Hava Araçlarında Uçuşta Kontrol Kaybı

Hava aracında Kontrol Kaybı – bir test pilotunun görüşü

 

 

Aşağıdaki yazı Kaptan Dominik Waser tarafından yazılmıştır. Kaptan Dominik Waser Kaynak Grubu Direktörü ve UPRT (Upset prevention and recovery training) e-öğrenim ve pratik eğitim müfredatı geliştirmeden sorumlu olan UPRT uzmanıdır. Kaptan Dominik, birçok büyük havayolunda ve uçak üreticisi firmada, ticari pilot, test pilotu, mühendis, öğretmen ve üst düzey yönetici ve son olarak da VIP operasyonları için çalışan bir pilot, olarak 30 yılı aşkın tecrübeye sahiptir. Ayrıca diğer uçuş yeterlilikleri ve intibakları yanısıra güncel EASA kategori 2 Test Uçuşu lisansına da sahiptir.

Kaynak Grubu UPRT (Upset prevention and recovery training) eğitim müfredatından sorumlu SBE olarak, bazı maddeleri vurgulamak ve  kritik Loss of Control inflight, LOC-i konusunu tartışmalara eklemek istiyorum. Bu konu çok kritiktir çünkü LOC-inflight çoğu durumda bir uçağın sertifikalı uçuş zarfından önemli ölçüde ayrılmasına ve ne yazık ki çoğu zaman malzeme ve hayat kaybına yol açmaktadır.

Riske Girmek İstemeyen Ölçülü ve Riskten Kaçınma Yaklaşımı

Bir uçağın uçuş zarfının tanımı, uçağın sınırlarının ve pilotun kontrolü kaybetmesini engelleyen tüm araçların, uçuş test programı aşamasında kapsamlı testlere tabi tutulmasıdır. Bu test, nitelikleri, performansı ve ekstra iş yükü analizini de ele alan konunun uzmanlarından oluşan bir ekip tarafından yürütülür. Uçağın zarfının sınırlarında (veya ötesinde) uçmadan önce yapılan güvenlik değerlendirmesi oldukça kapsamlıdır ve limitlere yaklaşım dikkatli ve düşünceli bir şekilde yapılır. Tahmin edilen değerlerden sapmalar, kök neden belirlenene kadar durdurulur.

Ve yine de sürprizler olabilir ve meydana gelecektir ve her zaman ortaya çıkacaktır. Çünkü gaz kanunu güvenilir ampirik sonuçlar sağlamıyor. Teknik marjlar ve kusurlar, sonuçların tahminlerden farklı olmasına katkıda bulunur. Herhangi bir gerçek uçuşun gerçekleşmeden önce derinlemesine değerlendirme ve hazırlama nedeniyle (tam ölçekli simülasyonlar da dahil olmak üzere), uçak önceden belirlenmiş değerlerden ayrıldıktan sonra çok az ürkütme etkisi vardır. Azaltma ve iyileştirme prosedürlerinin yanı sıra durdurma kriterleri, olay öncesinde bilinir, tanımlanır ve eğitilir. Ancak bundan sonra, sertifikalı çalışma sınırlarının ötesinde nispeten emniyetli bir operasyon mümkündür. Temel amaç olan yüksek risk durumlarına maruz kalmayı azaltmak; uçuş testi mühendisleri ve pilotlar için çok önemli bir görev olmaktadır; ve test grubu işin parası ödenmiş olsa bile ölüm hevesi gibi bir isteği bulunmamaktadır.

Tatsız sürprizler – Ürkütücü etki

Kazaların ve olayların analizi, tam bir LOC-in-flight (Loss of Control in flight) durumunun olayların büyük bir bölümünde yaşam kaybına neden olduğunu oldukça net bir şekilde göstermektedir. Bu gibi durumların sonucu büyük oranda şaşırtma etkisi (startle affect)(1), mekansal intibaksızlık (spatial disorientation-vertigo)(2) gibi psikolojik faktörlere bağlıdır ve DODAR (3) vb kriz yönetim araçlarının hemen uygulanması için çok az zaman kalmaktadır, bu nedenle pratik eğitimi riski azaltmak için tek başına yetersizdir. Özellikle eğitim, yetersiz FTD’lerde (flight training devices – uçuş eğitim cihazlarında) veya diğer kategori uçaklarda (olayın meydana geldiği uçak tipinden farklı) gerçekleştirilirse, bu durum geçerlidir. Buna ek olarak, manuel uçan uçakları yönetmek için harcanan zamanın yetersizliğinden dolayı uçağı kullanma becerilerinin azalması, otomasyon ani bir şekilde kopmasının ani etkisi ile durum daha da kötüleşecektir.

Hafif uçaklarla eğitim = Transfer edilebilen yetenekler ?

Uçuş becerileri açısından bakıldığında, pilotaj eğitiminin ilk safhalarında veya ilerleyen safhalarında  uçakla yapılan spin, spiral dalışlar ve kurtarma vb eğitimlerin yapılması hiç kuşkusuz yararlıdır. Fakat onlarca yıldır tonlarca ağırlıktaki ağır metal uçakları uçurmakta olan pilotlar için eskiden yapılmış olan bu eğitimlerin normal bir uçuş zarfı çerçevesinde meydana gelecek Loss of Control in flight riskini azalttığı şüphelidir.

Büyük yolcu uçaklarındaki dinamikler, kumandaya reaksiyonda gecikme, stol koruma sistemleri ve hatta Fly By Wire uçuş kumanda sistemi tarafından olası müdahale, tamamen farklı bir hisse neden olabilir ve bu yüzden durumla başa çıkmak için tamamen farklı bir reaksiyon gerektirebilir. Bu nedenle, eğitimler uygun bir eğitmenle doğru bir şekilde gerçekleştirilmezse, özellikle simetrik kanat yapısına sahip hafif akrobasi uçaklarına uygulanan “Upset prevention and recovery training” (kötü durumları önleme ve kurtarma eğitimi) manevrası, kavisli/bombeli kanat yapısına (cambered airfoil) sahip bir yolcu uçağına uygulanırsa olumsuz bir etkiye neden olabilir. Dolayısıyla uçak seçimi konusunda dikkatle düşünülmesi ve bu eğitim türünün limitlerinin ve farklılığının tam olarak anlaşılması gerekir. Eğitim pilotlarda G kuvvetlerine maruz kalma ve yüksek stres ortamında vertigo etkilerini ortaya koyacaktır. Bu tür eğitimlerin sınırlarını anlamak önemlidir, çünkü yüksek irtifalarda LOC-i olduğunda az yoğun havanın karakteristikleri ve gece şartları birleştiğinde işler dramatik bir şekilde kötüye gider. LOC-i zarfının diğer tarafı, pas geçişler veya windshear kurtarma gibi düşük irtifalarda olumsuz thrust/drag (güç/sürüklenme) kombinasyonlarını içermektedir. Kontrolün 10,000 feet AGL’nin altında kaybetmek, özellikle hayatta kalma şansınızı oldukça düşürür.

 

Bir ulaştırma kategorisi uçağında bulunan gibi “kavisli kanat” ile modern yüksek performanslı hafif aerobatik uçaklar için ortak olan “simetrik kanat” arasındaki fark.

Farkındalık, Teşhis ve Kurtarma 

UPRT/LOC-inflight ile başa çıkmak için önerilen yaklaşım, pilotların performans, teknik ve prosedürel öğelerden hava durumuna kadar her şeyi kapsayan bir akademik yenileme sürecine girmesini sağlamaktır. Bir sonraki adım, öğleden sonraki CAVOK hava şartlarında planlanan uçuşunda başına nelerin gelebileceğinin farkındalığını arttırmak için uçuş ekiplerine gerekli araçları sağlamaktır. Bu araçlar Farkındalık, Teşhis ve Kurtarma olmak üzere 3 aşamalı bir yaklaşımda paketlenmiştir. İlk iki unsur, düzgün bir şekilde uygulanırsa, uçuş ekibinin ve yolcularının hayatlarının yüzde 100’ünde kurtaracaktır. Bu, kursumuzda ayrıntılı bir şekilde açıklanmakta ve vaka analizlerini kullanılarak desteklenmektedir. Üçüncü unsur (kurtarma) gerekli hale gelmişse, çok yetenekli bir pilot olmasına rağmen işler zaten çoktan yanlış gitmiştir. Yüksek irtifada ve/veya olumsuz çevre koşullarında bir LOC-inflight’den başarılı bir şekilde kurtulmak için, olumsuzlukların başlamasından önce erken farkındalık ve erken teşhis gibi aynı yüksek güvenlik önlemini elde edebilecek fazlaca değişken vardır.

Uygulamalı eğitim ve sentetik cihaz limitleri

Uygulamalı eğitime gelince; pilotlara, doğru kurtarma tekniklerinin gösterilmesi ve burun aşağıda/yukarıda iken kurtarma veya yüksek irtifada stolu önleme çalışmaları yapmaları gerekecektir. Fly-By-Wire uçaklarda, pilotların erken teşhis çalışmasına imkan bulabilmeleri için limitlere yakın uçmaları tüm uçuş fizik kanunların fonksiyonlarını (ve bunun sınırlarının da) gösterilmesi gereklidir.

Bu önemlidir, çünkü hayati ipuçları, trimin sıklıkla otomasyon tarafından ve kokpit göstergeleri tarafından maskelenmesi gibi maskelenir. Uygun kurtarma tekniklerini eğitmek için FDT simülatörleri, sertifikalı limitlerde ya da biraz dışında uçmaya izin vermek için genişletilmiş bir zarf ile değiştirilmelidir. Cihazları UPRT (4) için yükseltmek için endüstri çaba sarf edilmektedir, ancak çoğu durumda simülatör yazılımını uygun hava aracı modelleriyle beslemek için ek uçuş testi verileri gereklidir.

Uçağı sıklıkla manuel uçurmanın hayati önemi

Sonunda manuel uçmanın çok güçlü bir savunucusuyum. Koşullar izin veriyorsa, pilotlar düzenli olarak otomatik gaz (autothrottle – A/T) sistemini kullanmadan uçaklarını elle/manuel (oto-pilotsuz) uçurmalıdır. Manuel uçuş, pilotların uçaklarının doğal karakteristikleri ve performansı hakkında bir his yaratması için en değerli fırsattır (ve bu uçuş ücretsizdir!). Bu pratik orta irtifalardan  yere kadar yapılmalıdır, geceleri dağlık arazide bir meydana meydan turu ile yaklaşmak zorunda kalacağınız zaman sadece yılda iki kez değil.

Güçlü bir UPRT programının özelliklerini özetlemek için:

1. EASA NPA gibi düzenleyici gereklilikleri temel alarak hem akademik hem de pratik yönleri kapsayan kapsamlı bir eğitim müfredatını kullanın.
2. Eğiticiyi eğitin böylece pratik eğitim düzgün bir şekilde yapılır. Bu basit bir görev değildir ve eğitmenler ve stajyerler için detaylı bir simülatör eğitimi planlaması gerektirir.
3. Günlük operasyonlarınızda ve LOFT oturumlarında Düzenli olarak Farkındalık ve Teşhis’i kullanın. SOP’leri uygulayın.
4. Kurtarma teknikleri eğitimi yapılmalıdır. Kurtarma için uygun SOP’yi temin etmeksizin LOFT periyodunda sadece pilotları ürkütürseniz eğitime etkisi olumsuz olur.
5. Operasyon Manuelinizde, pilotların operasyon sırasında uçaklarını manuel olarak uçurmaları gereken koşulları, sıklığını ve aralıklarını açıkça tanımlayın. Pantolon “kıç” hissinin pilotaja dönmesi çok önemlidir ve bu yolcular için rahatsız edici bir yolculukla sonuçlanırsa, manuel uçan pilot açık bir şekilde becerilerini geliştirmelidir. Bu gibi durumlarda kurtarma eğitimi sorgulanabilir.
6. Eğer uygulamalı aerobik tip eğitimi eklenirse böyle bir eğitimin sınırlarını ve farklılıklarını açıkça belirtiniz. Bunun için kullanılan uçaklar / eğitmen seçimi önemlidir.

Sonuçlar

Uçmak ve öğrenmek eğlenceli olmalıdır. Pilot, sadece bir sistem operatörü değildir, uçakta manuel uçarken keyif almanın yanlış bir yanı yoktur. Pilotların, iyi yönetim ve iletişim becerilerinin yanı sıra uçağı bilmenin hayati önemi ve nasıl davrandığını hissetme yeteneği için öncelikli olduğu bir strateji benimsemeleri gerekir. Ancak o zaman, endüstrinin güvenlik kaydını iyileştirmek ve işte bu işi düzgün yapacak yetenek ve becerilere sahip olacaklarını garanti altına almak için gelecek nesiller için bu becerilerin transferini kolaylaştıracak gerçek bir umut olacaktır. Yaşayanlar buna güvenir.

Dominik Waser.

Düzenleyiciler Dominik’ten gelen girdilerle nasıl tepki veriyor? Eğitim olmadan pilotlar tarafından benimsenebilecek basit başa çıkma stratejileri var mı?

LOC-i, yeni kazalar yok, sadece yeni kurbanlar

2014 havacılıktaki en trajik son yıllardan birisi olduğu kanıtlanacaktı. Başlangıçta 24 Temmuz 2014 sabahı Air Algiers uçuş AH5017, Ouagadougou, Burkina Faso’dan Cezayir’e yapılacak bir MD83  kalkıştan 20 dk sonra FL310’da düz uçuşa geçti. Uçuşa başladıktan yaklaşık 50 dakika sonra Malian hava sahasında iken uçak radardan kayboldu. Araştırmacılar her zamanki gibi bir kez daha parçaları bir araya getirmeye başladı, daha önce hiç olmamış bir kazada olaylar zinciri nasıl oldu. Mekanik bir arıza yoktu, dışarıdan müdahale yoktu, mürettebat tecrübeli ve tipte taze idi, işletmenin saygın ve iyi bir güvenlik geçmişi vardı. BEA tarafından kazanın sebebi ile ilgili verilen temel özet, motor anti-buzlama sistemlerinin etkinleşmemesi, mürettebatın muhtemelen uçma ile ilgili iş yükü ile dikkatinin dağılması, hava koşullarının etkili olması, süratin düşmesine verilen geç tepki, işitsel ve fiziksel stol ikazlarına tepkinin yeterli olmaması ve bunu izleyen tam gelişmiş post-stall LOC-i’nin  ardından uygun olmayan kumanda girdilerinin kontrolü tekrar kazanmaya yetmeyecek şekilde bir konveksiyon bölgesi boyunca yaşanması.

Ve bu olay sonuncu da değildi. Aynı yılın Aralık ayında Air Asia uçuşu 8501, bu sefer bir Airbus A320, Batı Java Denizi’nde radar ekranlarından kayboldu. Sonraki analiz, oto-pilotun devreden çıkması ve uçağın Fly By Wire sisteminin korumayı (protections) azaltmasına yol açan bir dizi olayı gösterdi. AF447’nin kaderi ile olağanüstü benzerliği ile, otomasyon devreden çıktıktan ve FBW korumasında azalmadan sonra uçak hızla tırmandı ve uçuş ekibinin kurtaramadığı aerodinamik stol yaşandı. Mürettebatın kurtaramadığı stol. Olaylar zinciri, mürettebatın teknik bir arıza yüzünden dağılması ile başlamış olsa da, bu hata hiçbir şekilde uçakları kaybetmemeliydi. Kazada 162 yolcu ve mürettebat hayatını kaybetti.

2014’de LOC-inflight, yetersiz endüstriyel eğitim sistemi ve pilotlarda bir endüstri kültürü olan otomasyona bağımlılığın giderek artmasıyla daha ölümcül hale geldi; ve havacılığın doğal olarak tehlikeli değil ama ihmali tamamen affetmez olduğunu ispatladı. Bu uçakla çalışma becerileri ile ilgilidir.

Düzenleyici yanıtı

Loss Of Control – in-flight, derin köklü ve karmaşık olan bir sorundur, ancak kaza raporlarının aslına bakılarak sıklıkla ‘pilot hatasından’ dolayıdır diye etiketlenebilecek kadar karmaşık değildir. Bunu yaparken, pilot topluluğunun tartışmasız önemli bir kusuru var. Profesyonel pilotlar yerçekimi, yanma ve ataletin etkilerini belirli bir parametre seti dahilinde kontrol etmek ve yolcular için güvenlik, konfor ve işletmeci için verimlilik elde etmek için eğitilirler. Etkili iletişimin önemi üzerine eğitilmiş ve kafalarında sayısız öngörülemeyen usuller ve düzenli olarak test edildikleri kurallar ile doldurulmuşlardır. Ancak, bir simülatörün güvenli sınırlarında iyi prova yapılan arızaların neredeyse rutin uygulamaları dışında, başa çıkmak için donatılmadıkları şey, yüksek stres, yüksek yönelim bozukluğu (disoryantasyon) ve dinamik durumlar olup, çok deneyimli pilotların  bile kontrolü kaybetmesine yol açmıştır. Konuyu toparlamak gerekirse, birçok operatörün, pilotlarını manuel uçmak için aktif olarak cesaretlendirdikleri, şüphesiz kuşkuludur.

FAA, EASA ve GCAA kuruluşları arasında pilot topluluğunun önemli bir bölümü düzenliyor. 2014’te başta FAA olmak üzere, 2016’da EASA ve GCAA ile birlikte UPRT eğitimi ticari operatörler için bir gereklilik haline geldi. UPRT için temel düzenleyici gerekliliklerin tamamı, ICAO belgesinin 10011 “manual on aeroplane upset and prevention recovery training” ‘uçakta kötü durumlar ve önleme kurtarma eğitimi el kitabı’ndan kaynaklanmaktadır. Bu belge, düzenleyici kurumlara ve eğitim organizasyonlarına en iyi uygulamaların oluşturulmasını sağlar. Belgenin kendisi, sanayi, uzmanlar ve pilot temsilci örgütlerin önemli girdileri ile 3 yıllık bir süre boyunca hazırlandı.

Push, Roll ve Recover  – temel bir hayatta kalma stratejisi mi?

LOC-i ve UPRT gereklilikleri giderek daha fazla düzenlendiği halde, etkili bir UPRT programı ile eğitim almamış pilotlar için seçenekler nelerdir? En kötü ihtimal olursa hayatta kalma şansı sağlayan pilotlar tarafından benimsenebilecek basit bir başa çıkma stratejisi var mıdır? Push, Roll ve Recover önerilen bir strateji’dir.

Gelişmiş bir kötü durumun yarattığı en büyük risk stoldur. Eğer bir stol gerçekleşirse, o zaman uygun kontrol girdilerine tepki vermesine kadar uçak kontrol dışı kalır. Kanadın kritik hücum açısı aşıldığında havanın ayrılmasıyla sonuçlanan bir stol meydana gelir ve kanat artık yeterli kaldırma  kuvveti (ve daha fazla sürüklenme yaratır) üretemez. Uçağın ufukla (üstünde veya altında) tutumuna bakılmaksızın, düz veya ters çevrilmesine bakılmaksızın, hücum açısının derhal ve pozitif bir şekilde azaltılması gerekir (PUSH). Uçağın ters çevrildiği ve stoldan sonra burnunun ufukta olduğu bir durumda bile, toparlanma için hücum açısının azaltılması gerekiyor. Muhtemelen en doğal trend uçak başını kaldırmak için lövyeyi geri çekmek (pull) olacaktır, bu yüzden geri basıncı serbest bırakmak ya da bastırmak (push) öngörülemeyebilir. Hava taşıtı yüksek bir yatış açısına sahipse, uçak başını bastırma (push) etkisi burun aşağı momentini (aşağıya bakın) durdurmaya yardımcı olur, çünkü serbest bırakma yatış kontrolünü artırır. Aynı fizik yasaları bir Boeing 777 için bir Cessna 172 için olduğu gibidir, sadece 777’de daha fazla atalet taşıdığından çok daha korkutucu olabilir. Bu manevra esnasında, pitch (yunuslama durumu veya baş durumu) ve güç ayarlarından dolayı önemli direnç olabilir, özellikle uçak kötü durumuma girmeden önce otomasyon ile uçuyorsa bu, ürkütme etkisini artırabilir. Yüksek güç ayarları, önemli bir pitch-up (baş yukarı) momenti oluşturabilir.

Bu video, burun aşağıda iken yüksek yatış açısı kötü durumuna girme ve kurtarmaya bir örnek sunmaktadır.

İkinci öncelik, uçakların kaldırma vektörünü, kanatları düz ve ufki (kanatlar ufka paralel) şekle döndürerek yönlendirmektir (ROLL). Yatış açısı ne kadar yüksek olursa düz uçuşu korumak için o kadar daha fazla kaldırma gücü gerekir. Bir dönüş boyunca düz uçuşu korumak için kontrollerde geriye doğru basınç uygulanmasının nedeni de budur. Yatış açısı yükseldikçe, kaldırma vektörü dikey olarak daha fazla olur. Yüksek bir yatış açısından kurtarma ile karşılaşıldığında doğal meyil, yatış yerine başı çekmektir. Bir burun aşağıda yüksek yatış açısı kötü durumunda kanatları ufka paralel hale uçağın başını çekmektense getirmek daha az irtifa kaybına neden olacaktır.

Son aşamada (RECOVER) stabil düz uçuşa dönüş gerçekleştirilir. Özellikle süratin hızla arttığı burun aşağıda kötü durumunda iken güç, dikkatli bir şekilde yönetilmelidir. Yüksek güçte, 150.000 kg’lık bir uçak çok hızlı bir şekilde süratlenmektedir. Speedbrake kullanımı gerekebilir.

Kurtarma manevrasının, özellikle ağır bir uçakta, önemli miktarda irtifa kaybında neden olabileceğine dikkat edin.

FAA, EASA ve şimdi UAE GCAA tarafından da görevlendirilen UPRT, güncel bir konudur ve havayolu işletmeciliği ve diğer operatör eğitim departmanları için bu konuların eğitim döngülerine uygulanması bir zorluktur. “Resource Group’s Flight Crew Services” Kaynak Grubu Uçuş Ekibi Hizmetleri şirketi (büyük bir İngiliz operatörü ile birlikte) yayımlanmış yönetmeliklerdeki tüm yer okulu (ground school) ihtiyaç ve gereklilikleri kapsayan bir modüler e-Öğrenim kursu ve pratik eğitim müfredatı geliştirmiştir. Kuruluş buna ek olarak, operatörlere destek olarak uçak eğitimine dahil etmek için entegre çözümler sunmaktadır.

Dipnotlar:

1. Startle affect: İnsanlar dahil hayvanlarda, ani tepki, ani veya tehdit edici uyaranlara, ani ses veya keskin hareket gibi, bilinçsiz bir savunmacı olumsuz yanıttır ve olumsuz etkilenir. Bireyin duygusal durumu çeşitli tepkiler verebilir.
2. Terim olarak spatial disorientation; bir pilotun dünya sathına göre pozisyonunu ve istikametini tam ve bilinçli olarak tayin edememesidir (Osmanlıca ifadesiyle ”mekana intibaksızlık”). Bunun uçuş jargonundaki karşılığı vertigo’ dur. (Vertigo’ nun sözlük anlamı ise, baş dönmesidir.)
3. DODAR, karar vermenin kısaltmasıdır.

D – Diagnose (what is the problem) Teşhis (sorun nedir)

O – Options (hold, divert, immediate landing etc.) Seçenekler (bekleme, başka meydana gidiş, acil iniş vs.)

D – Decide (which option) Karar (hangi seçenek)

A – Act or Assign (carry out selected option and assign tasks) İşlem veya Atama (seçilen seçeneği yerine getirme ve görevleri atama)

R – Review (can involve addition of new information, and/or the ongoing result(s) of selected option) Gözden geçirme (yeni bilgilerin eklenmesi ve / veya seçilen seçeneğin devam eden sonuçları / sonuçlarını içerebilir)

1. UPRT : “Upset prevention and recovery training” (kötü durumları önleme ve kurtarma eğitimi) manevrası,
2. FAA : “Federal Aviation Administration”
3. EASA: “European Aviation Safety Agency”

Yayınlanma tarihi 30 Kasım 2016

Yazar: Stephan Hickman (Managing Director – Aviation Training and Resourcing)

Çeviren: Kaptan Gökhan Karakuş