Czy Boeing 737 Max Jest Bezpieczny?

Przez lata Boeing 737 był jednym z najbardziej niezawodnych i zaufanych samolotów na świecie. To 'koń roboczy’ wykorzystywany przez wielu operatorów na całym świecie, który przewozi miliony pasażerów każdego dnia. Jednak gdy najnowszy wariant: Boeing 737 MAX wszedł do służby w 2017 roku, doświadczeni piloci zaczęli zauważać niewielką, ale wyraźną tendencję do podnoszenia nosa samolotu. Początkowo wydawało się to drobną, nieistotną dla bezpieczeństwa niedogodnością, którą można było naprawić manualnie podczas lotu. Niestety, w lotnictwie nawet drobne problemy mogą mieć tragiczne konsekwencje i tak też było w tym przypadku.

Za tą pozornie niewielką tendencją kryje się ogromna i znacząca kwestia techniczna, która całkowicie zmieniła profil aerodynamiczny samolotu. Przyczyniły się do tego głównie nowe silniki i system MCAS, opracowany w celu kompensacji nowych charakterystyk lotu. To, co miało pozostać niezauważone i pomóc pilotom, stało się realnym zagrożeniem dla bezpieczeństwa. W tym artykule zbadamy, dlaczego Boeing 737 MAX przechyla nos do góry, co to oznacza z perspektywy pilota i jak decyzje związane z tą kwestią doprowadziły do jednego z najpoważniejszych kryzysów we współczesnym lotnictwie, a na pewno najbardziej dotkliwego dla firmy Boeing.

Jak Większe Silniki Przechylają Nos Boeinga 737 Max Do Góry

Wprowadzenie nowego wariantu Boeinga 737 MAX było strategiczną decyzją podjętą przez producenta w odpowiedzi na presję ze strony rynku. Ponieważ Airbus wprowadził nowy model: A320neo, który był bardziej innowacyjny i paliwooszczędny, Boeing nie był w stanie z nim konkurować swoimi wąskokadłubowymi samolotami „nowej generacji” (737NG). Próbując utrzymać konkurencyjną ofertę i utrzymać swoich głównych klientów, takich jak American Airlines, producent zdecydował się zmodernizować model 737, zamiast przechodzić przez długi i czasochłonny proces tworzenia całkowicie nowego samolotu. W rezultacie narodził się Boeing 737 MAX, który połączył sprawdzony płatowiec i konstrukcję z nowymi i wydajnymi silnikami.

Największą i najbardziej znaczącą zmianą w porównaniu do Boeinga 737 NG było zastosowanie większych i bardziej wydajnych silników Leap-1B. Pozwoliło to znacznie zmniejszyć zużycie paliwa i emisję dwutlenku węgla, przy jednoczesnym zachowaniu wymaganych osiągów. Problem polegał jednak na tym, że sam silnik był znacznie większy niż poprzednie, co uniemożliwiało zamontowanie go w tym samym miejscu pod skrzydłami, jak u poprzednika. Airbus nie miał takich problemów, ponieważ kadłub A320 znajduje się znacznie wyżej od ziemi niż 737. Ponieważ Boeing został zmuszony do przezwyciężenia tego problemu, zdecydowano, że silniki zostaną przesunięte do przodu i do góry, bliżej krawędzi natarcia skrzydła.

Niestety, ta pozornie nieistotna zmiana w rozmieszczeniu silników miała bardzo poważne konsekwencje dla charakterystyki lotu i aerodynamiki, zwłaszcza przy wysokich ustawieniach mocy i wysokich kątach natarcia (AoA), ponieważ gondole silnikowe zaczęły generować znaczne ilości dodatkowej siły nośnej w przednich częściach skrzydła. Efekt? Nos samolotu był wypychany w górę, bez ingerencji i intencji pilota. Ta zmiana w aerodynamice i decyzja Boeinga o tym, jak naprawić problem, zapoczątkowały reakcję łańcuchową, prowadząc do największego kryzysu producenta.

Nie Chodzi O Wagę A O Rozłożenie Sił

Na pierwszy rzut oka problem przechylonego nosa może wydawać się związany z rozkładem masy samolotu. Prosta logika sugeruje, że większy ciężar bliżej nosa oznacza dłuższy moment sił. Rzeczywistość jest jednak znacznie bardziej złożona i zaskakująca. Jak wspomninaliśmy wcześniej, problemem nie była waga silników, ale ich zdolność do generowania dodatkowej siły nośnej w konkretnych fazach lotu.

Przy dużych kątach natarcia gondole silnikowe, zamontowane wyżej i bardziej z przodu w porównaniu do starszych wersji 737, zaczynają działać podobnie do skrzydła. Generują siłę nośną, która działa prostopadle do osi samolotu, powodując nieoczekiwaną tendencję do unoszenia nosa. To właśnie ta cecha była głównym zmartwieniem producenta podczas certyfikacji. Ponadto wszelkie znaczące zmiany w sterowaniu samolotem oznaczałyby potrzebę dodatkowego szkolenia pilotów, co oznaczałoby większe koszty i 'niepotrzebne problemy’ dla linii lotniczych, czego Boeing starał się uniknąć. W wywiadzie dla Forbes R. John Hansman, profesor aeronautyki z MIT, wyjaśnił tę kwestię w następujący sposób:

„Jak rozumiem, przy dużych kątach natarcia gondole – czyli struktury w kształcie rur wokół łopat wentylatorów – wytwarzają siłę nośną. Ponieważ silniki są bardziej wysunięte do przodu, siła nośna ma tendencję do wypychania nosa w górę – powodując dalsze zwiększanie kąta natarcia. Zjawisko same się pogłębia i skutkuje tendencją do wzrostu nachylenia, które, jeśli nie zostanie skorygowane, może doprowadzić do przeciągnięcia aerodynamicznego. Nazywa się to stanem niestabilnym lub rozbieżnym. Należy zauważyć, że wiele samolotów o wysokich osiągach ma taką tendencję, ale jest to niedopuszczalne w przypadku samolotów kategorii transportowej, gdzie wymagane jest, aby samolot był stabilny i powracał do stanu ustalonego, jeśli do elementów sterujących nie zostaną przyłożone żadne siły”.

Jedną z kluczowych rzeczy sprawdzanych podczas certyfikacji jest 'siła nacisku drążka na G’, czyli pomiar siły, jakiej pilot musi użyć podczas manewrów. Ogólna, niepisana zasada brzmi: „im bardziej stromy i większy manewr, tym trudniejsze powinno być sterowanie”. W wariantach MAX siła potrzebna do sterowania gwałtownie się zmniejszała w niektórych momentach podczas stromych zakrętów, startu i ustawień dużej mocy, łamiąc zasadę stałej i przewidywalnej stabilności samolotu.

Ciche Rozwiązanie Brzydkiego Problemu Przez Boeinga

Gdy podczas lotów testowych samolotu Boeing 737 MAX odkryto znaczną tendencję do samoistnego unoszenia się samolotu, Boeing stanął przed trudną decyzją. Czy przeprojektować rozmieszczenie silników, czy też zrekompensować problem za pomocą mniej rygorystycznych metod alternatywnych. Producent zdecydował się na drugą opcję, wprowadzając rozwiązanie programowe: System Wzmocnienia Charakterystyki Manewrowej (MCAS – Maneuvering Characteristics Augmentation System).

Początkowo MCAS miał aktywować się tylko w bardzo konkretnych warunkach i momentach lotu, takich jak strome zakręty lub rotacja przy starcie. Jego głównym zadaniem było nieznaczne pochylenie nosa w dół, aby utrzymać charakterystykę lotu podobną do starszego 737 NG. Oznaczało to, że linie lotnicze mogły wprowadzić wariant MAX do swojej floty bez dodatkowych szkoleń dla pilotów i przyspieszyć proces certyfikacji.

Z czasem MCAS uzyskał jednak większe uprawnienia i 'wolność działania’, co Boeing uczynił przez aktualizacje bez powiadamiania pilotów ani Amerykańskiego Urzędu Lotnictwa (FAA). System był w stanie aktywować się wielokrotnie podczas lotu, zmieniać ustawienia pilota i wykorzystywać do swoich obliczeń tylko jeden czujnik kąta natarcia. To właśnie ta decyzja o niewidocznych zmianach doprowadziła później do tragicznej śmierci 346 osób podczas dwóch lotniczych katastrof spowodowanych właśnie przez MCAS.

Dwie Katastrofy Boeinga 737 Max Spowodowane Przez MCAS

W październiku 2018 r. miał miejsce pierwszy wypadek MAX’a, gdy lot Lion Air 610 rozbił się w Indonezji. Zaledwie kilka miesięcy później, w marcu 2019 r., drugi samolot Boeing 737 MAX linii Ethiopian Airlines rozbił się krótko po starcie. W wyniku tych katastrof zginęło łącznie 346 pasażerów.

Dochodzenia wykazały, że w obu przypadkach MCAS aktywował się na podstawie błędnych wskazań czujnika kąta natarcia. System, bez wiedzy pilota, agresywnie trymował samolot 'w dół’, nawet po korektach pilotów. Piloci walczyli z kontrolami sterującymi, nie wiedząc, co powoduje agresywny moment przechylenia. Bez wiedzy o istnieniu systemu MCAS i bez odpowiedniego przeszkolenia w zakresie aktualizacji, toczyli z samolotem nierówną walkę, której nie sposób było wygrać.

Te tragedie nie tylko wstrząsnęły całą społecznością lotniczą na całym świecie, ale także obnażyły podejście Boeinga do bezpieczeństwa i certyfikacji. System został zaprojektowany tak, aby po cichu ukryć różnice w locie wariantu MAX, który ostatecznie stał się jego piętą achillesową. Dziś wiemy, że wszystko zaczęło się od niepozornego kompromisu projektowego związanego z umiejscowieniem silnika. Wiele osób jednak wciąż zastanawia się, czy decyzja Boeinga była dobrze przemyślanym rozwiązaniem inżynieryjnym, które miało nieoczekiwaną wadę, czy też ostatnią deską ratunku i pospiesznym pomysłem, aby za wszelką cenę utrzymać przy życiu przestarzały 50-letni projekt płatowca 737.

Co Się Zmieniło Od Czasu Uziemienia Boeinga 737 Max

Po tych dwóch tragediach wszystkie samoloty MAX zostały uziemione na 20 miesięcy, co czyni je najdłużej uziemionym modelem w historii amerykańskiego lotnictwa komercyjnego. W tym czasie, oprócz dochodzeń, Boeing ściśle współpracował z FAA, aby naprawić MCAS i przywrócić warianty MAX do eksploatacji.

System MCAS został w dużej mierze przeprojektowany, z wymogiem korzystania z dwóch, a nie jednego wskaźnika kąta natarcia (AoA). Co najważniejsze, nie jest on teraz w stanie zastąpić poleceń pilota (co mógł zrobić wcześniej) i może aktywować się tylko ograniczoną liczbę razy podczas lotu (w przeciwieństwie do nielimitowanej liczby aktywacji). Boeing wprowadził również dodatkowe szkolenia dla pilotów operujących na wariantach MAX, które obejmują szczegółowy przewodnik o systemie i procedurach w przypadku jego awarii.

W grudniu 2020 roku Boeing 737 MAX powrócił do eksploatacji jako jeden z najdokładniej przetestowanych i sprawdzonych samolotów w historii. Tendencja do unoszenia nosa jest jednak nadal obecna, z tą różnicą, że piloci znają teraz rozwiązania wdrożone w celu jej przezwyciężenia.

Czego Nauczyła Nas Ta Sytuacja i Co Dalej Z B737 Max

Historia modelu 737 MAX jest ostrzeżeniem, co może się stać, gdy presja komercyjna i biznes zderzą się z inżynierią i bezpieczeństwem. Kiedy Airbus wprowadził A320neo z wielkim sukcesem, Boeing został zmuszony do ulepszenia swojej oferty, ponieważ starszy Boeing 737 NG nie mógł konkurować z Airbusem. Zmusiło to producenta do stworzenia nowego, wydajnego wariantu w relatywnie bardzo krótkim czasie.

W rezultacie Boeing 737 MAX miał ukryte kompromisy, które zamiast zostać naprawione i zaadresowane u źródła, zostały zamiecione za pomocą kilku linijek kodu. Niewidoczne dla pilota i organów certyfikujących (FAA), były łatwym rozwiązaniem, i pozwoliły na szybkie wprowadzenie Boeinga 737 MAX do eksploatacji, sprawiając, że tendencja do podnoszenia nosa była pozornie niewidoczna.

Dziś MAX-y są symbolem tego, co może się stać, gdy decyzje biznesowe i komercyjne mają pierwszeństwo przed bezpieczeństwem i właściwą inżynierią. Niestety, ta lekcja przyszła za najwyższą cenę – ponad 300 żyć ludzkich i na zawsze zmieniła podejście do bezpieczeństwa w lotnictwie.

Czytaj Również: Zaginiony Concorde: Tajemnica Jednego z Najsłynniejszych Samolotów