El sistema MCAS del 737 MAX
El modelo 737 MAX de la casa Boeing es un buen intento de dotar al veterano modelo con unas mejores características de vuelo, más capacidad de carga y mejor consumo específico. Para poder efectuar estas mejoras en la eficiencia, los ingenieros tuvieron que instalar los nuevos motores CFM International LEAP-1B que eran muy grandes. Existe una correlación entre el diámetro del FAN y la eficiencia de los motores. En términos generales, mayor FAN significa una mayor eficiencia. El problema es que estos motores son muy voluminosos y pesados, con lo que su instalación requiere de nuevos cálculos de centrado y equilibrio. El diseño de los ingenieros para acomodar este motor fue: situarlo en una posición más adelantada y un poco más alto. También significó tener que modificar el tren de aterrizaje. El conjunto de cambios resultó en un avión un 14% más eficiente que el modelo anterior, pero también significó que las características de vuelo se vieron afectadas.
En el proceso de certificación se encontró que el avión tendía a encabritarse ligeramente en ciertas situaciones. Para poder compensar esta tendencia indeseada, Boeing instaló (además de otros sistemas) un sistema específico de control de cabeceo llamado MCAS (Maneuvering Characteristics Augmentation System) o sistema de aumento de características de maniobra o compensación automática y prevención de entrada en pérdida. Según Boeing, este sistema automático está diseñado para activarse solo durante virajes pronunciados con factores de carga elevados y cuando el vuelo se realiza en configuración limpia (flaps retraídos) a velocidades cercanas a la pérdida. El sistema lo activa automáticamente el ordenador de control de vuelo (FCC o Flight Control Computer) utilizando datos de entrada de los sensores y otros sistemas del avión. La idea es producir una compensación de cabeceo (trim) automática para evitar la entrada en pérdida. Este sistema es una ayuda más para los pilotos cuando vuelan en modo manual (sin piloto automático). El sistema baja el morro del avión automáticamente cuando este se encuentre en una posición excesivamente alta durante el vuelo manual.
El problema que se discute ahora en muchos foros, en el caso del accidente de Lion Air 610, es si los pilotos sabían que este nuevo sistema estaba instalado y en caso afirmativo, qué hacer en caso de que se produjera un fallo del sistema. Todavía falta la declaración oficial, y por ello lo que aquí se dice es solo una mera descripción del MCAS. Que se haya activado de forma incontrolada o incorrecta en vuelo es algo que se verá en la investigación oficial. Si esto hubiera ocurrido en pleno vuelo, el sistema habría hecho que el avión baje el morro. Si los pilotos no pueden o saben como controlarlo, el vuelo se hace impracticable. En el nuevo caso del vuelo 302 de Ethiopian Airlines planea la misma duda. Debajo se puede ver un esquema de como actúa este sistema de compensación.
Las condiciones para que se active el MCAS son:
- Piloto automático desactivado
- Ángulo de ataque alto (basado en velocidad y altitud)
- Flaps retraídos
- Viraje muy pronunciado
Las condiciones para la desactivación son:
- Ángulo de ataque dentro de los parámetros normales
- Actuación por parte de los pilotos del sistema de compensación de cabeceo (TRIM).
En la posición A se puede ver a un avión en vuelo recto y nivelado. El sensor del ángulo de ataque funciona correctamente. En la posición B el avión se encabrita, el sensor de ángulo de ataque lo detecta y el MCAS mueve el estabilizador horizontal para compensar el encabritamiento. El estabilizador horizontal se mueve a una velocidad de unos 0,27º por segundo hacia arriba hasta un máximo de 2,5º. La duración máxima de esta compensación es de 9,26 segundos. El sistema funciona de forma correcta y es útil, pero si los sensores del avión mandaran señales incorrectas, el MCAS podría haberse activado sin necesidad.
Problemas con el sistema
Si los sensores del avión detectan erróneamente que el ángulo de ataque es excesivo, el MCAS entra en funcionamiento. Si los pilotos no compensan el avión manualmente, con el sistema TRIM, este seguirá bajando el morro. Mover la columna de control no desactiva el MCAS. Tirar de la palanca hacia atrás mueve el timón de profundidad, pero no el estabilizador horizontal. Este último es comandado por el sistema de compensación trim. El sistema de compensación (trim eléctrico situado en la propia columna de control) si puede anular el sistema MCAS, pero si se deja de actuar sobre los interruptores, el sistema MCAS vuelve a entrar en funcionamiento al cabo de 5 segundos cuando los sensores continúan indicando que el ángulo de ataque es todavía muy alto. Para poder desactivar el sistema completamente, los pilotos pueden utilizar los interruptores llamados CUTOUT (Stab Trim Cutout). Una vez actuados, se puede compensar el avión manualmente con una rueda mecánica de control a ambos lados de la consola central. Esto no siempre es sencillo, sobre todo si el avión vuela muy rápido. Si el avión ha quedado descompensado en cabeceo a alta velocidad y se quiere recuperar la compensación normal costará bastante dar vueltas a la rueda.
Boeing ya emitió en su día un boletín para saber cómo actuar en caso de que el MCAS se active de forma incontrolada.
------------------------Actualización 18-03-2019--------------------------
Hoy me encuentro en Viena dando instrucción del E-Jet y uno de mis alumnos viene de haber volado el 737 MAX en Flydubai. Le pregunté por el MCAS y la respuesta fue clara: "Hace años que vuelo el MAX y nunca nos dijeron que teníamos ese sistema instalado en el avión. No nos dieron instrucción ni se nos dijo nada sobre el sistema. Aparentemente es un sistema que un piloto no necesita saber".
Ante mi pregunta sobre como lidiaban con las emergencias en caso de producirse un fallo en el sistema de compensación me dijo: "siempre hemos tratado esos problemas como si de un fallo del actuador propiamente dicho se tratara (trim runaway), pero nunca como fallo de software. Evidentemente no son la misma cosa".
Otros artículos relacionados:
Momento de cabeceo
Limitación del cabeceo
Compensación de cabeceo (trim)
Compensación automática del cabeceo (el verseno)
El ángulo de ataque y la pérdida
------------------------Actualización 18-03-2019--------------------------
Hoy me encuentro en Viena dando instrucción del E-Jet y uno de mis alumnos viene de haber volado el 737 MAX en Flydubai. Le pregunté por el MCAS y la respuesta fue clara: "Hace años que vuelo el MAX y nunca nos dijeron que teníamos ese sistema instalado en el avión. No nos dieron instrucción ni se nos dijo nada sobre el sistema. Aparentemente es un sistema que un piloto no necesita saber".
Ante mi pregunta sobre como lidiaban con las emergencias en caso de producirse un fallo en el sistema de compensación me dijo: "siempre hemos tratado esos problemas como si de un fallo del actuador propiamente dicho se tratara (trim runaway), pero nunca como fallo de software. Evidentemente no son la misma cosa".
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Los ADIRU
Pesado y centrado de un avión
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_______________________________enlaces de los comentarios____________________________
Fíjate que ya te iba a escribir yo sobre este tema....te has adelantado :)
ResponderEliminarEl domingo cuando leí la triste noticia de que de nuevo un 737 MAX sufría un accidente de consecuencias fatales no pude evitar pensar en el MCAS. ¿Estará detrás de este accidente el mismo sistema al igual que en el vuelo de Lion Air? Creo que esta pregunta nos la hemos hecho casi todos.
Yo quiero pensar que la compañía introdujo en los manuales de operaciones del modelo el boletín emitido por Boeing acerca de los procedimientos aplicables contra este problema, y que las tripulaciones han sido entrenadas sobre este pero.... ¿y si no? ¿Bueno, y si sí?
Leí el boletín en su día y no dejó de llamarme la atención el conjunto de fallos que pueden darse al mismo tiempo ante un error del sensor de AoA, ¿Nos imaginamos una tripulación sin conocimiento del sistema MCAS o sin la suficiente conciencia situacional o entrenamiento específico sobre este problema y que justo en el ascenso acelerando mientras van limpiando el avión de repente empiezan a saltar alarmas, que el AP se desactive (si estaba ya algún modo enganchado) y la nariz del avión comience a bajar violentamente? Une a todo esto el propio factor humano y otras variables que la investigación posterior nos intentará aclarar, creo que tenemos todos los ingredientes para un accidente de este tipo.
Sinceramente pienso que aún conociendo el procedimiento, si no se actúa directamente sobre el mismo al primer indicio puede ser demasiado tarde. Tenemos un estabilizador horizontal generando fuerzas que no serán anuladas por el elevador por mucho que se tire de la columna una vez que la posición del trim haya alcanzado su máxima deflexión de morro abajo. Sin embargo, ¿No se estaría viendo la rueda del compensador girar automáticamente mientras el estabilizador cambia y quizás con ello la "intuición" de aplicar compensador arriba? Aquí creo que entra en juego un muy buen entrenamiento en CRM y que las funciones del Pilot Flying y Pilot Monitoring no se solapen (aparte del propio entrenamiento en procedimientos anormales y de emergencia)
A pesar de todo esto y bajo mi humilde opinión Boeing debe solucionar este problema cuanto antes mientras sigan operando las nuevas series del modelo, creo que el sistema está bien pensado y posiblemente sea totalmente necesario por los motivos que comentas (los cuales desconocía) pero a mi me preocupa seriamente esta incidencia por la comprometida situación en la que puede verse envuelta la actitud de la aeronave en fases críticas de vuelo.
Un saludo,
David Muñoz
Muchas gracias por tu extenso comentario David. Solo añadir que, como siempre digo, hay que ser cautos hasta que no haya declaración oficial. Hasta entonces una buena fuente a seguir para estar bien informado es The Aviation Herald. Si buscas avherald.com en la Web, podrás ver lo que se va sabiendo sobre el caso con bastante rigor.
EliminarUn cordial saludo Manolo
No hay de que Manolo, gracias a ti siempre por tus fabulosos artículos. Avherald la conozco desde hace algún tiempo por su canal en youtube, es una página fantástica para estar al día de los últimos accidentes/incidentes y aprender de los mismos.
EliminarEn una actualización de fecha de ayer lunes indican: "On Mar 11th 2019 two listeners on frequency reported independently the crew declared emergency shortly after normal departure, while in the initial climb, reporting they had unreliable airspeed indications and had difficulties to control the aircraft. The listeners could not hear later transmissions due to frequency changes."
Parecen indicios de que el susodicho podría estar detrás de este accidente otra vez, pero como bien dices en esto de las investigaciones hay que ser muy cautos, no podemos aventurarnos a sacar conclusiones más allá de las vagas ideas e indicios iniciales.
Yo también pienso que las responsabilidades aquí deberán ir depurándose, no es de recibo que un sistema que influye sobre los controles primarios de vuelo sea desconocido por las tripulaciones por un "ocultamiento" del fabricante, vete a saber el motivo; con lo que a mi me gusta Boeing...
Un abrazo.
David Muñoz
mientras tanto... https://www.elconfidencial.com/empresas/2019-03-12/reino-unido-boeing-prohibe-accidente-etiopia_1876818/
ResponderEliminarMuchas gracias por la info querido lector. He puesto el link al final del post para que sea "pinchable" porque en la sección de comentarios no funciona el enlace.
EliminarUn cordial saludo
Manolo
Un artículo que he leído sobre el tema que hace que el tema sea incluso peor de lo que parecía en un principio
ResponderEliminarhttps://www.heraldnet.com/nation-world/how-faa-delegated-a-pivotal-737-safety-analysis-to-boeing/
supongo que algunos lo habréis leído ya...
Hola Daniel, muchas gracias por el link, lo he puesto al final del artículo del MCAS para que la gente lo pueda pinchar.
EliminarUn cordial saludo
Manolo