por Fernando Zás, desde Parque del Plata, Uruguay

El sistema de aumento de las características de maniobra del avión (MCAS, por sus siglas en inglés) está implicado en los accidentes de Lion Air Flight 610 y Ethiopian Airlines Flight 302 que, en total, murieron 346 personas.

En su comunicado de prensa de abril de 2019, el director general de Boeing, Dennis Muilenburg, reconoció que se trataba de un MCAS defectuoso. Pero también señaló: “La historia de nuestra industria muestra que la mayoría de los accidentes son causados por una cadena de eventos. Este es nuevamente el caso aquí, y sabemos que podemos romper una de esas cadenas en estos dos accidentes. Como los pilotos nos han dicho, la activación errónea de la función MCAS puede agregar a lo que ya es un entorno de alta carga de trabajo ".

Si bien el MCAS es exclusivo del MAX, todo en aviación puede derivar lecciones de seguridad importantes para sus propias operaciones, independientemente de la fabricación o el tipo de aeronave.

Los dos accidentes involucraron múltiples factores, incluyendo deficiencias en el diseño del software de control de vuelo, pero además no se proporcionó información a las aerolíneas sobre cómo y por qué funciona el MCAS, junto con deficiencias de entrenamiento de la tripulación, factor sorpresa, distracción y desorientación, junto con una falla en la gestión de los recursos de la cabina y la aeronave, entre otros.

MCAS es una nueva ley de control de vuelo que se agregó al MAX porque los nuevos motores turbofans Leap 1B del 737 MAX son considerablemente más grandes que sus predecesores, montados más arriba y más lejos del ala para tener más separación del piso y producen una considerable elevación de vórtice en ángulos de ataque elevados (AOA). La elevación adicional desplaza el centro de presión hacia adelante, reduciendo así la estabilidad longitudinal de la aeronave a medida que se aproxima a la pérdida aerodinámica. Esto no es problemático, excepto cuando los SLATS (dispositivos hipersustentadores de borde de ataque del ala) y los FLAPS (dispositivos hipersustentadores de borde de fuga del ala) se retraen, con pesos de operación bajos y con un CG (centro de gravedad o trim) muy atrás.

En esta posición extrema de su  flight envelope, el margen entre el centro de presión y el CG es demasiada pequeña con un AOA alto, por lo que el MAX no puede cumplir con los requisitos de certificación para un control positivo del ángulo de la nariz. El aumento de G, o factor de carga, solo agrava la inestabilidad con un AOA alto.

MCAS es una función de aumento de estabilidad, integrada en el software de control de vuelo, que controla hasta 2.5 grados del ajuste del estabilizador hacia abajo con un AOA alto, dependiendo de la posición de inicio del estabilizador horizontal y el número de Mach de la aeronave, aumenta el momento de cabeceo de la nariz hacia abajo y aumenta la estabilidad del control del ángulo de la nariz lo suficiente como para cumplir con los estándares de aeronavegabilidad. A pesar de los numerosos informes de noticias que indican lo contrario, el MCAS no es un sistema de "anti-pérdida" o "prevención de la pérdida". Está ahí para hacer que el MAX se comporte como un Boeing NG que se aproxima a la pérdida, y durante la recuperación de la pérdida.

En particular, las pruebas de vuelo han demostrado que el MCAS no es necesario para cumplir con los estándares de certificación en pesos operativos normales con reservas de combustible mínimas y pasajeros a bordo.

Un piloto, que ha volado y evaluado los modelos 737NG y MAX, contó su experiencia al volar una pérdida aerodinámica completa con MCAS inoperativo en el simulador del MAX.

 "Redujimos la potencia al alcanzar 5,000 pies para reducir la velocidad del avión en aproximadamente 1 kt. por segundo. Teníamos un CG medio con tren, slats y flaps arriba.

Compensamos hasta alcanzar un 30% por encima de la velocidad de pérdida y luego continuamos para volver a colocar la rueda de control neutral. La sensación de pitch fue natural, aumentando progresivamente a medida que la velocidad del aire disminuyo. En algún momento entre la advertencia audible de pérdida y el stick-shaker, sentí alivio en la presión de control en la punta de mis dedos. Sinceramente, si no lo hubiera estado observando, no creo que hubiera notado ninguna diferencia entre el MAX y el NG. Seguí tirando a pesar del stick-shaker, luego comenzó el buffet, y luego actuó el elevator feel shift  [una función que duplica las fuerzas de la sensación del control] y, finalmente la pérdida total , momento en que la columna de comando se enterró en mi regazo. "La nariz simplemente se dejó caer suavemente con la pérdida y yo inicié la recuperación como lo haría en la mayoría de los otros aviones que he volado".

Boeing agregó dos vortilones más a cada leading edge, para un total de seis por lado, y también alargó y aumento el espesor de los leading edge stall strips, (generalmente consisten en una pequeña pieza de material, normalmente de aluminio, de sección transversal triangular y, a menudo, de 6 a 12 pulgadas (15 a 30 cm) de longitud. Está remachada o pegada en el borde de ataque del ala, generalmente en la raíz del ala. Con ángulos altos de ataque, destruye la capa límite aún laminar, iniciando la separación del flujo antes que en otras posiciones a lo largo del ala. Esto tiene el efecto de hacer que la raíz del ala entre en pérdida antes de las partes externas del ala, lo que garantiza una entrada en perdida progresiva hacia el exterior, minimiza el riesgo de giro y otorga el máximo control a los alerones durante toda la pérdida) para asegurarse que el comportamiento de pérdida del MAX sería tan dócil como el del NG en la mayoría de su flight envelope. Sin embargo, el piloto comentó que anteriormente no había volado más lento que el stick-shaker durante las sesiones de simulación MAX o NG.

Factores múltiples en las cadenas de accidentes
Cuando se implementó originalmente, el MCAS tenía al menos cinco fallas potencialmente graves.
1.    En primer lugar, parece que Boeing no les dijo a los operadores, asociaciones de pilotos o a las tripulaciones de vuelo que la función MCAS se agregó al MAX, y mucho menos que les enseñe a todas las partes interesadas los modos de operación normales y anormales. Entonces, aparentemente, la primera vez que se activó el MCAS, sería una sorpresa para los pilotos. ¿Lo racional? Los funcionarios de Boeing parecían creer que el MCAS se activaría tan raramente que virtualmente no era necesario cargar a los operadores con sus detalles técnicos.

2.    La versión original de MCAS utilizó un solo sensor de aletas α. Las sondas AOA y los sensores de las aletas han demostrado ser tan confiables que su falla fue considerada como un evento ultra-raro. Pero si un solo sensor de AOA funcionara mal, como en el caso de los accidentes de Lion Air y Etiopía, el MCAS podría ser activado erróneamente.

3.    A los pilotos de los Boeing se les ha enseñado, durante años, que empujar o tirar de la columna de mando, en contra del movimiento del compensador, activa los interruptores de corte de la columna de mando lo que causa la interrupción de la alimentación eléctrica del sistema de compensación. Esto detiene temporalmente el movimiento del estabilizador, lo que permite a la tripulación el apagar los interruptores de alimentación al trim manual y al del piloto automático.  

Pero ese no es el caso con MCAS. Una vez que se activa y comienza a ordenar el movimiento del trim hacia abajo, tirar de la columna de mando hacia atrás no desactivará el sistema de corte eléctrico. ¿Es racional? Si, ya que, si los pilotos pudieran inhabilitar el MCAS con la presión de la columna de mando, habrían eliminado la intención del diseño del MCAS el cual comanda la nariz hacia abajo para aumentar la estabilidad longitudinal y poder cumplir con las regulaciones.

4.    A los pilotos no se les dijo que, si usaban los comandos de trim localizados en la columna de mando mientras el MCAS estaba funcionando, lo detendría durante solamente 5 segundos, después de 5 segundos el MCAS se activaría nuevamente enviando un comando de trim hacia abajo abajo si la condición de AOA alta persistiera. Los repetidos comandos de trim de nariz hacia abajo del MCAS podrían hacer que el elevador se desplace completamente, lo que provocaría que la posición del trim horizontal superara la autoridad de control del elevador. Los pilotos del 737 dicen que el trim completamente hacia abajo siempre "gana" sobre el comando de los elevadores. Los pilotos generalmente pierden la batalla de control con el trim y el avión se vuelve incontrolable.

5.    Es probable que un comando MCAS fuera de control esté precedido por una impresionante y desorientadora diferencia en la velocidad indicada (IAS) / o en la altitud ALT / o en la activación de la alarma de perdida (Stick-shaker) / o en la alarma de sobre velocidad o en todas ellas juntas. Las computadoras de a bordo utilizan señales de los AOA para corregir los errores del sensor estático y del tubo pitot para saber el ángulo de ataque (ángulo relativo del viento). Si un sensor α se desplaza erróneamente por completo durante el despegue, como sucedió en los accidentes de Lion Air y Ethiopian, puede causar variaciones significativas en la velocidad y altitud mostrada en los PFD (Primary Flight Dispaly – Indicadores primarios de vuelo) derecho e izquierdo.

Un piloto, que voló un simulador de B 7373 MAX con fallas de MCAS, explica la confusión resultante y la pérdida total de su conciencia situacional.
 
“Comenzamos un despegue normal, pero en la rotación, el AOA izquierdo queda pegado en la parte superior de la escala. Esto fue algo que nunca habíamos visto durante el entrenamiento inicial o recurrente de simulador.

El indicador de pérdida (Stick-shaker) funciona continuamente, con un sonido y una fuerte vibración de la columna de mando, como para centrar la atención en la indicación de AOA que es críticamente alta. Pero no aprecié el efecto que una indicación errónea del AOA tiene en los indicadores de velocidad y altitud en el PFD. Fui a la vez, distraído y desorientado porque no lo había visto antes en el entrenamiento de simulador. “Inicialmente tuve una visión de túnel y me cegué en cuanto a lo que podría suceder después ".

Grandes errores en AOA pueden causar diferencias de 20 a 40 kts en la velocidad indicada y de 200 a 400 pies en la altitud indicada, según el piloto que entrevistamos. Esto está acompañado por una indicación de IAS DISAGREE (indica que hay diferencias de velocidad indicada entre el PFD izquierdo y derecho) y ALT DISAGREE (indica que hay diferencias de altitud entre el PFD izquierdo y derecha) que se iluminan en ambas PFD. Boeing también está actualizando el software del MAX con indicadores de marcación AOA opcionales y un AOA estándar que indica un desacuerdo entre los AOA.

"Seguimos la CHECK LIST (lista de verificación) para “UNREALIABLE AIR SPEED” (velocidad del aire no confiable), asegurándonos de que el piloto automático, auto-throttle (Acelerador automático) y los directores de vuelo estuvieran desconectados. Reducimos la potencia a 80% N1, ajustamos 10 grados de nariz arriba y subimos a 1000 pies AGL. Luego bajamos la nariz, comenzamos a acelerar y retrajimos los SLATS y los FLAPS a 210 KIAS ".

Cuando los SLATS y los FLAPS estaban completamente retraídos, el MCAS se activó debido a la lectura errónea de un AOA muy alto.

"Es una buena cosa que sabíamos qué esperar, de lo contrario, la visión de túnel del evento de " UNREALIABLE AIR SPEED " podría habernos cegado y evitar ver el comando de nariz abajo aplicado por el MCAS. Cuando noté que las ruedas de ajuste manual estaban girando, agarré la rueda izquierda. Era fácil detener el ajuste con la presión de la mano, pero sabía de antemano lo que estaba sucediendo. Seguimos la lista de verificación para el STABILAZER OUT OF TRIM (estabilizador fuera de control), verificando nuevamente la desconexión del piloto automático. Apagamos ambos interruptores del TRIM y accionamos manualmente las ruedas del trim para aliviar las presiones en la columna de mando. Utilizamos el ajuste manual durante el resto del vuelo para aterrizar. Eso me abrió los ojos, ya que nunca había estado expuesto a eso durante el entrenamiento con simulador, y mucho menos lo experimenté realmente ".

El piloto dijo que es fundamental seguir los elementos de memoria de la lista de verificación, bajar la potencia al 75% de N1 después de retraer los slats y los flaps y llevar la nariz del avión a 4º de nariz arriba.  Dejar que la velocidad pase de 220 a 250 kt. causa que la capacidad de control se vuelva cada vez más difícil, si no imposible, porque las cargas de aire crean tanta resistencia en el tornillo del elevador que la barra no se puede mover con las ruedas de ajuste manual.

Entrenamiento – Costo vs Entrenamiento - Competente
A raíz de los accidentes de Indonesia y África, algunos pilotos de líneas aéreas se sienten traicionados por otros en la industria de la aviación. Dicen que nunca se les ha enseñado cómo los errores de detección de AOA pueden causar desviaciones sustanciales en las indicaciones de datos aéreos entre las PFD izquierda y derecha, y mucho menos a indicaciones de pérdida o fallas de indicación en el PFD. Nunca han estado expuestos a escenarios de sistemas anormales durante las sesiones de entrenamiento inicial o recurrente del simulador, como las que ya se describieron.

Los pilotos de Boeing 737, volando para tres transportistas aéreos de los EE. UU., nos dijeron que nunca han tenido que volar el simulador hasta el aterrizaje solamente usando el TRIM manual.  En contraste, un capitán de aerolínea retirado que voló para el ex Air Berlin, nos dijo que, hace años, volar el simulador hasta el aterrizaje con ajuste manual del trim era una parte regular de su entrenamiento recurrente. Tal entrenamiento de simulación riguroso ya no es una rutina en la industria aérea.

"Solo estamos marcando casillas para la FAA", dice un piloto de aerolínea con sede en Seattle. Este aviador, en sus 30 años, ha registrado más de 17,000 horas. tiempo total de vuelo en los 737, CRJ, planeadores, aviones de paracaidismo y su propio Cessna185, más un DC-3 y un Warhawk P-40, entre docenas de otros modelos. Pero él es la excepción, más que la norma entre los pilotos profesionales en su grupo de edad. Él espera un mayor nivel de entrenamiento para asegurar que los pilotos de las aerolíneas sean competentes.

Pero encontrar una cantidad suficiente de nuevos pilotos para llenar los espacios en una industria en rápido crecimiento es difícil. Y asignar un tiempo y recursos suficientes para la capacitación integral de nuevos empleados es un desafío.

“Las aerolíneas de todo el mundo enfrentan una escasez de pilotos creada por las fuerzas en tándem de las jubilaciones de pilotos y la escalada del tráfico aéreo. Hasta ahora, la atención se ha centrado en el desafío cuantitativo. "Las nuevas academias y los programas de carreras están orientados a aumentar la producción de pilotos, pero se enfrentan a problemas como la capacidad de los instructores y la financiación", escribió Thierry Dubois, jefe de la oficina de Aviation Week & Space Technology en Lyon, Francia, para esa publicación hermana, el pasado mes de marzo. "La escasez piloto es tanto cuantitativa como cualitativa".

"Una escasez de pilotos inminente se combina con una variación en el nivel de entrenamiento en todo el mundo", dijo a Dubois Jean-Michel Bigarre, director de entrenamiento de vuelo global de Airbus. No hay mucha coherencia en la capacitación de pilotos o la competencia en todo el mundo. "[Nosotros] vemos cosas extrañas en los países pobres donde el transporte aéreo está creciendo muy rápido, una calificación de piloto sospechosamente rápida y una contabilidad de horas de vuelo fraudulenta", agregó Bigarre.

Pero como dijo el piloto de EE. UU. después de volar el simulador de MAX, las emergencias que experimentó en escenarios fuera de control de AOA, incluida la necesidad de hacer volar el avión hasta el aterrizaje con TRIM manual, no se parecían a nada que hubiera experimentado durante las sesiones de entrenamiento en simulador para el NG o MAX. Sus comentarios fueron repetidos por otros pilotos de líneas aéreas con los que hablamos. Eso no habla bien de los estándares de entrenamiento del Primer Mundo. Entonces, ¿podemos esperar que el entrenamiento de vuelo sea mejor en los países más pobres que en el oeste?

La nueva carga de software de la computadora de control de vuelo P12.1 de Boeing proporciona comprobaciones de validez AOA de triple redundancia para evitar la activación falsa de MCAS. También limita la autoridad de trim del sistema. Y si el comando de trim del MCAS supera los 2.5 grados, el sistema se desactiva. Esos cambios deben asegurar que no habrá más errores de MCAS.

Sin embargo, la actualización de Boeing aborda solo un problema que afecta a un modelo de avión. No considera que los problemas de capacidad de control sean más sintomáticos de numerosos problemas mayores, que incluyen entrenamiento, aeronavegabilidad y preparación para lo inesperado. El principal de ellos es el modelo de instrucción del piloto actual de su capacitación en función del costo, y no de su capacitación en función de su competencia.

"El error humano puede explicar el" qué ", pero no el" por qué ". No lo haríamos si fuera un error de computadora. Descubriríamos por qué la computadora cometió el error. Lo arreglaríamos ", dice el capitán. Shem Malmquist, ex presidente de ingeniería e ingeniería de aeronaves de pilotos de línea aérea de su compañía y ahora profesor visitante en el Instituto de Tecnología de Florida. “Si queremos eliminar los accidentes, debemos capacitar a los pilotos para que hagan lo único que las computadoras no pueden. Eso es innovar, idear soluciones novedosas que estén fuera de cualquier cosa que los diseñadores puedan imaginar en el terreno. Esperamos que los pilotos manejen cualquier evento inesperado que puedan encontrar en un vuelo ".

Malmquist también escribió Angle of Attack, un libro que examina el accidente del vuelo 447 de Air France, entre otros, en relación con las habilidades de los pilotos para manejar lo inesperado.

"Pero, ¿cómo ganan estas habilidades? ¿Y estamos brindando esa oportunidad a los nuevos pilotos?” Pregunta. “A medida que el entrenamiento se vuelve más reglamentado, los pilotos están expuestos cada vez menos a eventos inusuales y más y más a escenarios bien definidos. "Los pilotos se están volviendo muy buenos para manejar los problemas esperados, pero están perdiendo su capacidad para manejar lo inesperado".

El "por qué" del error humano implica la experiencia piloto, la calidad de la capacitación basada en el conocimiento y la frecuencia y profundidad del aprendizaje durante las sesiones de simulador. Los críticos apuntan al escaso 200 hr. del tiempo de vuelo registrado por el copiloto del vuelo 302 de Etiopía.

"No hay forma de que puedan afirmar que tenían un equipo calificado en ese vuelo", dice Mike Boyd, un analista de la industria de la aviación con sede en Evergreen, Colorado, en un informe del Washington Post. Muchos pilotos de líneas aéreas estadounidenses actuales y anteriores, incluido el Capt. Chesley "Sully" Sullenberger, son fuertes defensores de retener las 1.500 horas. Regla de tiempo de vuelo mínimo para las nuevas contrataciones de piloto de línea aérea

Pero los pilotos estadounidenses y otros pilotos militares no suelen volar más de 250-275 horas. Antes de ganar sus alas. Y luego están completamente calificados para volar a los cazas Mach 2 y llevarlos a bordo de portaaviones o helicópteros de ataque piloto, lo que demuestra la calidad de la formación de pilotos militares de pregrado.

A los pilotos militares se les enseña innovación y creatividad cuando se trata de emergencias aerotransportadas, incluida la evaluación de las capacidades de desempeño de las aeronaves después del daño en la batalla. Las sesiones de simulador a menudo involucran emergencias compuestas, que comienzan con fallas aparentemente menores que progresan a emergencias mayores. Arnold Reiner, de Air Facts Journal, atribuye parcialmente el alto nivel de competencia de los servicios a la selección de los actores potencialmente débiles durante la rigurosa selección de candidatos piloto y los exámenes físicos integrales que se someten a los candidatos como condición para ser aceptados para el entrenamiento de vuelo.
Hace años, Robinson Helicopter Co. instituyó un programa de capacitación de instructores de vuelo que enfatiza las lecciones aprendidas de los accidentes con helicópteros ligeros R22. El objetivo era eliminar los errores de mantenimiento y piloto que causan tales contratiempos. Logró reducir la tasa de accidentes fatales tanto de instructores de vuelo certificados como de estudiantes. El programa de capacitación se convirtió en un modelo para la comunidad del ala rotatoria. Southwest, entre otras aerolíneas estadounidenses, también incluye las lecciones aprendidas de accidentes en sus programas de capacitación en gestión de recursos de riesgo.
Sin embargo, demasiadas sesiones de capacitación en línea, en el aula y en el simulador siguen haciendo hincapié en las emergencias convencionales. Por ejemplo, los pilotos de turbofan aprenden cómo manejar la falla del motor o el fuego antes y después de la velocidad de decisión de despegue V1. No abordan eventos de "cisne negro", como fallas catastróficas del motor o errores gruesos de detección de AOA. Pero tales eventos sí ocurren, como lo demuestra el estallido incontrolado del rotor del motor que ocurrió a bordo del Qantas Flight 32, un Airbus A380 que salió de Singapur a Sydney en noviembre de 2010.

El capitán Richard de Crespigny y la tripulación tuvieron que lidiar con problemas de capacidad de control, alertas ECAM erróneas o faltantes, fallas totales o parciales de varios sistemas y fugas masivas de combustible que podrían haber dejado al motor dañado envuelto en llamas después del aterrizaje. De Crespigny, un piloto de 35 años en el momento del incidente, nos dijo que recopiló información crítica sobre la aeronave y sus sistemas al estudiar el manual de operaciones de vuelo del A380 y otros documentos técnicos durante 2 horas todos los días. Al determinar qué estaba mal con el avión, nunca perdió su enfoque en volarlo primero y luego solucionar los fallos de funcionamiento.

De manera similar, un sensor AOA que repentinamente se eleva a una escala máxima en la rotación de despegue puede parecer que es tan improbable como una falla explosiva del motor. Pero parece que realmente ocurrió un mal funcionamiento a bordo del vuelo 610 de Lion Air y el vuelo 302 de Etiopía. Y sorprendió a las tripulaciones de vuelo, lo que tal vez provocó una pérdida de conocimiento de la situación, incluida la falta de reconocimiento del posterior ajuste del TRIM.

Tres pilotos de 737, que vuelan para las compañías aéreas estadounidenses, con quienes hablamos para este informe, nos dijeron que nunca habían visto algo así durante las sesiones recurrentes de entrenamiento con simuladores. No se les ha enseñado que las computadoras de datos del aire utilizan las entradas AOA para corregir los errores de fuente de posición estática y de pitot para proporcionar lecturas de velocidad y altitud calibradas en los PFD. Por lo tanto, nunca se les había enseñado en el aula sobre la distracción y la desorientación que puede ser causada por una falla catastrófica del sensor AOA en el despegue, y mucho menos lo experimentó durante el entrenamiento con simuladores.

Se les ha enseñado algunos de los matices del ajuste de velocidad 737 y las funciones de ajuste Mach, pero nunca el ajuste del MCAS. Y ninguno de los tres dijo que se les había exigido usar el TRIM manual para hacer volar el simulador desde el punto de una falla del TRIM eléctrico hasta el aterrizaje.

Un análisis preliminar de los accidentes relacionados con el MCAS en Indonesia y el norte de África revela, por lo tanto, una compleja cadena de eventos a la que aludió Muilenburg de Boeing. Las responsabilidades de los funcionarios reguladores de la aviación civil van mucho más allá de garantizar que los aviones sean seguros para volar cuando los entreguen los fabricantes. Debe haber un monitoreo mucho más cercano del mantenimiento, las disciplinas de servicio de línea y la capacitación de la tripulación.

Lo que causó las fallas aparentes del sensor AOA a bordo de los dos aviones condenados nunca se puede determinar. Sin embargo, una investigación exhaustiva de los protocolos de manejo en tierra, junto con una revisión de todos los procedimientos de mantenimiento, controles de calidad y registros, es una necesidad. Los reguladores deben determinar cómo dichos sensores podrían haber sido dañados en el suelo o reparados incorrectamente durante las visitas al taller para evitar futuros fallos en el funcionamiento del sensor.

Es hora de que los gobiernos, los fabricantes, las aerolíneas y los pilotos lleguen a un acuerdo internacional para elevar el nivel y restablecer la confianza pública en la seguridad de los viajes aéreos. Y el uso de Boeing o la FAA como únicos chivos expiatorios no lo eliminará.

*(no existe un sinónimo exacto en español, seria destreza, habilidad)

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