Foto - Paul Gordon/Boeing

O sistema de voo do Boeing 737 MAX está sendo a grande pauta dos últimos dias nos jornais, mas entre várias mentiras publicadas, e por comentários de vários leigos, a explicação para a solução do problema ainda permanece obscura por genuína desinformação.

Antes de falar os detalhes da questionada falha do Boeing 737 MAX, é preciso explicar que os sistemas automáticos de uma aeronave não são vilões de um avião, na verdade eles ajudam muito, e previnem certos tipos de acidentes.

Quando acontece um acidente é comum lembrarmos do histórico recente daquele avião, logo surge um julgamento comum, aquele avião é um vilão master, o pior de todos.

Mas a história é diferente, vou refrescar a cabeça de vocês.

Airbus A320 já está na sua segunda versão (A320neo), e acumula 31 anos operando voos comerciais.

Na década de 80 o grande produto da aviação seria o novo Airbus A320, desenvolvido com a ajuda de programas do tipo CAD, nos computadores ainda primitivos e lentos, perto dos dispositivos eletrônicos da atualidade.

O novo avião da Airbus foi fabricado, com um moderno sistema de voo eletrônico, chamado de Fly-By-Wire, onde os inputs dos pilotos no “side-stick” são transferidos para um computador, analisados dentro do software com as devidas proteções (Law), e então transferidos para as superfícies de comando.

Era algo bem semelhante ao Space Shuttle, o utilizado pelo programa Apollo, parecia uma tecnologia proveniente direto do espaço. Para combinar, o cockpit era no melhor estilo Glass Cockpit, uma evolução do que encontrávamos anteriormente no Boeing 767, no início da mesma década.

O A320ceo era muito mais moderno, tecnologicamente, em comparação com o Boeing 737 Classic, a segunda geração do 737.

A aeronave passou por um processo rápido de certificação, e então fez o famoso Voo 296 de demonstração da Air France. Mas o final não foi feliz, e por pouco não registraram mais de 3 mortes.

O vídeo abaixo mostra o momento que essa aeronave entra na floresta.

Na época autoridades da França, com medo do projeto fracassar por causa do acidente, alteraram dados das duas caixas-pretas, inviabilizando uma investigação completa. Os pilotos foram condenados pela justiça, e a empresa nada sofreu.

Uma investigação apontou que o sistema Fly-By-Wire entendeu que o avião queria pousar, enquanto o piloto desejava fazer um Low Pass. Os pilotos ressaltaram que o avião não respondia ao comando na manete para ganhar potência.

Ainda nesse ponto dois erros foram corrigidos, o primeiro era relativo ao comportamento deficiente do avião em baixa altitude, ele não respondia aos comandos da manete de potência enquanto não pousasse, além disso, os pitots de pressão estática informavam uma altitude errada aos pilotos.

Na época, sem internet e mídias de grande repercussão, somente com a presença da TV, esse caso foi abafado diversas vezes, até hoje não há comprovação de que a Airbus e a Air France interferiram no processo, mas as provas são óbvias e qualquer pesquisa no Google pode te mostrar isso em 2 minutos.

O ponto não é esse, de qualquer forma a Airbus lançou uma atualização de sistema para o A320. Naquela época você precisava de vários disquetes para fazer isso, mas até mesmo a frota de testes recebeu uma atualização de software.

Desde então o A320 fez um estrondoso sucesso, e teve poucos acidentes relacionados à problemas com o projeto do avião, e hoje ameaça até mesmo a Boeing em um mercado que ela dominava, os aviões de único corredor.

Essa introdução extensa foi só para explicar como a fabricante pode resolver esses problemas e garantir uma vida longa ao avião, e que a automação do avião NÃO PERMITE uma série de acidentes. Quer testar? Pergunte para um piloto se ele voaria um Boeing 737 sem TCAS.

O A320 voa desde 1988, sem demais contratempos, lembramos dele por uma quantidade absurda de erros que aconteceram durante o acidente da TAM em 2007, atualmente não há autorização para fazer uma operação daquele tipo.

Outros aviões também tiveram problemas de projeto, mas nunca sofreram acidentes, como o Boeing 787.

O DC-10 também registrou acidentes e foi um sucesso, o A330 teve o triste acidente da Air France em 2009, também relacionado ao sistema de voo, e levou à mudança nos padrões de treinamento, além de exigir uma atualização de hardware da aeronave, trocando os tubos de pitot, continuou sendo um sucesso.

 

O caso do Boeing 737 MAX 8

Cockpit do 737 MAX 8. Foto – Boeing/Leo Dejillas

A principal suspeita no momento, em relação à segurança do Boeing 737 MAX, está relacionada ao sistema de voo do avião, depois dos acidentes em menos de 5 meses.

Todos os aviões estão em solo atualmente, a própria FAA destacou que pode haver semelhanças entre os acidentes, mas que no momento não é possível afirmar nada sobre este caso. A investigação ainda precisa ser conduzida, com a análise das caixas-pretas, para determinar a causa desse último acidente.

No caso do acidente da Lion Air, que ocorreu no final de outubro, o 737 MAX apresentou uma falha em dois sistemas. Aqui estou falando especificamente deste acidente.

 

Primeira falha

A primeira falha foi no sensor de ângulo de ataque. Diferente do divulgado pela Boeing anteriormente, esse sensor não depende dos comandos no profundor ou compensadores para aferir seus dados, mas indiretamente ele tem uma relação. O profundor e o compensador determinam o ângulo de ataque da aeronave.

Seu sistema é curioso, há dois desse tipo em cada aeronave, um de cada lado do nariz do avião, e ele funciona de forma aerodinâmica, o próprio ar move essa aleta (que se move no seu eixo como um potenciômetro), e envia essa informação para o computador da aeronave, indicando o ângulo de ataque.

O vídeo abaixo mostra o funcionamento do sensor, ele está localizado logo abaixo dos tubos de pitot de pressão dinâmica.

Vídeo por: twitter.com/unterseaboot

A primeira falha foi o resultado de uma leitura errada de dados dos sensores, um sensor indicava um ângulo de ataque maior, provavelmente ele travou naquela leitura, o outro sensor indicava o ângulo de ataque real da aeronave.

 

Segunda falha

O erro de leitura nos sensores foi amplificado por características do software da aeronave, que explicaremos melhor abaixo.

Vale ressaltar que dificilmente um avião apresenta falha de hardware do computador, de forma que um acidente seja causado por este motivo. Aqui a redundância é uma ordem, o computador do A320 é feito especificamente para ele, são sete computadores atuando em redundância durante o funcionamento da aeronave.

O computador do Boeing 737 MAX tem uma série de alterações em relação ao 737 NG, algumas proteções de voo foram adicionadas, de acordo com a Boeing, o novo motor limitou o desempenho da aeronave com o ângulo de ataque elevado, ele tem maior diâmetro, e aerodinamicamente absorve o fluxo de ar que anteriormente seria direcionado para a asa.

Na foto da esquerda temos um 737 NG. Na foto da direita temos um 737 MAX, com o novo motor.

A fabricante decidiu por limitar o ângulo de ataque da aeronave, mas não fez isso da melhor forma. Desde agosto de 2018 a Boeing recebe reclamações sobre a atuação do sistema, que vamos explicar melhor no parágrafo abaixo.

O sistema é chamado de MCAS (Maneuvering Characteristics Augmentation System), e ele limita a ação dos pilotos apenas no ângulo de ataque da aeronave, mesmo com o piloto automático desligado. A atuação é feita através do atuador elétrico do trim, o mesmo utilizado para acionar o trim do “profundor” pelo manche. Diferente dos aviões da Airbus, aqui o sistema não entra diretamente no comando do manche, que continua ligado diretamente às superfícies aerodinâmicas, e oferecendo feedback aos pilotos.

Aqui nesse texto vale ressaltar que o trim é um comando primitivo, e existe desde os aviões menores, como o Cessna 172.

Quando a leitura do ângulo de ataque errada foi realizada, no acidente da Lion Air, o computador entendeu que a aeronave estava em uma situação de perigo, a falha do software aqui foi não considerar o outro sensor, mas manter seu alerta para o sensor que apresentava um ângulo de ataque superior a 40º.

O computador atuou comandando o trim para estabilizar o nariz do avião, inclinando o estabilizador horizontal. O problema é isso acontecer em baixa altitude e no momento que a aeronave está com pouco ângulo de ataque, vou dar um exemplo melhor abaixo.

Suponhamos que o avião está com um ângulo de ataque de 10º, o sistema detecta que ele está a 40º e comanda o trim para estabilizar o nariz, ou seja, supostamente atingir 0º. Dessa forma o avião fica com um ângulo negativo de ataque de -30º.

Na época do acidente da Lion Air a NBC, uma emissora norte-americana, recriou o cenário da queda da aeronave. Pena que não mostraram toda a simulação.

Em baixa altitude isso é um problema, até você detectar a causa do comando realizado sem seu consentimento e tomar uma atitude em relação a isso, o ângulo agressivo de ataque vai resultar em uma colisão com o solo. Esse é o principal motivo de paralisar as operações do Boeing 737 MAX.

O comando do autotrim, ou autocompensador, é reversível, o piloto pode desativar o sistema.

Alguns pilotos conseguiram controlar o avião ao impor comandos opostos no manche, ao que estava sendo realizado pelo trim, até conseguir solucionar o problema desativando o sistema MCAS. A parte boa é que esse sistema MCAS não atua no profundor, mas no sistema do trim, que comanda o ângulo do estabilizador horizontal, então os pilotos ainda têm um pouco de controle, caso contrário o resultado seria bem pior, acidentes ocorreriam no mesmo molde do Voo 296, onde qualquer comando realizado não resultava em ações da aeronave.

A Boeing colocou nos manuais e no material de treinamento o funcionamento do sistema MCAS, e como desativar em caso de anomalia nos comandos. Um treinamento prático não foi exigido das companhias aéreas, e o novo sistema nem foi citado durante as aulas de transição e treinamento.

Depois do acidente da Lion Air, a Boeing ressaltou o treinamento do sistema MCAS, as companhias soltaram notas internas explicando como o sistema funciona, e se o avião apresentar a anomalia já citada a forma de desativar o autocompensador. 

Exceto algumas diferenças, o Boeing 737 MAX tem um software bem semelhante ao 737 NG, os princípios são os mesmos.

Queria ressaltar que desde a década de 60 conseguimos pousar um avião de forma totalmente automática.

 

Atualização de software para o sistema MCAS

A Boeing confirmou nesta semana que vai lançar nas próximas semanas uma atualização de software para o 737 MAX, que estava sendo desenvolvida desde novembro.

Essa atualização limita os comandos do computador relacionados ao profundor, anulando manobras agressivas, e melhora a leitura dos sensores, desconsiderando leituras errôneas de sensores com defeito.

Atualização inclui um aviso sobre o funcionamento do sistema MCAS. Imagem – The Air Current

A fabricante disse que vai atualizar manuais e procedimentos em treinamentos, os pilotos ficarão cientes do novo funcionamento do sistema MCAS, e seções em simuladores serão realizadas pelas companhias aéreas que operam com o 737 MAX.

Apesar disso, a Boeing não divulgou se anulou a ação do MCAS quando o Piloto Automático está desativado, assim como acontece no Boeing 737 NG.

A atualização é o motivo para o avião voltar a operar, claro, depois dos testes em voo com esse sistema, que realiza comandos menos agressivos, e desconsidera o sensor que apresenta um dado muito destoante do outro sensor, colocando o valor de ângulo de ataque nas extremidades. Sem a atualização não é possível garantir que o sistema entrará em ação agressivamente, sem causar problemas para os pilotos controlarem o avião.

As duas investigações precisam abordar ainda questões relativas ao treinamento dos pilotos, há uma reclamação sobre o período de treinamento curto de transição entre o 737 NG para o 737 MAX. O sistema MCAS não foi treinado na prática antes do acidente da Lion Air, não era uma exigência, a companhia poderia optar por treinar seus pilotos.

Os investigadores também precisam abordar assuntos relativos ao processo de certificação da aeronave. Entre as diversas situações e milhares de horas de voo, será que ninguém percebeu o perigo de um sistema entrando sem consentimento dos pilotos?

Os pilotos de testes são treinados exaustivamente em simuladores, pois eles colocam o avião em situações de perigo, para testar os limites da aeronave, mas eles estão preparados e cientes sobre o que será feito em caso de falha. Diferente de um piloto de linha aérea que recebe um bom treinamento, mas para conseguir operar o avião com segurança e não deixar que nenhuma anomalia evolua para um desastre.

 

Texto por – Pedro Viana (Com ajuda da equipe do Portal Aeroflap)