato di canard, anche se questo sarebbe una buona domanda.
@FreeMan È ancora possibile bloccare un canard, ma la maggior parte sono progettati come @ user3070485 menzionato dove il canard si fermerà per primo. Tuttavia, questa diventa una situazione più difficile quando si introducono dispositivi di bordo anteriore e posteriore che alterano le caratteristiche di stallo della vela. Puoi ottenere una situazione in cui il canard si fermerà per primo in determinate configurazioni e in cui l'ala si fermerà prima sotto altre.
I sistemi di AF447 non sono stati disabilitati. La protezione dell'involucro di AF447 ** è fallita ** perché un sensore necessario non è riuscito, o per essere più precisi, 3 sensori ridondanti tutti della stessa marca e modello che funzionano nelle stesse condizioni. Anche contributivo: non si preoccupano di montare i sensori di stallo reali, guardano solo velocità, altitudine, flap, peso dichiarato ecc. E calcolano quando ci si aspetta lo stallo. La perdita dei sensori di velocità e altitudine lo spezza.
L'Air France 447 è in realtà il peggior esempio di "sistema di sicurezza". È esattamente ciò che l'OP sta mettendo in dubbio. "Gli avvisi di stallo si sono interrotti, poiché tutte le indicazioni di velocità relativa erano ora considerate non valide dal computer dell'aereo a causa dell'alto angolo di attacco". ** Il sistema di stallo dava avvertimenti quando i piloti facevano la cosa giusta. ** Il software di merda è esattamente ciò che ha ucciso tutte quelle persone. Sono abbastanza sicuro che questo sia il succo della domanda dell'OP, perché consentire al software di prevalere sui piloti. Ci possono essere casi in cui il risultato è vantaggioso, ma ci sono casi in cui non lo è; come AF 447.
@James Sono abbastanza sicuro che tirare indietro completamente la leva in ogni momento ** non ** i piloti stanno facendo la cosa giusta su AF447. Tirare indietro completamente il bastone è quello che fai * quando sei cattivo e cerchi di fermare intenzionalmente l'aereo in mare *. È ben noto che se i piloti avessero semplicemente ** lasciato andare i controlli **, l'aereo si sarebbe raddrizzato.
@Harper, quel punto è irrilevante. Nel momento in cui i piloti stavano tentando di riprendersi dallo stallo, annuendo, il software ha varcato la soglia di AoA in "input ragionevoli" e gli avvisi di stallo suonarono di nuovo, dove prima erano in silenzio. Questo ** ha creato un feedback negativo di rinforzo ai piloti e li ha confusi ** così tanto che l'aereo si è schiantato dove era una situazione totalmente recuperabile. Quel difetto di progettazione del software è costato la vita a oltre 200 persone.
@James No. Quando è tornato l'avviso di stallo, l'idiota [* di nuovo * si è tirato indietro completamente sul bastone] (https://www.tailstrike.com/010609.html), (senza menzionarlo al pilota in volo), condannando ciò che la possibilità di recupero potrebbe essere rimasta. Per favore, spiegami come sia qualcosa di diverso dall'azione più stupida e distruttiva possibile? Cosa diavolo avrebbe potuto tentare di ottenere il ragazzo?
I contenitori di spam (aerei leggeri monomotore come i 172) hanno un sollevamento verso il basso sugli ascensori. E, quando l'angolo di attacco è alto o la velocità in avanti è bassa, la portanza diminuisce, tendendo a far abbassare l'aereo per ripristinare un angolo di attacco più sicuro. È stabile, ma ha il costo di un sollevamento sprecato. La disposizione del canard dell'elevatore a prua (ad esempio i modelli Rutan) evita lo spreco di sollevamento.
John K
2019-03-14 23:25:08 UTC
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Per essere certificabili, gli aeroplani devono avere una sorta di segnali per avvertire quando ti stai avvicinando a una bancarella e avere un comportamento decente durante la stalla, perché nessuno è perfetto. Gli aeroplani con segnali fisici molto forti prima dello stallo, come l'intera cellula che trema, e un buon comportamento durante lo stallo, come un buon beccheggio naturale con tendenza al disinstallazione immediata dell'ala, possono scappare senza sistemi di avviso e prevenzione di stallo. >

Gli aerei da trasporto con ali molto caricate e profili alari ad alte prestazioni possono avere un comportamento scadente prima dello stallo (senza sbalzi o scuotimenti) e scarse prestazioni di recupero dopo e hanno bisogno di un piccolo aiuto. I profili utilizzati per gli aeroplani che volano a velocità prossime al transsonico tendono a soffrire di questo perché tendono a bloccarsi dal bordo d'attacco, a quel punto l'ala smette di sollevarsi all'improvviso e spesso non si verificano colpi o scosse precedenti.

I precedenti profili alari supercritici (mach # critico più elevato) sviluppati negli anni '70 erano particolarmente negativi per questo perché sviluppavano una bolla di separazione del flusso appena dietro il bordo d'attacco ad angoli di attacco elevati, a causa del profilo che è stato utilizzato per gestire la formazione di onde d'urto (tipico è il business jet Challenger e il Regional Jet CRJ200). Non si desidera sperimentare lo stallo naturale su un velivolo di questo tipo e deve essere installato un qualche tipo di sistema come supporto per il maltrattamento dell'aereo da parte del pilota.

Per gli aeroplani con controlli meccanici / idraulici, per fornire un avvertimento tattile in sostituzione o supplemento allo scuotimento dell'aereo (buffet di pre-stallo), vengono utilizzati degli stick shaker, che è solo un motore con un peso eccentrico sulla colonna di controllo. Se il comportamento dopo lo stallo (non molto naturale rispetto al beccheggio, o peggio, assestarsi in uno stallo profondo irrecuperabile) è scadente, viene installato uno stick pusher per dare una spinta alla colonna di controllo appena prima che si verifichi lo stallo naturale. Il sistema di protezione dallo stallo calcola quando fare tutto questo.

La maggior parte degli aerei ad alte prestazioni utilizza agitatori e alcuni utilizzano stick push. Con FBW, i computer FBW intervengono direttamente all'interno del circuito di controllo per ottenere lo stesso scopo senza dover scuotere o spingere i controlli.

Nell'incidente dell'Air France 447, l'Airbus A330 aveva solo un segnale acustico, senza alcun avvertimento fisico, e l'aereo era chiaramente costruito in modo che non potesse "scappare" senza preavviso. Perché?
L'ultima frase del mio post si applica. È un aereo FBW con le levette laterali ei computer controllano l'aereo ai margini, lasciando solo l'input del pilota andare così lontano, con un avvertimento acustico quando le cose si stanno avvicinando, ma i computer semplicemente non permetteranno al pilota di andare fino in fondo in uno stallo aerodinamico. 447 non era bloccato in senso aerodinamico durante la discesa, era tenuto al massimo assetto consentito dai computer, non del tutto bloccato, perché il posto destro era in modalità panico nebbia mentale tenendo lo stick laterale destro completamente a poppa del tutta la corsa verso il basso.
E il ragazzo sul sedile sinistro era in uno stato mentalmente saturo simile e non pensava di premere il pulsante di esclusione del passeggero sinistro per far cadere l'aereo. Ha spinto il suo stick in avanti un paio di volte, ma questo ottiene solo un input del 50% perché i due input sono in media, a meno che non lo scavalchi, e un input del 50% non è stato sufficiente per recuperare dalla discesa a bassa velocità.
La cabina di pilotaggio registrata ha registrato il suono dell'allarme acustico di stallo per l'intero decente, quindi sarei d'accordo sul fatto che i piloti fossero in una nebbia mentale e non abbiano registrato completamente ciò che dovevano fare.
Questo è uno dei maggiori problemi del settore. I piloti passano attraverso scuole di corsia preferenziale e finiscono in aerei di linea che sono impegnati in AP il 95% delle volte e non hanno mai imparato a volare davvero, come il ragazzo che ha imparato sugli alianti, ha volato nella boscaglia, ha volato scatole con più motori trascinare schifezze, per un numero o anni, al punto in cui gli istinti fondamentali di base vengono bruciati. Sanno cosa fare, ma non è sufficientemente interiorizzato, quindi quando accadono cose strane e il livello di stress arriva a 11, si congelano nella confusione .
fooot
2019-03-15 01:00:31 UTC
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Hai detto di comprendere i sistemi per impedire all'aereo di superare l'inviluppo di volo. Lo stallo è solo un altro confine dell'inviluppo di volo. Anche il resto delle limitazioni della busta è elencato nel manuale di volo. I piloti non dovrebbero sapere di non fermare l'aereo, così come sanno di non stressarlo eccessivamente o di superare altri limiti? Certamente.

Ma gli esseri umani commettono errori, possono distrarsi o disorientarsi. E proprio come è poco vantaggioso consentire a un pilota di strappare le ali dall'aereo beccheggiando troppo velocemente, non c'è alcun vantaggio nel permettere all'aereo di fermarsi.

Ecco una selezione di aerei che si sono schiantati a causa di bancarelle.

Volo South Airlines 8971

Air Algérie 5017

AirAsia QZ8501

Volo Thai Airways International 261

Volo Vladivostokavia 352

N452DA

Volo Yemenia Airways 626

Se i sistemi di protezione dallo stallo sono implementati e funzionano correttamente, possono prevenire i problemi. Di seguito sono riportati solo alcuni casi in cui la protezione contro lo stallo ha funzionato come previsto:

GoAir 338

Air France 7662

Jetstar 248

Sulla dimensione del flip, sono curioso di sapere cosa sarebbe successo a [Asiana 214] (https://en.wikipedia.org/wiki/Asiana_Airlines_Flight_214) se avesse avuto un sistema di prevenzione dello stallo. Se ricordo bene, hanno fatto uno stallo (o almeno molto vicino allo stallo) in una finale _molto_ breve mentre cercavano di fare la pista. Se un sistema di prevenzione dello stallo avesse impedito loro di alzare il muso, avrebbero urtato il _naso_ sulla diga invece che sulla coda? Sembra che avrebbe potuto essere una brutta situazione, molto peggiore.
@reirab True. D'altra parte, se si consente all'aereo di entrare in due limiti simultaneamente (fuori dalla stanza e fuori dalla velocità), non c'è molto che nessuno possa fare. Si potrebbe anche sostenere il sistema di sicurezza "opposto" e dire che una manovra di fuga automatica dal terreno sarebbe fantastica, tranne che con Asiana 214, avrebbe potuto peggiorare lo stallo ...
@CptReynolds concordato. La fonte principale del problema era, ovviamente, la mancanza di energia in una finale molto corta, che era totalmente il risultato di un errore del pilota. Ma, data quella situazione, dovevano praticamente scegliere come sarebbero caduti piuttosto che se sarebbero caduti. In quel tipo di situazione, personalmente preferirei un pilota umano che possa guardare fuori dalla finestra e dare rapidi giudizi in base all'esatta situazione sotto controllo. Semplicemente non è il genere di cose facili da tenere in considerazione quando si progetta un programma per computer.
Suggerisco di aggiungere Colgan 3407 all'elenco.
Penso che ci possa essere anche un leggero gioco di numeri giocato da alcune compagnie aeree. Le possibilità di un incidente aereo sono _molto_ scarse e i piloti ben addestrati sono più costosi (almeno per l'addestramento). Penso che l'intero settore stia vedendo i risultati di un paio di decenni in cui non vale la pena perseguire una carriera in aereo, quindi non ci sono abbastanza piloti giovani ed esperti. Pertanto, i paesi con una certificazione di aviatori o standard operativi meno rigorosi finiscono per avere piloti meno esperti che operano ben oltre le loro capacità.
Volare gli aeroplani è facile. Posso insegnare a qualcuno a pilotare in sicurezza un aereo in buone condizioni in circa 10-15 ore di volo. Ma in realtà essere un pilota, specialmente in situazioni in cui un sistema aereo non funziona correttamente e fornisce un feedback errato, è molto difficile e può richiedere molte, molte più ore per raggiungere quel livello di abilità.
@reirab Credo che USAir 1549 abbia avuto lo stesso problema. Mi sembra di ricordare Sully che ha ammesso che la protezione alfa gli ha impedito di svasarlo correttamente per un ammaraggio, provocando danni strutturali alla coda, ferendo gravemente un FA e lasciando entrare l'acqua.
tiger99
2019-03-16 02:26:43 UTC
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I requisiti di certificazione pertinenti, stabiliti dalla FAA / JAA / CAA, ecc. richiedono che un "aeromobile di grandi dimensioni" in grado di stallo disponga di un sistema di avviso e recupero automatico di stallo. Quindi la semplice risposta è "perché lo stato di diritto lo dice".

Forse potresti pensare di riformulare la domanda per chiedere perché il tradizionale shaker e pusher, con una storia lunga e soddisfacente, sono stati non usato? Mi aspetto che Boeing dovrà rispondere a questa domanda alle autorità.

Sono assolutamente d'accordo sul fatto che la tua riformulazione avrebbe migliorato la domanda, ma probabilmente è troppo tardi ora :(
Jan Hudec
2019-03-16 16:52:26 UTC
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Bene, lo stallo è un limite all'inviluppo di volo, quello che eccede che è più pericoloso, quindi il sistema di prevenzione dello stallo è uno dei sistemi che sovrascrive l'input del pilota se porta a superare l'inviluppo di volo.

E nota che lo stallo è direttamente correlato all'input del pilota, perché in un velivolo stabile¹ l'angolo di attacco è direttamente controllato dall'elevatore e dalla posizione dello stabilizzatore² e lo stallo si verifica quando viene superato il valore critico per la configurazione data.

¹ Tutti gli aerei da trasporto sono stabili longitudinalmente. Solo aeromobili instabili sono alcuni nuovi caccia (e alcuni esperimenti iniziali).

² La stabilità fa in modo che l'aereo becchi sempre in modo da assumere l'angolo di attacco “trimmed” determinato dalla posizione della superficie di controllo. È un feedback del primo ordine, quindi nessuna oscillazione e richiede un input di controllo davvero brusco, o una turbolenza grave, per creare una deviazione momentanea significativa.



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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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