Varför lägger Airbus sidesticks sina inmatningar?

Jag tror att det finns en viss logik i designen, faktiskt, även om jag inte verkligen tycker om det. Om du tänker på det traditionella oket som ett kontrollelement där en viss kraft (eller ögonblick snarare ...) resulterar i en viss förändring av flygvägen, då om båda piloterna tillämpar samma kraft (i stället för att rikta samma avböjning) Den resulterande flygplanreaktionen är mer uttalad än om endast en pilot tillämpar den kraften, men förmodligen inte med linjärt förhållande. Det sidostickade flygkontrollsystemet gör detsamma.

Vad som saknas mycket mer är enligt min mening återkoppling till en pilot om vad den andra gör med pinnen. Jag tror att att ha dem sammankopplade eller bakåt drivna skulle nog inte ha varit så dålig idé.

Varför lägger Airbus sidestyks sina inmatningar? Jag jobbar inte för Airbus och är inte upptagen med deras designdokument, men här är det jag tror bygger på de över 50 realtidssimuleringsmodellerna av flygkontrollflygningar som jag har skrivit och stämnat:

• Summan av utgångarna ger mest mening för att undvika diskontinuiteter i positionsinmatning, och ger största möjliga flexibilitet om endast en pilot åt gången hanterar sin sidosticka. En pinne i centrerad position ger noll utgång. Om en pilot överför kontroll till den andra piloten och ingen prioritetsknapp trycks in, har flygkontrollens ingångar från de två pinnarna ingen diskontinuitet. Inmatning från vilken pilot som helst plus nollingång från den andra piloten fungerar båda sätten, oavsett prioritetsknappstatus.

• Endast en pilot i taget ska driva sin sidosticka. Om den icke-operativa piloten gör en stickinmatning, resulterar summering av de två utgångarna i en förändring av attityden som varnar PF för den andra pilots handling. Medelvärdet av ingångarna skulle göra detta till ett mycket mindre belopp, eller inte alls. Att prioritera vänster pinne kan vara kontraproduktivt: Vad händer om kaptenen har hjärtinfarkt medan FO flyger?

Så länge som korrekt förfarande följs och endast en pilot åt gången hanterar en pinne, summerar utmatningen bäst. Situationen bryts dock ned när korrekt procedur är inte följt: i nödfall och brådskande, i avsaknad av tydliga huvuden. Två piloter fortsätter att tillhandahålla väldigt olika stickutgångar - vilket en ska flygplanet använda? Hur kan det avgöra vilka av de två ingångarna som är giltiga, om människorna inte har instruerat det? Det finns ingen dumtålig lösning på detta, så att välja den bästa lösningen när proceduren följs (summering av utgångarna) är meningsfull och ger flexibilitet och kontinuitet.

There have been a couple of Airbus disasters where, in the confusion leading up to the crash, both pilots have attempted to control the aircraft with their sidesticks at the same time.

Bild källa

Tänk på QZ8501. Kaptenen är en ex militär pilot, känner igen stallet och ger en korrekt återhämtningsingång till staven. Hade han instruerat FO att inte röra pinnen, kunde han ha återhämtat sig framgångsrikt. Men hans tvetydiga användning av engelska (inte hans första språk) orsakade FO att följa upplevda instruktioner och ge en pull up-inmatning, som kaptenen var omedveten om.

Sammanställning av stickutgångarna lagrade inte dem, och de skulle inte heller ha medelvärden för utgångarna. Överföringsmyndighet till kaptenen skulle ha i det här fallet, men nu väntar vi på Murphys lag: kaptenen panikerar medan FO ger rätt inmatning. Jag har hört anekdotiska bevis på ett fall på samma sätt, i gusty förhållanden vid landning med en FO med mycket erfarenhet i dåligt väder medan kaptenen var från ett varmt och soligt land.

Grunden för din fråga är en situation där rätt procedur inte följs på grund av en nödsituation, och i det här fallet fungerar ingen av alternativen mycket bra. Den enda verkliga lösningen här är att koppla pinnarna och ge en utgång som en följd av motstridiga kraftingångar, som i fysiken. Om det inte finns någon tid för den rationella hjärnan att agera, är den enda lösningen att utnyttja de snabbt reagerande sensoriska organen inbyggda i alla människor.

Detta kommer att vara ett teoretiskt svar, men om inte webbplatsen besöks av någon från Airbus Control Design Team, är det förmodligen det bästa vi ska få. Låt mig lista för dig de extremt önskvärda egenskaperna hos "sum" -metoden.

• I normala driftssätt, dvs när en pilot är "hands on" och den andra "hands off", betyder summan-funktionen att kontrollerna beter sig precis som piloterna förväntar sig att de ska. Jag kan inte betona hur viktigt denna egenskap är. Ännu viktigare är att det inte finns något byte eller ett speciellt fall. Mer kommer att sägas om denna frånvaro av "specialfall" senare.
• Det föreslås i frågan att ingångarna är "genomsnittliga" istället för summerade. Men det innebär att en pilot som försöker flyga planet under normala omständigheter får endast hälften av den insats han förväntar sig - full avböjning av pinnen får endast en halv avböjning av kontrollerna (eftersom den andra pinnen är centrerad). Detta är uppenbarligen helt oacceptabelt, och innebär att vi antingen behöver alltid använda prioritetsknapparna eller att upptäcka att den andra pinnen är centrerad som ett "speciellt fall". Anledningen till att detta är en dålig idé kommer att förklaras nedan.
• Den "speciella fallet" -metoden, där pinnen beter sig normalt om den andra pinnen är centrerad, men medeltal med den andra pinnen, om den inte är, introducerar några potentiellt katastrofala problem. Om den "centrerade" pinnen skulle flyttas väldigt lite - kanske för att den icke-flygande piloten oavsiktligt borstade den med sin ärm, eller om det fanns en turbulens - då skulle läget byta. Svaret på kontrollerna skulle plötsligt förändras från den insats som begärdes av den flygande piloten, till hälften av den insignalen (medelvärdet av flygpilotens ingång med den nästan centrerade andra staven). En plötslig stor förändring av kontrollpositionen som ett resultat av en liten förändring så är absolut oacceptabel och kan under vissa omständigheter vara livshotande.
• Den andra fördelen med "sum" -metoden är att varje rörelse i varje stick alltid ger ett liknande svar i planet, oavsett vad den andra piloten gör. En viss avböjning av staven ger alltid ungefär samma kontrollrespons, oavsett om den andra piloten också använder kontrollerna. Detta är oerhört viktigt. Att få kontrollerna att reagera olika beroende på vad den andra piloten gör har potential att vara extremt förvirrande.
• Funktionen "medelvärde" (föreslagen i frågan) gör det omöjligt för en pilot att få fullständig avböjning av kontrollerna när båda pinnarna är aktiva. Båda pilots maximala ingång krävs (om inte prioritetsknappen används - mer senare varför det är en dålig idé). I det scenario där den icke-flygande piloten ser en nödsituation som omedelbart kräver maximal kontrollinsats, är allt som förhindrar hans förmåga att göra det livshotande.
• Funktionen "summa" gör det möjligt för en pilot att göra mindre korrigeringar till den andra pilots inmatning. Till exempel, om den första officer flyger och håller näsan något för låg, kan kaptenen korrigera genom att göra en liten kontrollingång. Som vi såg ovan, om "medelvärdet med lägesomkopplaren" skulle tas, skulle kaptenens inmatning resultera i ett stort svar från flygplanet, inte det lilla han vill.
• Det kan hävdas att alternativa lägen kan fungera om "prioriteringsbrytaren" alltid används. Detta kräver dock att knappen trycks ner alla gånger som en pilot tar eller ger kontroll. Att införa en extra åtgärd - till och med en så enkel som att trycka på en knapp - till ett redan etablerat förfarande kommer att vara farligt. Inga andra plan kräver att du trycker på en knapp för att få kontroll och i en kris är det troligt att den extra åtgärden kommer att utelämnas. När en pilot som inte flyger plötsligt ser ett annat plan på en kollisionskurs eller ser att pilotsflygningen har kollapsat, kommer deras reaktion att vara att flytta kontrollerna omedelbart - inte trycka på en knapp och sedan manipulera kontrollerna. På alla andra plan har de flugit den här åtgärden har fungerat. Kostnaden för den skillnaden kan mätas i bortkomna liv.
• Tanken att det vänstra stödet favoriseras om prioritetsknappen inte används är också mycket problematisk. Flyglinjer flyger nästan 50% av tiden från höger plats. Prioritetsknappen måste användas 50% av tiden. Problemen med prioritetsknappen skulle fortfarande finnas där, men visserligen hälften så ofta. Det enda säkra sättet att göra en kontrollinmatning i en nödsituation skulle fortfarande vara att trycka på prioritetsknappen (med problemen som vi listade ovan), såvida du inte gick igenom det extra steget att tänka "vilken plats är jag i och måste jag trycka knappen? ", ett steg som bara skulle sakta svaret, med potentiellt katastrofala resultat.