A 380 Krizi

Yüzyılın en iddialı projelerinden biri olan Airbus A 380; 800 yolcuya kadar taşıyabilen, 2 katlı dev bir uçakla ticari havacılığın seyrini değiştirmeyi amaçlıyordu. Üretim sürecinde yaşanan gecikmelerle birçok sipariş iptali yüzünden zor zamanlar geçiren ve ilk teslimatı yaklaşık 2 yıl gecikmeli yapılabilen A 380, yeni bir kriz ile karşı karşıya.

Qantas Havayolları'nda bulunan bir A380'nin kanadında tespit edilen çatlakların en başta yaşadığı ciddi motor arızası sonucu olduğu düşünüldü. Ancak, A 380 kullanan diğer operatörlerden gelen  "kanatta çatlak" raporlarından sonra EASA ve Airbus konunun üstüne giderek acil bir AD yayınlandı (Amerika'da A 380 bulunmadığı için bu aşamada FAA devreye girmedi).

Airbus'a göre "kritik" olmayan bu çatlaklar, kanadın köşe kirişlerini tutan önemsiz parçalardı. Bunun yanında Avustralya'da A380 filosunun acilen yere indirilmesi üzerine baskılar artmakta. Ayrıca, havalimanlarına A 380 inen ülkeler de bu konuda acil bir açıklama talep etmekte. Şimdilik Airbus'ın operatörlere gönderdiği acil bir "inceleme" paketi bulunmakta:

1300 ile 1800 uçuş saykılı arasında olan A 380'ler için altı hafta içinde, az sayıda olan 1800 saykılın üzerindeki A 380'ler içinse dört gün içinde 24 saatlik özel bir inceleme uygulanması kararlaştırıldı. 

Bu durum en fazla Boeing'in işine yaradı denebilir. Zaten yeni bir tasarım ile risk almaktansa, kendini kanıtlamış B- 747 serisini satmaya çalışan Boeing'in elinde şimdi çok daha fazla koz var.

Kokpitte TouchScreen

Bugün bir ticari yolcu uçağının kokpitinde yaklaşık iki yüz kontrol düğmesi bulunmaktadır. Çeşitli renklerde, basmalı veya çevrilen bu düğmeler (push-button, rotary) ilk bakışta oldukça kafa karıştırıcı görünmektedir. Hatta, pilotlar için bile bazı durumlarda durumsal farkındalığın (situational awareness) yitirilmesine sebep olabilmektedir.

Otopilot ve iniş takımı kontrolleri gibi sık kullanılanları hariç tuttuğumuzda; az kullanılan düğmelerin (HF ayarları, ekran düzeni değiştirme gibi) kokpit ergonomisi için olumsuz bir etkisi olmaktadır. Ayrıca, sistem kontrol panelleri (elektrik, yakıt, hidrolik vb.) kokpitte hatırı sayılır bir yer kaplamakta, bakım maliyeti ve arızacılığı zorlaştırmaktadır. MFD'lerdeki fonksiyonlara ulaşmak için ayrı ayrı tuşlar konması da FMS veya EICAS gibi menüler arası geçişi zorlaştırmaktadır.

Touchscreen (dokunmatik) ekranlar sayesinde gösterge ergonomisinin temelinde yatan "sadece ihtiyaç olanı göster" uygulanmış olacak. Multi-Input Interactive Display Unit (MIDU) denilen yeni gösterge sistemlerinde, pilotların konfigüre edebileceği touchscreen ekranlar yavaş yavaş mekanik düğme ve anahtarların yerini alacak. Örneğin; elektirik sistem paneli sadece lazım olduğu zamanlarda touchscreen'e çağrılacak ve pilotlar ekran üzerinde müdahale edebilecekler.

Genel havacılık için tasarlanmış birçok model bulunsa da (Garmin GNT-650) tabi ki asıl büyük touchscreen modifikasyon projeleri ticari havacılık ile önümüzdeki yıllarda çok geniş bir pazar yaratacak. 

Düğmesiz çok işlevli ekranlardan (MFD) oluşan yeni nesil kokpitler

Daha ayrıntılı yazı için: Avionics Magazine, Ocak sayısı syf: 36-41

LightSquared Tehlikesi

Lightsquared; Amerika'da 4G kablosuz geniş alan internet sağlayıcısı bir şirket olup, son projesinde birbirine bağlı güçlü yer istasyonlarını uyduları ile entegre etmek üzerine çalışmaktadır. Bütün eski haberleşme altyapısını kendine entegre edecek bu sistemin GPS'e büyük tehlike oluşturduğu iddia edilmektedir.

Lightsquared,1525-1559 MHz spektrumunu kullanmakta ve yer istasyonları oldukça güçlü sinyaller gönderebilmektedir. GPS frekansından sadece 26 MHz uzakta olan bu yayınlar, aşırıcı güç (overpower) durumlarında kolaylıkla GPS frekansına karışabildiği kanıtlanmıştır (overlap). FCC (Federal Communications Commission) çalışmalarında, Lightsquare'in 70 dB'lik sinyallerinin bazı durumlarda GPS'in tipik -130 dB'lik uzay sinyallerine kolaylıkla karışabileceğini göstermiştir.

Aşağıdaki grafikte; GPS'in spektrumunun sivil kullanımı (L1 C/A) 1559 MHz'in yeterli seviyede ayrı görülse de, mavi renkte olan askeri P(Y) sinyalleri Lightsquared'e çok yakındır ve P(Y)'nin GPS operasyonunda çok büyük önemi vardır. GPS savunucularının en çok kızdığı noktalardan biri de bunun ilk tasarımda Lightsquared tarafından nasıl görmezden gelindiğidir (Kazara olabilecek frekans aşımları harici...). Çünkü bu P(Y) askeri kodunun yeni havacılık GPS sistemlerinde kullanıma açılması planlanıyordu (NextGen, WAAS, GBAW vb.)

FCC tarafından şart koşularak kurulan "Lightsquared ve GPS Çalışma Grubu" için Lightsquare tarafından milyonlarca dolar kaynak ayrılmış ve ayrıca Lightsquared çeşitli GPS araştırmalarına sponsor olarak bu sorunu çözmek için girişimlerde bulunmuştur. Ayrıca, GPS alıcılarında yapılacak değişikliklerle Lightsquared sinyallerinin filtrelenebileceği duyurulmuştur. Piyasadaki GPS alıcılarının çoğunun Lightsquare krizi öncesi tasarlandığı düşünüldüğünde, hali hazırdaki vericilerin yaklaşık %80'ninin değişmesi gerektiği belirtilmektedir.

Lightsquared ve GPS arasındaki savaşın daha süreceği açık. Lightsquare'in 260 milyon insana kablosuz internet sağlama iddiasının üzerinden, GPS'in havacılıkta insan hayatı için ne kadar kritik olarak kullanılacağını kanıtlayarak  (Hassas yaklaşma, navigasyon) gelinebilir. GPS bir yön bulma aleti değil, ana navigasyon ve iniş desteği olacaktır. Kamuoyuna ve otoritelere bunu anlatmak gerekir...

Alınan Ölümcül Dersler 3: Aviyonik tasarım hataları

Diğer iki yazıda aviyoniklerin uçak kazalarında ne kadar "masum" olduğu üzerine durdum denilebilir. Bu sefer aviyonik tasarım hatalarının neden olduğu bazı kazaları analiz etmeye çalıştım. 

Aşağıdaki üç kaza; elektronik, görsel sunum ve uygulama gibi üç farklı tasarım hatasıyla ilişkilidir. Tasarımı bu şekilde daha geniş işlemek istedim:

Turkish Air Lines 1951

Hepimizi yakından ilgilendiren bu kazada; THY'ye ait bir Boeing 737-800 Amsterdam'a inişi sırasında piste 500 metre mesafede bir tarlaya düşmüş ve üç pilot, bir hostes, dört Boeing mühendisi olmak üzere 9 kişi hayatını kaybetmişti.

Kazanın olduğu esnada eğitimi yapılan otomatik iniş sistemi radyo altimetreden (RA) aldığı yükseklik bilgisini kullanarak çalışır. Barometrik altimetrenin tersine daha çok elektronik altyapılı olan RA, gönderilen radyo sinyallerinin yere çarpıp yansıması arasındaki zamanın ölçümü gibi çok yüksek frekansta hassas sinyal işleme yapar.

Boeing 737-800'de iki tane (Redundant) bulunan RA'lardan kaptan tarafındaki otomatik iniş sistemi için master'dır. Kaza günü, kaptan tarafındaki altimetre henüz 2400 ft yükseklikteyken bir anda -8 ft yükseklik göstermeye başlamıştır. Amsterdam'ın deniz seviyesinden alçak olduğundan, -8 ft'lik irtifa göstergesi bir başka bilgisayar kontrolünü tetiklemiştir.

Autothrottle (Motorlarının gücünü otomatik ayarlayan otopilot fonksyonu) -8 ft'lik okumayı uçağın inmiş olduğu şekilde yorumlamıştır. Henüz 2400 ft'deyken iniş takımları açık olmadığı ikazını veren "Configuration Alarm" da bu yüzdendir. Autothrottle, pilotların hiç beklemediği bir anda motorları rölantiye (Engine idle) almış ve uçağın hız kaybederek stall olmasına sebep olmuştur. 

Boeing'in bu RA hatasıyla ilgili şu ana kadar ki tek tavsiyesi; pilotların otomatik inişlerde RA tutarsızlıklarına karşı dikkatli olmalarını istemeleri olmuştur (!). Ciddiyim, mesaj numarası: (MOM) 09-0063-01B... 

                                                       

Air Inter 148

20 Ocak 1992 tarihinde Lyon'dan havalanan bu Airbus A320, Strasburg'a inmek için daireler çizerken bir tepeye çakılarak düşmüştür. Uçaktaki 96 kişiden 86'sı hayatını kaybetmiştir. Kazanın, havayolu şirketinin kar politikaları kaynaklı bir takım başka sebepleri olduğu iddia edilse de ben kokpitteki aviyoniklerin sunumu ile ilgili olan yere dikkat çekmek istiyorum.

A 320'nin komplike otopilot sistemi, pilot tarafından seçilen bir dikey hızı (vertical speed) korur. Ayrıca uçuş açısı (Flight Path Angle) yine aynı ekrandan takip edilerek girilir. Özellikle yaklaşmalarda stabilizasyon sağlayan bu fonksyonlar 20 Ocak 1992 akşamı, Air Inter 148 mürettabatı tarafından uçuş açısı 3.3 derece olarak şekilde ayarlanmak istenmiştir. Yani uçağın 3.3 derecelik bir açıyla havalanına doğru alçalması planlanmıştır.

Pilot, uçuş açısını ekrana "-33" şeklinde girmiştir. Bunun -3.3 derece anlamına geldiği sanılarak uçuşa devam edilmiş ve kısa bir süre sonra kaza gerçekleşmiştir. Aslında girdikleri  "-33", açık unutulan dikey hız modunda 3300 ft/dk alçalma anlamına geliyordu. Uçak -3.3 derecelik normal bir yaklaşma yerine, -3300 ft/dk gibi hızlı bir alçalma manevrasına girmiştir. Bu hızlı alçalmanın kazanın gelişimine büyük katkısı olmuştur.

Airbus mühendisleri; ekranı verimli kullanmak için aynı ekranı paylaşan Uçuş Açısı verisinin  "3.3" şeklinde bir girişin 3.3 dereceye eşit olmasını ve Dikey Hız verisinin de "33" rakamlarının da yanına iki sıfır eklenerek 3300 ft/dk'ya eşit olacak şekilde tasarlamışlardı.

Kazadan sonra dikey hız girişlerinin yapıldığı ekran 4 rakamlı yani "3300" şeklinde olacak şekilde yeniden tasarlanmıştır.

Swiss Air 111

2 Eylül 1998'de, New York'dan havalanan bu MD-11 kalkışından yaklaşık bir saat sonra kokpitte duman olduğunu rapor etmiş (Pan-Pan çağrısı) ve kısa bir süre içinde uçakla bağlantı kaybolmuştur. Yangın sonucu düştüğü belirlenen uçak kısa bir süre önce IFE (In-flight entertainment) sistemi ile donatılmıştı.

Orjinal konfigürasyonda olmayan IFE sistemi, mevcut aviyonik kompartman ve kablo yolları  üzerinden bir entegrasyon çözümü ile yerleştirilmişti. Onar veya yirmişer kablo demetleri şeklindeki IFE güç kablolarının kokpitteki sigorta kutusuna ve aviyonik kompartmana erişmesi için yanlış şekilde konumlandırıldığı ortaya çıkmıştır. Yanlış konumlandırma sonucu kıvılcım üreten bu kablolar ayrıca yangına karşı dayanıklı bir maddeden de yapılmamışlardı.

Kazadan sonra sistem entegrasyonları yerel ve uluslararası havacılık otoriteleri tarafından daha sıkı standartlara bağlanmış ve kablolarda yanma ısısı yüksek daha dayanıklı maddeler kullanılması zorunluluğu getirilmiştir.

  ***************************

Tekrar etmek de yarar var: 

Evet..Evde bilgisayarın başında oturup "bilmeleri lazımdı", "şöyle olmalıydı" diye yazmak çok kolaydır. Bu duruma düşen insanların bulundukları şartlar, stres ve baskı etkenlerini de değerlendirmek lazım...

Yukarıda yazılan aviyonik tasarım hataları kazaların ana sebebi değildir. Zaten bir uçak kazasında hiçbir şey "ana sebep" olamaz. Çok daha ayrıntılı bakmak ve "hatalar zincirini" görmek gerekir.

Head-Down Display (?)

Askeri sistemlerde kullanılmaya başlanan ve sonraları ticari havacılıkta da kendine yer bulan Baş-üstü Gösterge ing. Head-up Display (HUD), geleceğin  uçakları için altimetre kadar ana bir ekipman olacağı değerlendiriliyordu. HUD'un başlıca işlevi; pilotların saydam bir ekran vasıtasıyla uçuş bilgilerini (PFD)  kokpit camından dışarıya bakarken takip edebilmelerini sağlamaktır. Özellikle ILS inişlerde HUD büyük avantaj sağlamaktadır. HUD ile bir son yaklaşma:

              

HUD, avcı uçağı pilotlarının it dalaşı sırasında uçuş parametrelerini takip edebilmeleri amacıyla tasarlanmıştır. Bir Boeing ile it dalaşına girip Airbus vurmak istemiyorsanız HUD aslında çok gerekli değildir (!).

Yakın zamanda ortaya çıkan Synthetic Vision System/Enhanced Vision System (SVS/EVS) yani uçağın önündeki uçuş rotasını dijital olarak ekranda canlandıran sistemler, şimdiden HUD teknolojisini eleyecek gibi görünüyor. SVS/EVS'nin en büyük avantajı;  kokpitteki Çok Amaçlı Gösterge ing. Multi-functional Display (MFD) kullanılarak uygulanabilmesidir. HUD ise ek donanım ve entegrasyon gereklilikleri içermektedir.

Ayrıca, kötü görüş koşullarında bir HUD'un normal PFD'den farkı kalmamaktadır. SVS/EVS ise IR görüntüleme teknolojisi ile pilotlara çok daha net bir uçuş rotası çıkartabilmektedir:

                 

Honeywell'in yaptığı testlere göre de HUD ve SVS/EVS ile yapılan iniş performansları birbirine çok yakındır. Her iki teknoloji de yere yakın uçuşlarda güvenliği arttırmak içindir ve varılan sonuç pilotları bir şekilde gerekli bilgilerin sunulması gerekliliğidir.

HUD ile pilota göstergeler arasında kaybolmamasını için sürekli HEADS UP! demek yeterli olmamaktadır.  Bunun için uçağın önünü dijital olarak haritalamak gerekli olsa da amaç mümkün olduğunca net uçuş verisi sağlamaktır. HEAD UP veya HEAD DOWN farketmemelidir...

Daha geniş bilgi için: Avionics Magazine, Ekim Sayısı , syf 20.

Alınan Ölümcül Dersler 2: Aviyoniklere ne kadar güvenilmeli ?

Başlık aviyoniklere karşı bir şüphe gibi duyulsa da aşağıdaki incelemeler tam tersine pilotların aviyoniklere güvenmemesi konuludur. Çok spesifik bir kategori olsa da bu şekilde yaşanan kazaların sayısı oldukça fazla.

Pilotlar, vertigo veya görsel yanılsamalar gibi etkenler sonucu durumsal farkındalıklarını (Situational awareness) yitirebilirler. Yani uçağın yere göre konumunu zihinlerinde canlandıramazlar veya hatalı düşünürler. Bu gibi durumlarda uçuş ekibinin tamamen göstergelerine güvenmesi gerekmektedir. 

DHL 611 ve Bashkirian 2937 

1 Temmuz 2002'de DHL Express'in Boeing 757 kargo uçağıyla, Rusya'dan havalanan ve yolcularının çoğunu ilkokul öğrencilerinin oluşturduğu bir Tupolev 154 Almanya üzerinde çarpışmış ve kazadan sağ kurtulan olmamıştır. Kazanın, İsviçreli bölge hava kontrolörünün hatalı talimatı ve (bana göre) Tu-154 pilotlarının bu hatalı talimata aynı şekilde hatalı uyması sonucu gerçekleştiği belirlenmiştir.

Havada çarpışmaları engellemek için uçaklar TCAS (Traffic Collison Avoidance System) yani havada çarpışmayı önleyici sistemle donatılmıştır. Bu sistemde, her iki uçağın TCAS cihazı birbirileriyle transponder mesajlarını kullanarak haberleşir ve bir "kaçınma  manevrası" ortaya çıkarılır. Yani, bir TCAS alçalmak diğer TCAS ise yükselmek üzere birbirileriyle anlaşırlar. 

1 Temmuz 2002'de DHL Boeing 757'nin TCAS'i "Alçal", Tu-154'ün TCAS'i ise "Yüksel" uyarılarını verdi. Ancak, Tu-154'ün pilotları görsel yanılgamaları ve İsviçre Bölge Kontrol'den gelen hatalı "Alçal" direktifi sonucu yükselmek yerine alçalınca bu kaza yaşanmıştır. Oysa ki bu şekilde yakın hava trafiği durumlarında TCAS'e uymak zorunludur. TU-154 mürettebatı malesef TCAS'e güvenmemiştir...

Ayrıca belirtmek gerekir ki; "permission/cleared to..." diye başlayan direktifler hariç diğer bütün hava trafik bilgileri "advisory" kategorisindedir.. Yani, pilotlar hava trafikten gelen "alçal" komutuna uymak zorunda değildir.

Flash Airlines 604 (Nihai raporu hala açıklanmadı)

 3 Ocak 2004'de Sharm El-Sheikh'den havalanan bir Boeing 737-300 kalkışından kısa süre sonra denize çakılmıştır. Denizden çıkarılan FDR'dan elde edilen verilere göre uçağın suya vurduğu anda 24 derece sağa yatış açısında ve 24 derece burun aşağı (pitch angle) olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, kazadan kısa süre önce 111 derece gibi inanılmaz yatış açılarından, 43 dereceye kadar burun aşağı açılara maruz kaldığı görülmüştür.

Uçuş, gece ve okyanus üzeri olduğu için pilotların suya göre yüksekliklerini görsel olarak ayırt etmeleri mümkün değildi. Uçağın rotadan çıkması  üzerine yardımcı pilot tarafından uyarılan kaptan pilotun bu aşamada durumsal farkındalığını yitirmeye başladığı görülmüştür. Kokpit ses kaydedicisinden (CVR) takip edilen konuşmalarda kaptan pilotun uçuş göstergelerinin doğru olamayacağını birçok kez tekrar ettiği ve kendisini uyaran yardımcı pilota çıkıştığı kayıtlıdır. 

Aslında uçuş göstergeleri "doğru olamayacak kadar absürd" bu manevra için pilotu uyarmaya çalışıyordu. Sonuç olarak kaptan pilotun, suni ufuk göstergesine (VHI) değil kendi orta kulak sıvısına (Vücudun denge organı) inanması bu kazanın en muhtemel sebebi olmuştur.

Birgenair 301


Bir Türk tescilli uçağın (TC-GEN) Dominik Cumhuriyeti'nde yaptığı bu kaza yolcularının Türk olmaması sebebiyle pek az bilinir. 6 Şubat 1996'da kalkışından kısa süre sonra düşen bu Boeing 757'de, teknik arıza ve durumsal farkındalık kaybolması birleşimi ana etkenler bulunmaktadır.


Muhtemel bir pitot-static (Basınç yardımıyla hız ölçen) sistem arızası sebebiyle kaptan tarafındaki hava hızı göstergesi (ASI) ile yardımcı pilot tarafındaki arasında tutarsızlık tespit edilmiştir. ASI olmadan, okyanus üzeri gece uçuşu şartlarında görsel referans kaybolmuştur. Kaptan tarafındaki hava hızı çok yüksek göründüğünden kaptan pilot tarafından yavaşlatılan uçak aniden stall warning (düşük hızdan dolayı havada tutunamama) ikazı vermeye başlamıştır. Pilotun kontrollerini sallayan  bu uyarı, derhal hava hızı kazanılması için ikaz eder. Uçuş ekibi, uçağın ASI'da gösterilen gibi aşırı hızlı mı yoksa stall warning verecek kadar yavaş mı olduğu konusunda tereddüt yaşamaya başlamıştır. 


ASI'da tutarsızlık olduğu durumlarda şu noktanın bilinmesi önemlidir; stall warning her ne kadar hava hızıyla ilgili bir ikaz olsa da, kaynağı pitot-static sistem değil kanatların üzerindeki hücum açısı (Angle of Attack) sensörleridir. Yani bu durumda stall warning'in doğru olması daha muhtemeldir. Kaptan pilot ise stall warning'e güvenmeyerek kapıldığı vertigo sonucu uçağın  çok hızlı gittiğini düşünerek burnunu kaldırarak daha da yavaşlatmış ve düşmeyi hızlandırmıştır.


                                               ****************************************


Tekrar etmek de yarar var: 


Evet..Evde bilgisayarın başında oturup "bilmeleri lazımdı", "şöyle olmalıydı" diye yazmak çok kolaydır. Bu duruma düşen insanların bulundukları şartlar, stres ve baskı etkenlerini de değerlendirmek lazım...


Ama çıkarılması gereken ders; aviyoniklerin onlara güvenmemeniz gerektiği zamanlarda bizi uyarmasıdır. Halbuki, insan faktörü hataları için bir ikaz sistemi yoktur. 

Alınan Ölümcül Dersler 1 : Uçuş ekibinin ne kadar aviyonik bilgisine ihtiyacı var ?

Yaşanan bazı uçak kazalarında, basit aviyonik sistem bilgisi eksikliğinin büyük payı olmuştur. Kritik bilgi eksikliği veya da o bilginin atlanmasının nelere sebep olabileceği üzerine birkaç örnek paylaşmak istedim:

                       

Aero Peru 603

 2 Ekim 1996'da Peru'nun Başkenti Lima'dan havalanıp, Şili'ye gitmekte olan bu Boeing 757 kalkışından hemen sonra uçuş göstergelerinin tutarsızlığından dolayı Lima Kule'ye acil durum beyan etmiştir. Gece yarısı ve okyanus üzeri uçuş olduğu için pilotlar yerden yüksekliklerini kestiremediklerinden Lima Kule'den radarında okuduğu irtifa bilgisini iletmesini istediler. 

Kuleden sözlü olarak 9700 ft'de oldukları belirtilen pilotlar, bu yanlış bilgiye dayanarak alçalmışlar ve en son 2500 ft'de oldukları söylendiğinde ise denize çakılmışlardır. Hem pilotların hem de hava trafik kontrolörün bilmediği radarlar ilgili çok kritik bir bilgi vardı.

Sivil hava trafik kontrol radarları bir uçağın açısal yönünü (Bearing) aktif olarak belirlese de (Primary Radar), irtifasını transponder tarafından gönderilen bilgiye dayanarak pasif olarak gösterirler (Secondry Radar). Yani uçağın yüksekliğini yerdeki radar kendisi ölçmeden sadece  uçağın kodlayarak bildirdiği veriyi kullanır (Transponder Mode C). Yalnızca askeri radarlar aktif olarak irtifa ölçümü yapar...

Aeroperu 603 zaten yanlış ölçüm aldığı irtifa bilgisini kuleye gönderiyordu ve kule de aynı yanlış irtifayı okuduğunu söyleyerek pilotları yanıltmış oldu. Halbuki, Aeroperu 603'yi yönlendirmek için bir Boeing 707 yola çıkmıştı bile... Pilotların ve kontrolörün tek yapmaları gereken hiç bir irtifa bilgisine güvenmeyip durumlarını korumaktı. Ama bu kritik bilgiyi iki tarafın da bilmediği veya anlık olarak atladığı görülmektedir.

Aeroflot 593

23 Mart 1994'de Rusya'nın Sheremetyevo şehrinden Hong Kong'a giden bu Airbus 310-304, Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra Rusya topraklarında kullanılan ilk yabancı yapım uçaklardan biriydi. Rus pilotların bu yeni tasarım anlayışına alışmak için belli ki zamana ihtiyacı vardı. 

Hikaye; kaptan pilotun uçak seyir halindeyken çocuğunun pilot koltuğuna izin vermesiyle başlıyor. Kaptan, uçağın otopilotta olmasına güvenerek çocuğunun kontrollere dokunmasını ve sanki uçağı uçuruyormuş gibi hissetmesini istiyor. Bu arada uçak sağa doğru yatmaya başlıyor ve kaptan yeniden kontrolü eline alıncaya kadar uçak bir tepeye vuruyor... Otopilot ile ilgili çok önemli bir nokta atlanıyor:

Airbus 310'da otopilot (AFEGC); aileron, elevator, dümen ve motoru ayrı ayrı kontrol eder. Uçak otopilot kontrolünde iken kontrollere dokunulursa yalnızca o kontrol ile ilgili otopilot devre dışı kalır. Ve otopilotun tamamı devreden çıkmadığı için bir ikaz verilmez (Bu sonradan düzeltildi).

Aeroflot 593'de, çocuğun kontrollere hafif olarak dokunmasının otopilotu sadece aileronlar için devre dışı bırakacağı bilinmiyordu. Otopilotun (aileron dahil) halen devrede olduğunu sanıldığından, uçağın sağa yatış manevrası anlaşılıncaya kadar artık çok kalınmıştı.

China Airlines 006

19 Şubat 1985'de Taipei'den Los Angeles'a gitmek üzere havalanan Boeing 747SP, 41.000 ft'deyken motorlarından bir tanesi sustu. Dört motoru olan Boeing 747 için bu çok da kritik olmayan arıza az daha bir felakete neden olacaktı.

Pilotlar uçağı otopilot kontrolüne alarak arızalanan motorla ilgilenmeye başlıyorlar. Arızalanan motorun sağ kanatta olması sebebiyle, uçak normal olarak sağa doğru yatmaya başlıyor. Uçağın sağa doğru yatışı iyice hızlanıyor ve bir yerden sonra uçak ters dönerek 30.000 ft'lik bir düşüşe geçiyor... Okyanusa çarpmasına 9600 ft kala kontrol sağlanıyor ve uçak güvenli bir şekilde acil iniş yapıyor.

Pilotların atladığı nokta, Boeing 747SP modelinde otopilotun dümeni kontrol etmediğidir. Basit bir pedal kontrolüyle düzeltilebilecek sağa yatış hareketini, pilotlardan bir müdahale gelmeyince otopilot aileronlarla düzeltmeye çalışmıştır. Dengesiz aileron müdahalesi ise uçağın kontrolden çıkmasına sebep olmuştur. Sonuç olarak uzunca bir süre ne olduğunu anlayamadan uçak maruz kaldığı g kuvveti etkisiyle hasara uğramıştır.

                                                      ----------------------------------------

Evet..Evde bilgisayarın başında oturup "bilmeleri lazımdı", "şöyle olmalıydı" diye yazmak çok kolaydır. Bu duruma düşen insanların bulundukları şartlar, stres ve baskı etkenlerini de değerlendirmek lazım. Ayrıca, bir uçak kazasının her zaman birden fazla sebebi vardır; insan, bakım, hava vb.

Aeroperu 603'ün uçuş göstergelerinin arızalanmasına sebep olan şeyin, static port üzerinde unutulan koruyucu bant olduğu belirlenmiştir. China 006'de ise motora yapılan yanlış bakım... Aeroflot 593 ise "pilot koltuğunda oturan çocuk" demek sanırım yeterli. Aviyonik sistem bilgisi bu kazaların sadece sonuçlarını değiştirebilirdi. Asıl nedenlerden teknikten önce, insan faktöründe...

Stabilized Approach

- "Never let an airplane take you somewhere your brain didn't get to five minutes earlier."

Çok beğendiğim ve havacılığı özetleyen bu deyiş uçuş planlamasının ne kadar önemli olduğunu anlatır. Havacılık; son anda hazırlanmış uçuş planlarının, sadece göz gezdirilmiş hava raporlarının veya acele etmenin yeri değildir (Hızlı olmak ile acele etmek farklı şeylerdir). Birçok kaza malesef bu çok bilinen insan faktörü sebebiyle olmaktadır. 

En çok yapılan hatalardan birisi de son yaklaşmada (final approach) yaşanmaktadır. Bu çok doğal bir içgüdü tarafından tetiklenmektedir; "Bir önce inmek isteği". Kırmızıya dönmek üzere olan trafik ışıklarında hızlandığınız anı düşünün...

Sadece inişe odaklanılması gereken anlarda daha önce yapılması gereken şeylerle meşgul olmak ölümcül sonuçlar doğurabilmektedir. Örneğin; iniş anında referans hızından yüksek olma sonucu, asıl olan iniş açısı (glide slope) korumak yerine hızı ayarlamak için manevralar yapmak, planda olmayan erken speed braker açmak vb. Bir başka deyişle "Kafanın(!) başka yerde olması"... Halbuki, bu aşamada dikkat sadece pistte olmalıdır ve diğer bütün işlerin bu aşamada tamamlanmış olması gerekmektedir.

Pas geçilen bir inişin maddi (yakıt, zaman, havalanı ödemesi) ve manevi yükü (utanç)  pilotları inmek için gereksiz riskler almaya itebilmektedir. İniş anında yaşanan kazaların %45'i yukarı bahsedilen sebeplerden kaynaklanmaktadır. 

Bu durumu engellemek için özellikle havayolu şirketlerinin kontrolünde Stabilized Approach (SA) yani sabitlenmiş yaklaşma denilen bir standart yürütülmektedir. Öncelikle bir "Unstabilized Approach" durumuna neler yol açabilir bir kaç örnek:

- Yorgunluk, stres, kişisel sorunlar sonucu checklist'leri atlamak.

- Rötar veya benzeri bir sebeple acele etmek.

- Hava Trafik Kontrolü kaynaklı; son anda pist değiştirmek, geç veya erken verilen direktifler vb.

- Otomatik sistemlerden geç çıkmak veya iniş yardımlarını geç ayarlamak. Örn; Yüksekten gelip GS'ı kesememek.

- Hava şartlarına hakim olmamak sonucu son yaklaşmada zorlayıcı manevralar (Başta yazılan deyişi hatırlayın; Bu durum 5 dakika önce pilotun aklında yoktu !).

- Görsel yanılsamalar sonucu uçuş aletlerine bakmadan hareket etmek; inişe geçmek, erken base ayağına girmek veya yanlış piste gittiğini fark edip son anda asıl iniş pistine yönelmek vb.

Bu etkenlerin sebep olduğu genel unstabilized approach karakteristikleri ise:

- Yüksek hız sonucu bütün iniş ayağının "Idle" güçle yapılması sonucu düşük enerjiyle manevralara girişmek.

- Yüksek irtifa sonucu çok hızlı alçalmak (Steep Approach).

- Uçağın limitlerini zorlayan aşırı yatış açıları ile pisti ortalamaya çalışmak (Excessive bank angle).

- Yüksek hızda flapları geç açabilmek sonucu yitirilen aerodinamik avantajlar.

- Yüksek irtifa sonucu piste geç teker koymak (Runway threshold'un üzerinde olmak).

Uçuş güvenliğini arttırmak adına SA olarak tanımlanabilecek bir yaklaşmanın standartları vardır. Bu standartlar şirketten şirkete değişebileceği gibi uçulan ülkenin hatta inilen havalimanının kurallarıyla da düzenlenebilir. Birçok farklı SA uygulaması olsa da bir kaç örneği;

Uçağın piste dikey pozisyonu; görerek uçuş şartlarında (VMC) 500 ft, aletli uçuş şartlarında (IMC) 1000 ft kala:

-  Hız sınırlar dahilinde değilse (Vref -5<V<Vref +10);

-  Dikey hız -1000 ft/min'den büyük ise;

-  Yatış açısı 7 dereceden büyükse;

-  LOC sapması (deviation) 1/4 nokta, GS sapması 1 noktadan fazlaysa;

-  İniş konfigürasyonunda değilsen (Flap, automatic brake, ışık vb.);

- Motor gücü iniş modunda değilse;

PAS GEÇ GİTSİN !  Evet bu kadar basit.  Bu kurallar sayesinde pilotlar inişi neden pas geçtiğini daha rahat açıklayabilmekte (hem kendisine hem de şirkete) hem de "insiyatifle" yapılan inişler önlenebilmektedir.    

Şirketin kalite birimleri düzenli olarak uçuş verilerini incelemekte ve SA olmayan inişleri tespit ederek yapan pilotlar hakkında işlem yapmaktadır.

Not: İşlediğim SA kuralları Airbus'ın tavsiye ettikleridir. Dediğim gibi değişkenlik gösterebilir.

Yakın geçmişte yaşanan bir kaç kaza;

THY Amsterdam kazasında (TK 1951), Schiphol Havalimanı'nın GS'yi yüksekten kestiren talimatı (Trafiği rahatlatmak için) uçuş ekibinin son anlara kadar bununla meşgul olmasına sebep olduğu iddia edilmektedir. (Steep approach)

Atlasjet Isparta kazasında (4203), uçuşun İstanbul'dan rötarlı kalkışı sonrası uçuş ekibinin Isparta Havalimanı'nına "planlı yaklaşma usullerine" uymadan kestirme bir rotadan inmeye çalıştıkları iddia edilmektedir. (5 dakika kuralı)

Havacılığın GPS'e "Güven Sorunu"

                               

GPS günümüzde sahip olduğu geniş kullanım alanına rağmen, ticari uçuşlarda hala "yardımcı navigasyon" olarak kullanılabilmektedir. GPS'in ana navigasyon desteği olarak kullanılmamasını düzenleyen çok sıkı standartlar ve kurallar bulunmaktadır. Genel olarak havacılık otoritelerinin GPS'e pek güvenmediği söylenebilir :)

TSO-129a standartı; uçakta kullanılacak bir GPS cihazının  bütünleşik çalışacağı sistemlerden (INS, autopilot vb.), kullanılabileceği uçuş aralıklarına (en-route, terminal vb.) ve minimum performans standartına kadar geniş bir kapsama sahiptir. Hatta; GPS'in tuş takımı, ekran ve menü geçişleri bile belli standartlara oturtulmuştur.

TSO-129a'da en dikkat çeken standart RAIM (Receiver Autonomus Integrity Monitor) yani GPS verilerinin devamlılığı ve doğruluğunun diğer uydular ve navigasyon yardımları (INS, VOR/DME) ile kontrolü zorunluluğudur. Örneğin; RAIM son yaklaşmada A sınıfı bir GPS için 0.3 nm'lik bir hassaslıkta uyarı verirken, C sınıfı bir GPS'de bu oran 0.1 nm'dir. Veya, GPS havalanına 30 nm kala iniş için vektör vermiş olmalıdır.

A sınıfı GPS cihazları daha çok genel havacılık içindir ve hassasiyetleri de ona göre daha düşüktür (PPL Pilotlara ölüm !!). B ve C sınıfı cihazlara geldikçe INS veya VOR/DME gibi cihazlarla RAIM zorunluluğundan, ekran okunabilirliğine standartlar sıkılaşmaktadır. Havacılık GPS cihaz sınıfları:

A sınıfı: Bu kategori bir cihaz yer navigasyon destekleri ile RAIM yürütür ve son yaklaşmaya 2nm kala RAIM'i kaybederse sadece bunu bildirmekle yükümlüdür. Hassas yaklaşmalarda kullanılması yasak olan A sınıfı GPS cihazları sadece en-route ve terminal bölgelerde (A1) ve hassas olmayan yaklaşmalarda kullanılabilir (A2).

B sınıfı: Bu türden bir cihazın sağladığı GPS bilgisinin bir uçuş yönetim sistemine (Flight Management System) girmesi gerekmekte ve RAIM'in birden çok navigasyon desteği ile yapılması gerekmektedir. 

C sınıfı: Bu tür cihazlar bir otopilot sistemine bağlı olarak kullanılmakta olup, RAIM'i çok sıkı standartlara bağlanmıştır. En ufak hata payında uyarı verip, kendi kendini sonlandırması gerekmektedir. Donanım ve tasarım standartları çok daha sıkıdır.

Amerikan Havacılık Dairesi (FAA) tarafından yürütülen NextGen projesinde GPS artık çok daha baskın olarak kullanılmaktadır. Hatta, yalnızca GPS yardımıyla CAT II ve CAT III inişler denenmektedir. Zamanla, GPS'in güvenilirliği daha da artacak ve hava navigasyondaki yeri önem kazanacaktır.

Kalman Filter

Özellikle elektronik mühendisliği bölümünden mezun kişiler bu ismi hatırlayacaklardır. Kalman Filtresi; çoğu temel alan derslerinde mutlaka uygulaması yaptırılan ama asıl sahip olduğu önem çok daha sonra anlaşılan bir konudur. Ölçüm yapan veya yüksek veri girişi olan bütün alanlarda (bunları yapmayan bir elektronik uygulaması var mı ?..) kullanılan ve etkin olması için yüksek sistem bilgisine ihtiyaç duyan bir mühendislik uygulamasıdır.

Üniversitede çoğu matematik ifadenin dayandığı Linear Time-Invariant  (LTI) yani doğrusal zamanla değişmez sistemler; mesela değişmeyen ortam sıcaklığı, manyetik karışımın sabit olması vb. gerçek hayatta geçersizdir. Gerçek sistemler, Time-Variant (Zamanla değişen) ve Dynamic (Değişken) davranışa sabittir. Bu tür sistemlerin davranışlarını ölçerken,  zamanla değişken yapılarının etkilerini "tahmin" etmemiz gerekir. Tahminler, gözlemlere ve modellemeye bağlıdır. Bu işi yapmak için de Kalman Filtresi çok ideal bir uygulamadır. (Daha basit Moving Average veya FIR gibi filtre uygulamaları da bulunmakta...)

Kalman Filtresi'nin temelleri olasılık (Probability) ve kestirim (Estimation) teorileri üzerinedir.  Önceki ölçümleri kullanarak, o anki değişken davranışı istatistik bilgiye dayanarak tahmin eder. Bu istatistik bilgisi, beyaz gürültü (white-noise) gibi 1 ve -1 arası genlik ve çeşitli şekillerde güvenilir modellere oturtulmuşsa (Gaussian, Poission gibi) nispeten kolaydır. Ancak daha komplike ve davranışı bilinmeyen sistemlerde modelleme yaparak üst paragrafta yazdığım "yüksek sistem bilgisine" ihtiyaç duyulur.                                                                                                  

                 

Kalman Filtresi ile ölçümleri iyileştirerek neler yapabiliriz? Bize ne kazandırır? Uygulamalarından sadece bazıları:

- Uçağa entegre edilen bir sistemin kendisinin veya diğer sistemlere gürültü limitleri belirlenebilir.

- Tasarım aşamasında alıcıların yerlerinin belirlenmesinde kullanılabilir.

- Uçuş testleri sırasında alıcının standartlar dahilinde işleyebileceği örnek sayısı belirlenebilir.

- Kullanılması gereken alıcı türü belirlenebilir.   

Bir ticari yolcu uçağının Flight Management System (FMS) yani uçuş yönetim sistemini düşündüğümüzde;  GPS verisinden, pitot tüpü hava hızı ve yakıt seviyesi ölçümüne çok yüksek düzeyde ve farklı türde veriye  ihtiyaç duymaktadır. Tabi öncelikle bu verilerin tutarlı (Consistent) olması gerekmektedir. FMS mimarisinin en önemli parçalarından biri de içerdiği Kalman Filtresi'dir. Hatta, GPS bile uydu verilerinin devamlılığına bağlı bir yapıda olduğunu için kendi içinde bir Kalman Filtresi bulundurmaktadır.  

GPS ve SSR'a rakip: Multilateration

Multilateration (MLAT) yazması zor bir kelime olsa da bir navigasyon aracı olarak diğer Nav-Aid'lere göre basittir. MLAT, yeri saptanmak istenen bir vericinin, gönderdiği sinyallerin yerleri bilinen alıcılara varış zamanı farkı (Time Difference of Arrival) kullanılarak saptanmasıdır. En eski navigasyon sistemlerinden biri olan LORAN-C ile aynı prensiptedir. Üç hyperboloid'in kesişiminin alınması olarak düşünebilirsiniz. Hyperboloid sayısı artarsa doğal olarak yer saptama hassasiyeti de artmaktadır (Bu bir takım başka problemler doğurmaktadır tabi...). 

                         

MLAT, GPS'in kullandığı Trilaretation (Mesafe bilinmeden 3 kürenin kesişimi) gibi sinyalin gönderim zamanına bağlı değildir. GPS'in hassasiyetini en çok etkileyen senkronizasyona ihtiyaç duymaz. Sinyallerin yer  istasyonlara varış zamanı farkı verisi yeterlidir.

Hava trafiğini kontrol için kullanılan SSR (Secondary Survalliance Radar) gibi komplike elektronik donanıma ihtiyaç duymamaktadır. Elde ettiği verileri daha çok yazılım tabanlı işler.

Belki de en güzel tarafı, uçak üzerinde ek bir ekipmana ihtiyaç duyulmamasıdır. Hali hazırda transponder sinyalleri kullanılarak hesaplar yapılır ve yerde normal bir SSR anteninin üçte biri boyutunda alıcılara ihtiyaç duyar.  

Halen kısa menzili sebebiyle sadece havalimanı civarında (Controlled Area) kullanılan bu teknik, Fading (Sönümlenme, multipath propagation vb) gibi olumsuz etkilere karşı geliştirilmesiyle yakın zamanda Wide Area Multilateration (WAM) olarak çok daha geniş alanlarda navigasyon hizmeti sunacağı değerlendirilmektedir.

(Daha geniş bilgi için:  Avionics Magazine, Eylül Sayısı. Syf 28-32)

Integrated Modular Avionics : IMA

İlk aviyonik mimari diyebileceğimiz tasarımlar; elektromekanik sistemlerin bağlı olduğu, birbirinden neredeyse bağımsız analog bilgisayarlar ve ağır güç kaynaklarının yer işgal ettiği, noktadan noktaya (point to point) hantal mimarilerdi. Daha sonraları sunulan Flight Management System (FMS) ile halen bağımsız işlem yapan sistemler verilerini bir yerde toplayarak uçuş ekibine daha global bir sunum yapabiliyor hale geldi ve ilk merkezi mimari yaklaşımının işaretini vermiş oldu. Tabi, halen bağımsız işlemciler ve güç kaynakları noktadan noktaya (genellikle ARINC 429 veri yolu ile) bağlantı yapmaktaydı. 

Boeing 777 ile gelen Aircraft Information Management System (AIMS) ile bu bir adım daha ileri giderek veriler merkezi bir birimde toplanmaya ve buradan dağıtılmaya başlandı. Böylece, sistemler merkezi bir yaklaşım ile kaynakları (yazılım, güç, giriş/çıkış birimi vb.) ortak kullanmaya başladılar. Bu hem veri akışı kontrolünü kolaylaştırdı (tabi ARINC 629 veri yolunun etkisi büyük !) hem de ortak kaynaklar sayesinde ağırlık ve maliyetleri azalttı. Ancak AIMS Boeing 777'ye özgü olarak kaldı ve ilerideki daha modüler tasarımlara ilham verdi.

              

Integrated Modular Avionics (IMA) ise AIMS'i daha da ileriye götürerek çok daha merkezi ve çok daha yazılıma dayalı bir mimariyi getirdi. Bütün sistemlerin ortak işlemci ve ortak yazılımda koşmasının yanı sıra, donanım ile yapılan çoğu işlemin de yazılımla yapılması planlandı (Application Layer Software). Bir çok farklı görevi yapan yazılım tek bir donanımda konumlandırıldı. IMA'nın getirdiği avantajlar:

- Elektronik donanımın azalması (Yazılıma kayarak).

- Daha güvenilir ve merkezi kontrol sağlaması.

- Güç kaynağı I/O'ların ortak olması ile ağırlık azalması.

IMA ile ilgili çekinceler ise:

- Yazılımların oldukça karmaşık hale gelmesi.

- Birden çok uygulamayı barındıracak karmaşık elektronik donanım.

- Yedeklilik sorunu. Tek güç kanyağı, tek yazılım, tek işlemci...  (Fail-Operational olma durumu)

Boeing 777'nin AIMS ile başlayan merkezi aviyonik mimari yaklaşımları, Boeing 787 ve Airbus 380 ile çok daha modüler hale gelmektedir. IMA, gelecekte çok daha yaygın kullanılan bir aviyonik terimi olacaktır.