Ethiopian Airlines, qual è il ruolo di Boeing?

Lo schianto del Boeing 737 MAX della Ethiopian Airlines dello scorso 10 marzo sta causando una "caccia al colpevole". Tanti puntano il dito contro Boeing ed il nuovo sistema MCAS: Maneuvering Characteristics Augmentation System. E' quello il colpevole? Il fantasma dentro la macchina?

È il caso di spiegare cosa sia questo MCAS cosí tanto discusso (ed aggredito...), perchè sia necessario e quali sono le similitudini con il volo Lion Air 610 dello scorso ottobre 2018.

Ma cominciamo dall'inizio. Il Boeing 737 MAX del colosso statunitense è un aeromobile di corto-medio raggio operato quotidianamente in tutto il mondo. Nella progettazione sono stati scelti dei motori di nuova generazione LEAP-1B della CFM International (una joint venture tra Safran Aircraft Engines e General Electric Aviation). Questi turbofan riducono il consumo di carburante ed emissioni CO2 del 18%. Riduce anche la quantità di NOx del 50%. Sono motori potenti (124,000 Newton) e molto efficienti. Rispettano gli standard più severi sul rumore e risparmiano soldi sia all'operatore (la compagnia aerea) che al passeggero. Questi motori, più grandi rispetto a quelli tradizionali montati sul B737, hanno richiesto una montatura diversa, cambiando le proprietà di assetto del veivolo. In breve, la nuova traiettoria dei vettori di spinta causano una rotazione sull'asse laterale dell'aereo: il muso si alza un pò di più verso l'alto.

Questo non è un bene, perchè l'innalzamento del muso causa una riduzione della velocità e può, se questa diventa troppo bassa, aumentare l'angolo di attacco dell'ala. L'angolo d'attacco è l'angolo tra l'ala e la direzione dell'aria (possiamo immaginare la traiettoria traiettoria del volo). Dato che la "portanza", la forza che fa si che un'ala voli, necessita di un passaggio di aria laminare sopra la superficie dell'ala, un angolo d'attacco troppo elevato blocca questo flusso, diminuendo drasticamente la portanza. L'aereo in pratica "smette di volare" ed entra in uno stallo. L'aereo può successivamente entrare in una situazione pericolosa, spesso risultante in una perdita di controllo ("Loss of Control” - LOC). Il pericolo del LOC è che è spesso non-lineare, rendendo la situazione difficile da prevedere ed anticipare. La generazione della portanza è strettamente legata alla velocità dell'aereo e all'angolo d'attacco. L’aumento dell’angolo d’attacco, mantenendo la velocità più o meno costante, aumenta la portanza, fino a quando si arriva all’angolo detto “critico”, dove lo stallo avviene. Provate a mettere la mano fuori dal finestrino e ruotatela verso l’alto. La forza di portanza vi farà alzare la mano verso l’alto. Ruotatela troppo e la mano semplicemente andrà indietro e sarà difficile da controllare. Lo stallo è definito anche da una certa velocità minima, detta velocità di stallo. Se provate sempre a mettere la mano fuori dal finestrino, appena arrivate ad un semaforo e l’auto rallenta, la mano semplicemente cade. Quindi, per essere in sicurezza, l'aereo non può andare troppo "lento" ed avere un angolo di attacco troppo “alto”. Da notare è che l'angolo d'attacco non è lo stesso dell'attitudine (angolo tra il muso dell'aereo e l'orizzonte).

Istintivamente, per uscire da questa situazione, bisogna ristabilire un flusso di aria sopra l'ala. Cioè, abbassare il muso ed aumentare la velocità. Ed è qui che entra in gioco il MCAS. Il sistema automaticamente muove la coda orizzontale dell'aereo causando l'abbassamento del muso. Questo avviene durante virate con grandi accelerazioni (più di 1g dove la velocità di stallo aumenta avvicinandosi alla velocità di volo), quando il pilota automatico è disattivato (cioè il pilota è in controllo, altrimenti l’autopilota prende in mano la situazione), quando i flap sono alzati, e quando la velocità si avvicina alla velocità di stallo. Questo sistema è quindi come un copilota segreto che verifica sempre che tutto sia a posto. Nel caso che il pilota non mantenga una traiettoria di volo adeguata, il sistema entra in funzione. Poichè questo potrebbe avvenire solamente in situazioni estreme, difficili da verificarsi in un volo commerciale di routine, la probabilità che il MCAS sia necessario è molto bassa.

MCAS non è l'unico sistema di prevenzione allo stallo in esistenza nel mondo aeronautico. Aziende come Airbus hanno da decenni leggi di controllo (software) che fanno piû o meno la stessa cosa. Esistono gli "stick shakers e pushers", in cui la cloche (il “volante” dell’aereo) automaticamente si muove in avanti per costringere il muso ad abbassarsi. Non è una cosa mai sentita e non è un sistema killer -è l'esatto opposto. Il sistema smette di funzionare quando l'angolo d'attacco è ridotto ad un valore accettabile o quando il trim manuale viene azionato dal pilota. Il trim manuale serve a manualmente abbassare o alzare l'attitudine dell'aereo (alzare o abbassare il muso) in piccoli incrementi. Quindi, se il muso si abbassa da solo attraverso MCAS, il pilota ha la possibilità di bloccare l'evento usando il trim manuale collocato sulla cloche.

Facciamo un passo avanti. Nell'ottobre del 2018 precipita il volo Lion Air 610. Si tratta di un Boeing 737 MAX.

Cosa succede? Succede, dai primi rilievi, che il sensore che determina l'angolo d'attacco dell'aereo ha malfunzionato, causando l'attivazione del sistema MCAS. L'aereo ha quindi abbassato il muso dirigendo l'aereo dritto verso la sua fine, schiantandosi in mare. L'aereo aveva anche avuto altri problemi nei voli precedenti: dei problemi che resero l'aereo illegale a prendere il volo. Dalle dinamiche sembra che potrebbero esserci, anche con il volo di pochi giorni fa ad Addis Abeba, delle similarità. Ma è davvero cosi'?

La Boeing ha risposto all'incidente della Lion Air con un bollettino inviato a tutti gli operatori. Il bollettino introduce per la prima volta il sistema MCAS. Ecco perchè piace a molti aggredire questo sistema: i piloti non hanno saputo reagire alla situazione perchè non a conoscenza dell'esistenza di questo MCAS.

Falso. O meglio, vero che i piloti non sapevano dell'esistenza del sistema, ma falso che non sapevano come reagire. Come infatti descritto nel bollettino della Boeing, l'eventuale abbassamento del muso dovuto ad un malfunzionamento del MCAS può essere risolto attraverso procedure già esistenti per quella tipologia di situazione. Proprio cosí, già esistenti.

Ai piloti, il MCAS è osservabile in un movimento non riconosciuto del trim verso il basso. Le procedure richiedono, se questo tipo di evento succede (che sia causato dal MCAS o da altro sistema), di disattivare il stabilizzatore trim automatico completamente (due leve posizionate tra i due piloti). Come descritto sopra, il MCAS viene bloccato dal trim manuale dei piloti, ma si riattiva il momento che i piloti smettono di azionarlo. È un pò come girare il volante verso la corsia quando l'auto vuole portarti fuori strada. Da bravo conducente riesci a tenere l’auto in corsia, però se abbandoni il volante questa perde il controllo e devia fuori strada. Se questo avviene in cabina di pilotaggio, i piloti devono disattivare il sistema trim automatico completamente ed usare solamente il trim manuale. In quel caso, il MCAS sarebbe stato disattivato assieme al trim automatico.

Il fatto che il MCAS sia automatico causa alcune discussioni sulla filosofia di design del colosso Boeing. L'automazione, che appartiene alla filosofia Airbus, dove "il computer è il sistema", è molto spesso criticata da aziende come la Boeing, che preferiscono che "il pilota sia il sistema". Quindi, MCAS ha causato discussioni non da poco.

È però necessario che i piloti siano a conoscenza delle funzionalità e limitazioni di questo sistema? Bè, diciamo che sarebbe meglio avvertire i piloti di un sistema di questo tipo, ma non avrebbe necessariamente cambiato l’evolversi della situazione. Se l’accensione del trim automatico sia stato causato da un errore proprio o dal MCAS, la procedura è esattamente la stessa. Se torniamo all’analogia dell’auto, poco cambia se abbiamo preso un chiodo od una vite nella ruota. Un pneumatico bucato va comunque rimosso e rimpiazzato. La cura è la stessa a due malattie che portano agli stessi sintomi. Ricordiamolo ancora. Il MCAS è un sistema di prevenzione allo stallo. È un strato di protezione.

Avanziamo a qualche giorno fa. 10 Marzo, 2019. Un Boeing 737 MAX dell’Ethiopian Airlines precipita ad Addis Abeba.

Cosa sappiamo? Ben poco. Sappiamo che il pilota ha richiesto di ritornare all’aeroporto, e che l’aereo dopo varie fluttuazioni in altitude e velocità è sparito dal radar, precipitando minuti dopo. Secondo testimoni, come racconta Reuters, l’aereo lasciava una scia di fumo e si sentivano rumori di lamiera. Inoltre, oggetti sembravano volare via dal retro, come vestiti o carta.

L’amministratore delegato della Boeing, Muilenburg, nel suo tweet del 10 Marzo, mette a disponibilità l’esperienza tecnica dell’azienda per assistere all’investigazione. Racconta in altri comunicati stampa di avere piena fiducia dei suoi ingegneri, e che problemi del genere non si sono mai presentati nella lunga campagna di certificazione dell’aeromobile.

L’amministrazione federale dell’aviazione (FAA) stessa, nella persona del direttore Elwell, ammette che non esistono, per il momento, prove che mettano in dubbio le capacità del Boeing 737 MAX, e che non esiste ragione per bloccare a terra tutti gli aerei.

Molte nazioni hanno già bloccato i voli del B737 MAX, ma gli operatori americani confidano nell’eccellenza aerospaziale di Seattle e continuano a volare. L’investigazione, che sarà di lunga durata, farà luce sugli avvenimenti.

Possiamo fare comunque un'osservazione. Nei giorni successivi allo schianto del B737 della Lion Air, la Boeing ha rilasciato appunto il bollettino. Secondo classiche procedure in aeronautica, tutti gli operatori di quell’aereo avrebbero dovuto inoltrare il documento ai piloti o addirittura forzare gli equipaggi ad ulteriori addestramenti. Personalmente, non sono un amante dell’espressione “pilot error” o “errore umano”. Penso che ci sia molta più complessità nell’interazione tra un pilota ed un aereo, ma nasce spontaneamente la domanda, “perché i piloti dell’Ethiopian non hanno riconosciuto cosa stava succedendo se sono stati addestrati, a almeno informati, riguardo queste possibili situazioni pericolose?” Da pilota ed ingegnere mi riesce difficile dare risposta, a meno che, forse, gli eventi del 10 marzo non abbiano avuto a che fare con MCAS.

Infine, Boeing ha anche raccontato che stanno lavorando su un aggiornamento software per il MCAS. Questo fatto viene raccontato da molte testate come un’ammissione di colpa. Assolutamente no. I costruttori di aerei continuano sempre a sviluppare i propri sistemi, soprattutto se sono al livello software. Dati tutti i voli operativi del Boeing 737 MAX, al massimo si può dire che Boeing stia “migliorando” e non “riparando” il MCAS.

Non ci resta che aspettare notizie dall’amministrazione federale dell’aviazione statunitense ed il rapporto della task force investigativa in Etiopia che lavora incessantemente giorno e notte per risolvere questo mistero. Solo loro potranno puntare qualche dito. Conoscendo l’eccellenza di colossi come Boeing, è un gravissimo errore puntare immediatamente il dito verso di loro e verso alta tecnologia come il MCAS.