Warum stürzte die Boeing 737 max, zweimal ab?

[Eci]

Vorläufiger Untersuchungsbericht:

http://www.ecaa.gov.et/documents/20435/0/Preliminary+Report+B737-800MAX+%2C%28ET-AVJ%29.pdf

Aufschlussreich ist die Historie des Fluges (ab Seite 9).

Hier eine Zusammenfassung:

- Nach dem Abheben schwankt die HLW-Einstellung zwischen +0,7° und +1,7° ("4,9 units, 5,9 units"). Die automatische Trimmung, die nichts mit MCAS zu tun hat, nimmt diese (normalen) Änderungen vor. Der Pilot schaltet den Autopiloten ein und weist den Kopiloten an, die Landeklappen einzufahren. (Bei ausgefahrenen Klappen ist MCAS inaktiv)

- Geschwindigkeits- und Höhenanzeigen sind auf der Pilotenseite deutlich niedriger als auf der Kopilotenseite. Der Autopilot schaltet sich daher selbsttätig aus.

- Die Landeklappen sind jetzt vollständig eingefahren. In den nächsten 9 Sekunden verändert sich die HLW-Stellung von +0,4° auf -2,1°. (MCAS hat sich offensichtlich eingeschaltet) Das Flugzeug geht in einen leichten Sinkflug über. Alarm: "Don't sink, don't sink". Der Pilot zieht an der Steuersäule, das Flugzeug steigt wieder.

- Der Pilot betätigt den Schalter der elektrischen Trimmung. Das HLW geht auf -1,8°. Der Pilot muss bei zunehmender Geschwindigkeit immer stärker an der Steuersäule ziehen.

- 5 Sekunden später schaltet sich MCAS erneut ein und verstellt das HLW auf -3,8°. Beide Piloten betätigen die elektrische Trimmung. Das HLW geht auf -1,9°.

- Die Piloten schalten, entsprechend den Vorgaben von Boeing, die elektrische Trimmung komplett aus. Damit ist MCAS ausgeschaltet, ihre eigene elektrische Trimmmöglichkeit aber auch.

- Beide Piloten ziehen nun an ihren Steuersäulen, um die nötige Kraft aufzubringen. In den nächsten 2,5 Minuten verstellt sich das HLW von selbst von -1,9° auf -2,1°.

- Das Overspeed Warnsignal ertönt jetzt und bleibt bis zum Ende der Aufzeichnung.

- Der Pilot weist den Kopiloten an, mit Hilfe des Trimmrades die Trimmung manuell zu verstellen. Dieser versucht es mehrfach, aber erfolglos.

- Die Piloten schalten die elektrische Trimmung wieder ein und können das HLW auf -1,9° verstellen.

- Nun schaltet sich MCAS wieder ein und verstellt das HLW bis auf -3,4°. Obwohl beide Piloten an ihren Steuersäulen ziehen, geht das Flugzeug in einen steilen 40° Sinkflug über und erreicht am Ende 500 Knoten (927 km/h).

 

[gringo]

Vielen Dank für diese qualifizierte Klarstellung dieses schrecklichen Fluges.
Es ist schockierend. Mein aufrichtiges Mitgefühl gilt allen Leittragenden.

 

[washout]

Mit 94% Triebwerksleistung? Gruss Dietmar

 

[UweHD]

...- 5 Sekunden später schaltet sich MCAS erneut ein und verstellt das HLW auf -3,8°. Beide Piloten betätigen die elektrische Trimmung. Das HLW geht auf -1,9°.....

Was ich bemerkenswert finde: Wieso können die Piloten die Trimmung nicht komplett bis in den positiven Bereich verstellen? Selbst -1,9° ist ja noch massiv "nose down".
Lässt das die Steuerung generell nicht zu?

 

[UweHD]

Mit 94% Triebwerksleistung? Gruss Dietmar

Vermutlich. Normalerweise gibt man ja Schub um in den Steigflug überzugehen.

 

[clipstream]

Der Pilot schaltet den Autopiloten ein und weist den Kopiloten an, die Landeklappen einzufahren. (Bei ausgefahrenen Klappen ist MCAS inaktiv)

Das heißt, wenn sie die Klappen wieder ein Stück ausgefahren hätten, wäre MCAS wieder inaktiv geworden und sie hätten den Absturz dadurch evt. vermeiden können?

 

[Eci]

Das heißt, wenn sie die Klappen wieder ein Stück ausgefahren hätten, wäre MCAS wieder inaktiv geworden und sie hätten den Absturz dadurch evt. vermeiden können?

Es gibt eine Maximalgeschwindigkeit zum Ausfahren der Klappen, sie würden sonst abgerissen werden.
Als den Piloten klar war, dass MCAS im Spiel war, war diese Geschwindigkeit längst überschritten.

 

[Eci]

Was ich bemerkenswert finde: Wieso können die Piloten die Trimmung nicht komplett bis in den positiven Bereich verstellen? Selbst -1,9° ist ja noch massiv "nose down".
Lässt das die Steuerung generell nicht zu?

Die elektrische Trimmung arbeitet deutlich langsamer als MCAS.
Der Trimmschalter befindet sich an der Steuersäule. Durch die falsche AoA-Anzeige rüttelte während des ganzen Fluges die Steuersäule als Warnung vor einem drohenden Strömungsabriss. Das macht es nicht unbedingt einfacher, den Schalter zu betätigen.

Der Pilot der im Oktober in Indonesien abgestürzten 737MAX hat 21 mal hochgetrimmt, das MCAS, von dem er nichts wusste, hat jedesmal wieder tiefgetrimmt. Sein Kopilot hat hat es anschließend mehrfach versucht, genutzt hat es ihnen am Ende nichts.

 

[clipstream]

Es gibt eine Maximalgeschwindigkeit zum Ausfahren der Klappen, sie würden sonst abgerissen werden.
Als den Piloten klar war, dass MCAS im Spiel war, war diese Geschwindigkeit längst überschritten.

Das leuchtet ein. Ich dachte ja auch nur an ein paar wenige Grad. Hab so mal ein Modell gerettet, wo im Flug die Höhenruderanlenkung gebrochen war. Kann man nicht vergleichen, schon klar, war nur so ne Idee.

 

[Jürgen Heilig]

…
- Der Pilot weist den Kopiloten an, mit Hilfe des Trimmrades die Trimmung manuell zu verstellen. Dieser versucht es mehrfach, aber erfolglos.
...

Seit dem Absturz der ersten Boeing 737 MAX sollten alle Piloten gewußt haben, was bei einer "Fehlfunktion" des MCAS zu tun ist: Elektrische Trimmung aus und nur noch manuell trimmen.

Aufgrund des Designs könnte das aber sehr schwierig sein, wenn man gleichzeitig am Höhenruder zieht:

https://theaircurrent.com/aviation-safety/vestigal-design-issue-clouds-737-max-crash-investigations/

 

[UweHD]

Die Trimmung wirkt über eine Spindel direkt auf die gesamte Höhenflosse. Die Spindel wird dabei sicherlich nicht direkt vom Piloten, sondern elektrisch oder hydraulisch bewegt....

Ich habe das mal recherchiert. Es gibt in der Tat zwei Möglichkeiten, die Trimmung zu verstellen: Elektrisch und rein mechanisch, über Seilzüge und ein Trimmrad im Cockpit.
Um MCAS zuverlässig zu deaktivieren, sollten die Piloten offenbar die elektrische Trimmung generell lahmlegen und dann rein mechanisch zurücktrimmen. Das rein mechanische Trimmen war dann aber offenbar am schieren Kraftaufwand bei der hohen Fluggeschwindigkeit gescheitert.

Näheres dazu hier:
https://www.seattletimes.com/busine...-737-max-may-have-failed-on-ethiopian-flight/

"Boeing’s bulletin laid out a seemingly simple response: Hit a pair of cutoff switches to turn off the electrical motor that moves the stabilizer, disabling the automatic system — known as the Maneuvering Characteristics Augmentation System, or MCAS. Then swivel the tail down manually by turning a large stabilizer trim wheel, next to the pilot’s seat, that connects mechanically to the tail via cables.
<...>
But Lemme said the Ethiopian pilots most likely were unable to carry out that last instruction in the Boeing emergency procedure — because they simply couldn’t physically move that wheel against the heavy forces acting on the tail. “The forces on the tail could have been too great,” Lemme said. “They couldn’t turn the manual trim wheel.”..."

 

[Eci]

<...>
But Lemme said the Ethiopian pilots most likely were unable to carry out that last instruction in the Boeing emergency procedure — because they simply couldn’t physically move that wheel against the heavy forces acting on the tail. “The forces on the tail could have been too great,” Lemme said. “They couldn’t turn the manual trim wheel.”..."[/I]

Das HLW ist auf Nose-Down getrimmt, die Piloten ziehen an der Steuersäulen, die Höhenruder schlagen nach oben aus.
Dieser Höhenruderausschlag drückt die Hinterkante des Leitwerks mit großer Kraft nach unten. Beim Verstellen des gesamten HLW's müssten die Piloten nun mit reiner Muskelkraft die Hinterkante hochdrücken (bzw. die Vorderkante herunterdrücken). Bei der hohen Geschwindigkeit sind die Luftkräfte dann einfach zu groß.

 

[Jürgen Heilig]

... Das rein mechanische Trimmen war dann aber offenbar am schieren Kraftaufwand bei der hohen Fluggeschwindigkeit gescheitert.
...

Hohe Fluggeschwindigkeit ist ein Faktor, aber es ist hauptsächlich das Ziehen des Höhenruders welches den Kraftaufwand erhöht. Das Einsetzen des Stick-Shakers bei einem normalen Steigflug hätte eigentlich Indikator für eine Fehlfunktion des AoA Gebers sein sollen. Vielleicht hätte bereits eine Plausibilätskontrolle in der Software die Katastrophe verhindert? Fast 50 Grad Anstellwinkelerhöhung innerhalb von 0,75s ... das kann nur eine falscher Wert sein.

 

[UweHD]

Das HLW ist auf Nose-Down getrimmt, die Piloten ziehen an der Steuersäulen, die Höhenruder schlagen nach oben aus.
Dieser Höhenruderausschlag drückt die Hinterkante des Leitwerks mit großer Kraft nach unten. Beim Verstellen des gesamten HLW's müssten die Piloten nun mit reiner Muskelkraft die Hinterkante hochdrücken (bzw. die Vorderkante herunterdrücken). Bei der hohen Geschwindigkeit sind die Luftkräfte dann einfach zu groß.

Das Problem der Unmöglichkeit einer manuellen Trimmung unter Last scheint weder neu noch unbekannt zu sein. Allerdings wurde es wohl im Laufe der Zeit einfach vergessen, weil man seitdem elektrisch trimmt & das System zuerlässig funktionierte.

Zitat aus obigem Artikel:

"...Clearly this unusual circumstance of having to move the stabilizer manually while maintaining a high stick force on the control column demands significant piloting skill.
“We learned all about these maneuvers in the 1950-60s,” the pilot wrote on the online forum. “Yet, for some inexplicable reason, Boeing manuals have since deleted what was then — and still is — vital handling information for flight crews.”
Aviation safety consultant John Cox, chief executive of Safety Operating Systems and formerly the top safety official for the Air Line Pilots Association, said that’s because in the later 737 models that followed the -200, what was called a “runaway stabilizer” ceased to be a problem.
Cox said he was trained on the “roller coaster’ technique” back in the 1980s to deal with that possibility, but that “since the 737-300, the product got so reliable you didn’t have that failure,” said Cox...."

 

[ROL4ND]

Ich möchte die Spekualationen nicht weiter befeuern, deshalb schreibe ich i.d.R. nichts zu solchen Unglücken, aber in diesem Fall hilft es vielleicht dem einen oder anderen, sich ein etwas besseres Bild der Situation im Cockpit zu machen. Das sich der Verkehrsminister nach dem vorläufigen Bericht vor seine Landsleute stellt und sagt die Crew habe alles richtig gemacht, ehrt ihn!

Dazu muss ich auch schreiben, dass ich weder die NG noch die MAX kenne, sehr wohl aber, wenn auch schon einige Jahre Vergangen sind, die "classic" -200/-300/-400/-500.
Allerdings nur von der Wartungsseite, Piloten haben da wiederum eine andere Einsicht, z.B. in die "Abnormal Procedures".

Anmerkung zu einigen Kommentaren: Die 737 ist kein Fly by Wire Flugzeug und auch eine komplette Neuentwicklung schützt nicht unbedingt vor Fehlern die in ihrem Auftreten von den Ingenieuren nicht so bedacht wurden!

Zuerst muss man hier bedenken, dass nur 5 min zwischen Start und dem letzten Nose Down Trim vergingen!
Weiterhin war sofort nach dem Start der nervige Stick Shaker aktiv, was womöglich noch zu erhöhten "Elevator Feel" Kräften führte.
Zusätzlich lief die Airspeed Anzeige Cpt/FO (aufgrund der Korrekturrechnung des AoA Wertes) auseinander, was im Takeoff Roll i.d.R zu einem Startabruch führen würde.
Dann bekamen Sie noch Master Caution Anti Ice und später auch noch die GPWS Warnung "don´t Sink".

Trotz allem wird sich Boeing sicherlich auf die existierende Stabilizer Runaway Procedure berufen, die ja eigentlich schon immer existiert und der es egal ist welches System den Runaway produziert!
Da die Crew nicht manuell trimmen konnte, schalteten Sie die Cutout Switche, entgegen der Procedure wieder ein...

Als Auslöser für einen Stabilizer Runaway könnte ein Schalter im Steuerhorn (der allerdings 2-geteilt ist/war, einer schaltete die Kupplung, der 2. die Richtung für den Motor) klemmen bleiben, oder ein Speed Trim Signal anstehen (nur bei Flaps not Up) irgendein Relay könnte hängen, oder eben MCAS greift (fälschlicherweise) ein.

In dieser Procedure steht, wie schon erwähnt wurde, dass vor dem Cutout elektrisch getrimmt werden soll/kann.
Die Crew hat einige male mit den Trim Switchen gegengetrimmt, was auch funktionierte, warum sie aber immer nur ein relativ kleines Stück zurück Nose Up getrimmt haben, warum N1 auf 94% blieb und sie bis in die Overspeed hinein beschleunigt haben, wird Inhalt der Untersuchungen sein.

Hier der Stickshaker:

https://www.youtube.com/embed/NtQqb7rstrQ?wmode=opaque&start=0

Und noch eine gute Erklärung, mit der Trimspindel bei 5:20 und dem kläglichen Versuch des FO manuell zu trimmen ab 16:50 bzw. bei 19:00!

https://www.youtube.com/embed/xixM_cwSLcQ?wmode=opaque&start=0

Abschliessend möchte ich allen Familien der Verunglückten mein Beileid ausdrücken und hoffe, das die Unglücke lückenlos aufgeklärt und die richtigen Schlüsse daraus gezogen werden!


Gruß Roland

 

[Relaxr]

Erschreckend wieviel Authorität hier die Maschine gegen den Piloten aufbauen kann. Fehlbedienbarkeit und Fail Safety waren da bei der Entwicklung Fremdworte. Unglaublich!
Als Pilot hätte ich mit den neuen Maschinen dieser Machart ein Problem. Irgendwie ist immer komplexer nicht gut, die Rechner machen stur, was ihnen gesagt wurde. . .

 

[HPR40]

Anmerkung zu einigen Kommentaren: Die 737 ist kein Fly by Wire Flugzeug und auch eine komplette Neuentwicklung schützt nicht unbedingt vor Fehlern die in ihrem Auftreten von den Ingenieuren nicht so bedacht wurden!

Hat ne 737 noch Steuergestänge?

Weiterhin war sofort nach dem Start der nervige Stick Shaker aktiv, was womöglich noch zu erhöhten "Elevator Feel" Kräften führte.

Rückmeldung der Steuerkräfte Fahrtabhängig ist Vorschrift, egal ob mit Steuergestänge oder nur Kabel. ( soll Ruckartige Manöver im hohen Fahrtbereich verhindern. Vollausschlag haben sie am Schluss zu Zweit wohl nicht hinbekommen, scheint zu funktionieren.)

Zusätzlich lief die Airspeed Anzeige Cpt/FO (aufgrund der Korrekturrechnung des AoA Wertes) auseinander, was im Takeoff Roll i.d.R zu einem Startabruch führen würde.

Die Abweichung scheint beim Startlauf demnach noch nicht oder nur in geringem Umfang vorgelegen zu haben. Kam anscheinend dann plötzlich und unverhofft das nichts mehr passte.

In dieser Procedure steht, wie schon erwähnt wurde, dass vor dem Cutout elektrisch getrimmt werden soll/kann.

Die Frage wäre wieso man nach dem Cutout nicht elektrisch manuell trimmen kann, also ohne MCAS. ( warum das MCAS, dass den Flieger vorsorglich selbst nachtrimmt, überhaupt da ist wäre die nächste zu stellende Frage.)
Ein Trimmsystem das gerade versagt benutzen zu müssen um den Flieger trimmen zu können, und ihn damit in der Luft halten zu können, ist ein Widerspruch in sich.

 

[UweHD]

Das Problem ist wohl, dass man das MCAS an sich nicht ausschalten kann. Nur die elektrische Trimmung, auf die das MCAS wirkt.

 

[lastdownxxl]

Rückmeldung der Steuerkräfte Fahrtabhängig ist Vorschrift

Der Sidestick zum Beispiel vom A320 ist passiv? Bei der Einführung vom A320 und viele Jahre war er zumindest passiv. Die Piloten der Air France haben deshalb in den 80er Jahren mal gestreikt.

PS: Hat mir noch mein Vater erzählt, er war der Systemingenieur und etwas später der Projektleiter
der A320 FCU im BGT, heute Diehl Aerospace.

Gruß
Micha

 

[ROL4ND]

Hat ne 737 noch Steuergestänge?

Bis zur NG auf jeden Fall, aber eher Steuerseile, nur das letzte Stück zum Actuator ist eine Stange. Zum Querruder
gehen dann wieder Seile. Dafür kann man auch ohne Hydraulikdruck die Steuerflächen bewegen!

Rückmeldung der Steuerkräfte Fahrtabhängig ist Vorschrift, egal ob mit Steuergestänge oder nur Kabel...

Ja, dass ist klar, aber bei Stallwarning werden die Kräfte wohl nochmals erhöht.

Die Abweichung scheint beim Startlauf demnach noch nicht oder nur in geringem Umfang vorgelegen zu haben....

Stimmt auch, ich wollte damit nur die “schwere“ einer Airspeed Differenz unterstreichen.

Die Frage wäre wieso man nach dem Cutout nicht elektrisch manuell trimmen kann, also ohne MCAS. ( warum das MCAS, dass den Flieger vorsorglich selbst nachtrimmt, überhaupt da ist wäre die nächste zu stellende Frage.)
Ein Trimmsystem das gerade versagt benutzen zu müssen um den Flieger trimmen zu können, und ihn damit in der Luft halten zu können, ist ein Widerspruch in sich.

Die classic hatte 2 elektrische Trim Motore, einen Main Elec Trim und einen Autopilot Trim. Dort hätte man, mit genügend Zeit, sogar den runaway verursachenden Teil isolieren können um den anderen weiterarbeiten zu lassen. Ab der NG ist es wohl nur 1 Motor der beide Inputs bekommt. Die Schalter heißen bei der MAX: PRI und B/U.
Jetzt muss ich mich schon in den Bereich der Vermutung begeben, das könnte Primary und Backup bedeuten. Ob man damit auch noch den A/P Teil separieren könnte weiß ich absolut nicht.
Das MCAS ist eine Notfunktion im Autopiloten, die eigentlich nie greifen sollte, es sei denn man kommt im manuellen Flug, in clean config in die Gefahr durch den Schubvektor den Anstellwinkel weiter zu erhöhen. Das Scenario wie es nun scheinbar 2 mal eingetreten ist, hat man entweder nicht bedacht, oder auf die Runaway Procedure vertraut!?
Nach dem Start ist ja z.B. das Speed Trim aktiv, welches ebenfalls “aus“ dem Autopilot kommt, auch hier könnte ein Fehler theoretisch zum runaway führen. Ob dort allerdings auch ein einziges Fehlerhaftes Signal welcher Art auch immer, reichen würde, müssten die Boeing Ingenieuere analysieren.