Sistema de Aumento de Características de Maniobra

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Panel de control de un Boeing 737, el MCAS va instalado al lado del copiloto tras la rueda (TRIM)

El Sistema de Aumento de Características de Maniobra o MCAS es un sistema de software de control de estabilización en modo automático que fue creado por ingenieros de la empresa Boeing para compensar las pérdidas de velocidad en el nuevo Boeing 737 MAX versión 8 y 9.[1]​

En el Boeing 737 MAX, el MCAS pretendía imitar el comportamiento de vuelo de la generación anterior de la serie, el Boeing 737 NG. Durante las pruebas de vuelo del MAX, Boeing descubrió que la posición y el mayor tamaño de los motores tendían a empujar el morro hacia arriba durante ciertas maniobras. Los ingenieros decidieron utilizar tecnología de última generación para crear un sistema que mantendría nivelado el avión, se creó el MCAS para contrarrestar esta tendencia, ya que un rediseño estructural importante habría sido prohibitivamente costoso y requeriría mucho tiempo. El objetivo de Boeing era certificar el MAX como otra versión del 737, lo que atraería a las aerolíneas por el coste reducido de la formación de pilotos. La Administración Federal de Aviación (FAA) aprobó la solicitud de Boeing de eliminar una descripción del MCAS del manual de la aeronave, dejando a los pilotos sin conocimiento del sistema cuando el avión entró en servicio en 2017.[2]​

Después del fatal accidente del vuelo 610 de Lion Air en 2018, Boeing y la FAA, no revelaron el MCAS, remitieron a los pilotos a una lista de procedimientos revisada que deben realizarse en caso de mal funcionamiento. Luego, Boeing recibió muchas solicitudes de más información y reveló la existencia del MCAS en otro mensaje y que podría intervenir sin la intervención del piloto.[3]​[4]​ Según Boeing, se suponía que el MCAS compensaría un ángulo excesivo de morro hacia arriba ajustando el estabilizador horizontal antes de que el avión entrara en una Entrada en pérdida. Boeing negó que el MCAS fuera un sistema antipérdida y destacó que su objetivo era mejorar el manejo del avión. Tras el accidente del vuelo 302 de Ethiopian Airlines en 2019, las autoridades etíopes declararon que el procedimiento no permitió a la tripulación prevenir el accidente, que ocurrió mientras se estaba desarrollando una solución al MCAS.[5]​ Semanas después del accidente del 302 la FAA suspendió y prohibió el Boeing 737 MAX.

Boeing admitió que el MCAS jugó un papel en ambos accidentes, cuando actuó sobre datos falsos de un único sensor de ángulo de ataque (AoA). En 2020, la Administración Federal de Aviación, Transport Canada y la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea (EASA) evaluaron los resultados de las pruebas de vuelo con el MCAS desactivado y sugirieron que el MAX podría no haber necesitado el MCAS para cumplir con los estándares de certificación.[6]​ Más tarde ese año, una Directiva de Aeronavegabilidad de la FAA[7]​ aprobó cambios de diseño para cada avión 737 MAX, lo que evitaría la activación del MCAS a menos que ambos sensores AoA registren lecturas similares, eliminaría la capacidad del MCAS de activarse repetidamente y permitiría a los pilotos anular el sistema si es necesario. La FAA comenzó a exigir que todos los pilotos de MAX realicen capacitación relacionada con MCAS en simuladores de vuelo para el 2021.

Historia[editar]

El 737 MAX utiliza un estabilizador ajustable, movido por un tornillo nivelador, para proporcionar las fuerzas de ajuste de tono necesarias.

En la década de 1960, se instaló en el Boeing 707 un sistema básico de control de cabeceo para evitar la pérdida. Posteriormente, se implementó un sistema similar, en este caso específicamente llamado MCAS, en el avión cisterna militar de reabastecimiento de combustible Boeing KC-46 Pegasus. El KC-46, que se basa en el Boeing 767, requiere MCAS porque el peso y el equilibrio cambian cuando la aeronave cisterna redistribuye y descarga combustible. En esa aeronave, el MCAS se anula y desactiva cuando un piloto hace un movimiento con la palanca.

Comparación de motores de aviones Boeing 737 durante la historia
Motor de un Boeing 737-200
Motor de un Boeing 737-800 Nueva Generación
Motor de un Boeing 737 MAX
En la primera imagen podemos ver el motor de un Boeing 737 Clásico, en la segunda podemos ver el motor rediseñado de un Boeing 737 NG y la última el motor rediseñado y acomodado hacia adelante elevadamente de un Boeing 737 MAX ya instalado el MCAS

Se desarrolló otra implementación del MCAS para el Boeing 737 MAX, porque sus motores más grandes y reposicionados cambiaron las características de vuelo del avión en comparación con las generaciones 737 anteriores.[8]​[9]​ Cuando un sensor de ángulo único de ataque (AoA) indicaba que el ángulo era demasiado alto, el MCAS ajustaba el estabilizador horizontal en la dirección de morro hacia abajo. [10]​ Boeing hizo esto para cumplir el objetivo de la compañía de minimizar los requisitos de capacitación para los pilotos ya calificados en el 737NG, lo que Boeing consideró que haría que la nueva variante fuera más atractiva para los clientes de aviones que preferirían no soportar los costos de la capacitación diferenciada.[11]​ Sin embargo, según entrevistas con directores de agencias que describen las evaluaciones realizadas después de que ocurrieran los accidentes inducidos por el MCAS, tanto la FAA como la EASA sintieron que la aeronave habría tenido una estabilidad aceptable, incluso sin el MCAS.

Participación del MCAS[editar]

Los datos de seguimiento del vuelo 610 de Lion Air obtenidos de Flightradar24

El MCAS jugó un papel clave durante los vuelos de Lion Air 610 y Ethiopian Airlines 302, los investigadores determinaron que el MCAS se activó por entradas erróneas del AoA (Ángulo de Ataque), como si el avión se hubiera inclinado excesivamente. En ambos vuelos, poco después del despegue, el MCAS activó repetidamente el motor de compensación del estabilizador horizontal para empujar hacia abajo el morro del avión ya que según los sensores la aeronave estaba demasiada inclinada hacia arriba.[12]​[13]​[14]​[15]​ Los datos satelitales de los vuelos mostraron que los aviones luchaban por ganar altitud.[16]​ Los pilotos informaron dificultades para controlar el avión y pidieron regresar al aeropuerto.[17]​[18]​Se descubrió que la implementación del MCAS interrumpia las operaciones del piloto automático.[19]​

El 11 de marzo de 2019, después de que China dejara en tierra al Boeing 737 MAX,[20]​ Boeing publicó algunos detalles de los nuevos requisitos del sistema para el software MCAS y para las pantallas de la cabina, que comenzó a implementar a raíz del accidente anterior cinco meses antes:

  • Si los dos sensores AoA no están de acuerdo con los flaps retraídos, el MCAS no se activará y un indicador alertará a los pilotos.
  • Si el MCAS se activa en condiciones no normales, sólo "proporcionará una entrada para cada evento elevado de AoA".
  • La tripulación de vuelo podrá contrarrestar el MCAS tirando de la columna de control hacia atrás

El 27 de marzo, Daniel Elwell, administrador interino de la Administración Federal de Aviación (FAA), testificó ante el Comité Senatorial de Comercio, Ciencia y Transporte, diciendo que el 21 de enero,

"Boeing presentó una propuesta de mejora del software MCAS a la FAA para su certificación... La FAA ha probado esta mejora en el sistema de control de vuelo del 737 MAX tanto en el simulador como en la aeronave. Las pruebas, que fueron realizadas por ingenieros de pruebas de vuelo y pilotos de pruebas de vuelo de la FAA, incluyeron situaciones de pérdida aerodinámica y procedimientos de recuperación".[21]​

Después de una serie de retrasos, el software MCAS actualizado se entregó a la FAA en mayo de 2019.[22]​[23]​El software de vuelo se sometió a 360 horas de pruebas en 207 vuelos.[24]​ Boeing también actualizó los procedimientos existentes para la tripulación.

El 4 de abril de 2019, Boeing reconoció públicamente que el MCAS estuvo involucrado en ambos accidentes.[25]​

Propósito del MCAS y del Sistema de Compensación del Estabilizador[editar]

La FAA y Boeing cuestionaron los informes de los medios que describen al MCAS como un sistema anti-pérdida, lo que Boeing afirmó claramente que no lo es, sino que es un sistema diseñado para proporcionar cualidades de manejo al piloto que satisfacen sus preferencias.[26]​[27]​[28]​ El avión tuvo que funcionar bien en una prueba de pérdida a baja velocidad.[29]​ La Revisión Técnica de las Autoridades Conjuntas (JATR) dijo que:

"Considera que las funciones STS /MCAS y de cambio de sensación del elevador (EFS) podrían considerarse como sistemas de identificación de pérdida o sistemas de protección de pérdida, dependiendo de las características naturales (no aumentadas) de pérdida de la aeronave."

El JATR mencionó también:

"El MCAS usó el estabilizador para cambiar la sensación de fuerza de la columna, no para compensar la aeronave. Este es un caso de uso de la superficie de control de una manera nueva que las regulaciones nunca tuvieron en cuenta y deberían haber requerido un documento temático para un análisis más detallado por la FAA. Si el personal técnico de la FAA hubiera estado plenamente consciente de los detalles de la función MCAS, el equipo JATR cree que la agencia probablemente habría requerido un documento temático para usar el estabilizador de una manera que no se había utilizado anteriormente; esto [podría haber] identificado el potencial del estabilizador para dominar el ascenso"[30]​

Descripción[editar]

Certificación[editar]

Para cuando se presentó la certificación del 737 MAX, el software estaba programado para alterar solo 0.06° de arco en el ángulo de ataque para compensar una eventual pérdida de estabilidad horizontal, el Boeing 737 MAX obtuvo esta certificación con esta característica de software; sin embargo los ingenieros de Boeing descubrieron poco tiempo después que este valor de programación había sido insuficiente para proporcionar una adecuada estabilización y decidieron alterar el programa con un valor mayor de ángulo de ataque de 2,5° en el software para cuando se detectara pérdida de velocidad. Esto no condujo a una recertificación del 737 MAX bajo las nuevas características y se mantuvo la certificación inicial. El aparato entró en proceso de comercialización.

Debilidades y fortalezas[editar]

Gráfico del ciclo fugoide del Vuelo 610 de Lion Air.

Los errores de configuración al proporcionar un valor de ángulo más elevado hicieron que cuando los sensores detectaban esta pérdida de velocidad, el avión bajase la nariz más allá de lo necesario afectando la seguridad del vuelo. Lo que resultó más grave aún fue que cuando actúa el MCAS, el control manual queda en off ya que el software toma el control de los estabilizadores horizontales, la intervención humana del piloto aunque actúa no compensa suficientemente la desestabilización y el avión comienza un ciclo fugoide y finalmente cae en ángulo de picado.[31]​ El MCAS puede ser desactivado con el selector del panel; pero la mayoría de los pilotos ignoraban este comando.[32]​

Estabilizadores horizontales de cola de un Boeing 737

Este software se presentó como la tapadera de una mejora en la seguridad de vuelo y fue incorporado a los 737 MAX 8 y 9. Cuando se vendieron las primeras unidades, Boeing no consideró necesario modificar los manuales de vuelo del 737; tampoco se informó a los pilotos de 737 tradicionales de la existencia de este sistema, ya que se consideraba que no debía alterar mayormente el manejo operativo del aparato. Boeing tampoco llevó a cabo un programa de capacitación formal para familiarizar a los pilotos con las diferencias entre los modelos Boeing antiguos y nuevos. Boeing, después de los dos accidentes con más 300 fallecidos que dejaron el Vuelo 610 de Lion Air y el Vuelo 302 de Ethiopian Airlines, ha comenzado un proceso de recertificación del 737 MAX que incluye capacitaciones, conferencias y un programa de comunicaciones para recuperar la confianza en este modelo de avión.[33]​

Un problema fundamental por el cual ocurrieron los accidentes es que el MCAS utilizaba los datos de solamente un sensor de ángulo de ataque por vuelo alternativamente. Al fallar el sensor, el MCAS dejó de funcionar correctamente.[34]​ Luego fue modificado para usar los dos sensores al mismo tiempo, de tal forma que si los valores difieren se sabe que no se puede confiar en ellos. La EASA deseaba que el avión contara con tres de estos sensores AoA, como Airbus, pero finalmente aceptó recertificarlo solamente con dos.[35]​

Precedentes[editar]

En el vuelo 1951 de Turkish Airlines en 2009 el acelerador automático funcionó incorrectamente debido al fallo de un solo radioaltímetro (el piloto había activado el modo monocanal que existe para urgencias en vez de doble canal como exigía el manual de operaciones de la aerolínea). La investigación resaltó los errores de la tripulación.[36]​[37]​

Véase también[editar]

Referencias externas[editar]

  1. ↑ es el MCAS de Boeing?
  2. ↑ Laris, Michael (19 de junio de 2019). «Changes to flawed Boeing 737 Max were kept from pilots, DeFazio says». The Washington Post. Consultado el 29 de febrero de 2020. 
  3. ↑ «Multi Operator Message». MOM MOM 18 0664 01B. The Boeing Company. 10 de noviembre de 2018. Consultado el 1 de agosto de 2021. 
  4. ↑ «Exclusive: Boeing kept FAA in the dark on key 737 MAX design changes - U.S. IG report». Reuters (en inglés). 1 de julio de 2020. 
  5. ↑ «Continued Airworthiness Notification to the International Community». FAA. 11 de marzo de 2019. 
  6. ↑ «Boeing's MCAS may not have been needed on the 737 Max at all». The Air Current (en inglés estadounidense). 10 de enero de 2021. Consultado el 3 de agosto de 2021. 
  7. ↑ «Airworthiness Directives; The Boeing Company Airplanes». rgl.faa.gov. 20 de noviembre de 2020. Archivado desde el original el 18 de abril de 2022. Consultado el 12 de diciembre de 2020. 
  8. ↑ Fehrm, Bjorn (14 de noviembre de 2018). «Boeing's automatic trim for the 737 MAX was not disclosed to the Pilots». Leeham News and Analysis. 
  9. ↑ Vartabedian, Ralph (15 de marzo de 2019), «Must Reads: How a 50-year-old design came back to haunt Boeing with its troubled 737 Max jet», Los Angeles Times (en inglés estadounidense), consultado el 23 de mayo de 2022 .
  10. ↑ «Your 737 MAX Questions. Answered: 5. What is MCAS?». Boeing. 
  11. ↑ Ostrower, Jon (10 de enero de 2021), «Boeing's MCAS may not have been needed on the 737 Max at all», The Air Current, archivado desde el original el 10 de enero de 2021 .
  12. ↑ «737 MAX software update». Boeing. 
  13. ↑ «Boeing flies first 737 MAX 7 with MCAS software update». saemobilus.sae.org. Archivado desde el original el 25 de octubre de 2020. Consultado el 6 de junio de 2019. 
  14. ↑ «The Boeing 737 MAX: Is the problem with the plane or the pilots?». Intelligent Aerospace. 12 de marzo de 2019. Consultado el 3 de julio de 2019. 
  15. ↑ «Change to 737 MAX controls may have imperiled planes». Reuters. Consultado el 3 de julio de 2019. 
  16. ↑ Levin, Alan. «Clue Linking Mysterious Boeing 737 Max Disasters Came From Space». Bloomberg News. Consultado el 6 de junio de 2019. 
  17. ↑ Lazo, Luz; Laris, Michael; Aratani, Lori; Paletta, Damian (13 de marzo de 2019). «FAA's emergency order grounding Boeing jets came after the agency identified similarities between crashes in Ethiopia, Indonesia». The Washington Post. Consultado el 13 de marzo de 2019. 
  18. ↑ Beech, Hannah; Suhartono, Muktita (20 de marzo de 2019). «Confusion, Then Prayer, in Cockpit of Doomed Lion Air Jet». The New York Times. Consultado el 21 de marzo de 2019. 
  19. ↑ «Boeing 737 Max's Autopilot Has Problem, European Regulators Find». Bloomberg News. 5 de julio de 2019. Consultado el 6 de julio de 2019. 
  20. ↑ Gates, Dominic (18 de marzo de 2019). «Flawed analysis, failed oversight: How Boeing, FAA certified the suspect 737 MAX flight control system». The Seattle Times. Consultado el 19 de marzo de 2019. 
  21. ↑ «The State of Airline Safety: Federal Oversight of Commercial Aviation». U.S. Department of Transportation (DOT). 27 de marzo de 2019. Archivado desde el original el 27 de julio de 2019. Consultado el 27 de julio de 2019. «On January 21, 2019, Boeing submitted a proposed MCAS software enhancement to the FAA for certification. To date, the FAA has tested this enhancement to the 737 MAX flight control system in both the simulator and the aircraft. The testing, which was conducted by FAA flight test engineers and flight test pilots, included aerodynamic stall situations and recovery procedures. The FAA's ongoing review of this software installation and training is an agency priority, as will be the roll-out of any software, training, or other measures to operators of the 737 MAX.» 
  22. ↑ Rappard, Anna-Maja; Wallace, Gregory (16 de mayo de 2019). «Boeing says it has completed 737 Max software fix». CNN. Consultado el 17 de mayo de 2019. 
  23. ↑ MacMillan, Douglas (16 de mayo de 2019). «Boeing says 737 Max update is being held up by FAA questions». The Washington Post. Consultado el 19 de mayo de 2019. 
  24. ↑ Josephs, Leslie (16 de mayo de 2019). «Boeing says it has completed a software update for 737 Max anti-stall system linked to fatal crashes». CNBC. Consultado el 27 de mayo de 2019. 
  25. ↑ Gregg, Aaron (4 de abril de 2019). «Boeing CEO apologizes for lives lost and acknowledges role of company's flight-control system in two crashes». The Washington Post. 
  26. ↑ «Congress holds fiery hearings on Boeing 737 Max 8 approval». CBS News. Consultado el 4 de junio de 2019. 
  27. ↑ Broderick, Sean; Norris, Guy; Warwick, Graham (20 de marzo de 2019). «The Boeing 737 MAX MCAS Explained». Aviation Week & Space Technology. 
  28. ↑ Ostrower, Jon (13 de noviembre de 2018). «What is the Boeing 737 Max Maneuvering Characteristics Augmentation System». The Air Current. Consultado el 14 de marzo de 2019. 
  29. ↑ «14 CFR § 25.203 - Stall characteristics.». Electronic Code of Federal Regulations. Legal Information Institute. Consultado el 2 de julio de 2019. 
  30. ↑ Hart (2019). Boeing 737 MAX Flight Control System : Observations, Findings, and Recommendations. FAA. 
  31. ↑ Informe de Comité Nacional de Seguridad del Transporte de Indonesia acerca del vuelo 610
  32. ↑ El software asesino de Boeing
  33. ↑ El nuevo MCAS y su recertificación
  34. ↑ https://www.seattletimes.com/business/boeing-aerospace/failed-certification-faa-missed-safety-issues-in-the-737-max-system-implicated-in-the-lion-air-crash/
  35. ↑ http://www.b737.org.uk/max_enhancements.htm
  36. ↑ Hamby, Chris (20 de enero de 2020). «How Boeing's Responsibility in a Deadly Crash 'Got Buried'». The New York Times. 
  37. ↑ «Flug TK1951: Flugunfall von 2009: Parallelen zu MAX-Abstürzen?». 23 de enero de 2020. 
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