Air France 447 - Update Recommendations

BEA New Safety Recommendations

Published: June 5, 2012

Publicado em 05 JUN 2012

BEA Novas Recomendações de Segurança

Analysis of the flight based on the readout of the flight recorders has led to the issuing of the new safety recommendations.

• Three safety recommendations relating to operations.

Análise do voo baseado na leitura dos gravadores de voo conduziu à emissão de novas recomendações de segurança.

• Três recomendações relativas às operações.

Training for manual airplane handling

The first recommendations that the regulatory authorities re-examine the content of training and check programs and in particular make mandatory the creation of regular specific exercises aimed at manual airplane handling.

Approach to and recovery from stall, including at high altitude.

Treinamento para manuseio MANUAL [sem Piloto automático] da aeronave.

As primeiras recomendações que as autoridades reguladoras reexaminem o conteúdo de treinamento e programas de chck e em particular faça mandatório a criação de exercícios específicos regulares mirado no manuseio manual do avião.

Aproximação e recuperação de perda de sustentação (STALL), incluisive em alta altitude.

 

Relief Captain

The following two recommend that the regulatory authorities define additional criteria of access to the role of relief Captain in order to ensure better task-sharing in case of relief crews.

• One recommendation relate to airplane certification

Revezamento de Comandante

As duas seguintes recomendam que as autoridades reguladoras definam adicionalmente critérios de acesso ao papel de revezamento do Comandante para assegurar melhor compartilhamento de tarefa no caso de revezamento de tripulantes.

Angle of Attack measurement

This recommends that the regulatory authorities evaluate the relevance of requireing the presence of an angle of attack indicator directly accessible to pilots on board airplanes.

Medição do Ângulo de Ataque [AoA]

Esta recomenda que as autoridades reguladoras avaliem a relevância de requererem a presença de um indicador de ângulo de ataque diretamente acessível aos pilotos a bordo dos aviões.

 

Cruise. Range is a function of both the aerodynamics of the airplane and the fuel-flow characteristics of the engines. Aerodynamically, the minimum drag point occurs at the point where the L/D is a maximum. But this value depends on both AOA and Mach number, so the optimal AOA will vary as Mach number is changed.

Cruzeiro. Alcance é uma função de ambas características, aerodinâmica do avião e fluxo de combustível dos motores.  Aerodinamicamente, o ponto de arrasto mínimo ocorre no ponto onde o L/D [Sustentação/Arrasto] é um mínimo. Mas este valor depende de ambos, AoA e número Mach,  assim o AoA ideal variará quando o número Mach for mudado.

The fuel-flow characteristics of the engines are not affected by AOA, but they do depend on the thrust required (drag), Mach number, and temperature.

Combining the wing and engine characteristics yields the fuel mileage of the airplane, so fuel mileage is a strong function of Mach number. Figure below shows the fuel mileage of a 757-200 at an altitude of 35,000 ft as a function of gross weight and Mach number.

As características de fluxo de combustível dos motores não são afetadas pelo AoA, mas elas dependen da potência exigida (arrasto), número Mach e temperatura.

Combinando as características da asa e motor produz a milhagem de combustível do avião, assim a milhagem de combustível é uma função efetiva do número mach.  A Figura abaixo mostra a milagem de combustível de um 757-200 numa altitude de 35.000 pés como uma de função de peso bruto e número Mach.

It can be seen that the optimal long-range cruise Mach number does not vary significantly as gross weight (hence, lift and AOA) changes. Superimposed on this chart are two lines of constant AOA. It is apparent that flying a constant AOA will not yield optimal performance. If a flight crew tried to fly a target AOA and there was an error of as little as 0.5 deg, the penalty in fuel mileage could be 3 percent or more.

Pode ser visto que o número Mach ideal de cruzeriro de longo alcance não varia significantemente quando o peso bruto (portanto, sustentação e AoA) muda.  Sobrepostas neste gráfico estão duas linhas de AoA Constante.  É óbvio que voando uma AoA constante não renderá uma performance mais favorável. Se uma tripulação de voo tentasse voas umAoA alvo e houvesse um erro tão pequeno quanto 0.5 graus, a penalidade na milhagem de combustível poderia ser 3 por cento ou mais.

Wind is a more fundamental consideration. For best fuel mileage in a headwind, the airplane should be flown faster than the speed for best range in still air; in a tailwind, it should be flown more slowly. Most modern Boeing airplanes have a flight management computer (FMC) that accounts for airplane, engine, and wind characteristics and can compute the optimal speed to be flown.

Vento é uma consideração fundamental.  Para a melhor milhagem de combustível com vento de proa, o avião deve ser voado mais rápido do que a velocidade para o melhor alcance em ar calmo; com vento de cauda, ele deve ser voado mais lentamente. Muitos aviões Boeings modernos têm um computador de gerenciamento de voo ( FMC) que calcula características para o avião, motor e vento e, pode calcular a velocidade mais favorável para ser voada.

Four recommendations on flight recorders

Images recorders

One recommends that the regulatory authorities riquere that aircraft undertaking public transport flights with passengers be equipped with an image recorder that makes it possible to observe the whole of the instrument panel. Another recommends defining strict rules raleting to the use of such recordings.

Quatro recomendações de gravadores de voo

Gravadores de imagens

Uma recomenda que as autoridades reguladoras requeiram que aeronave empreendendo voos de transporte púclico  com passageiros sejam equipadas com um gravador de imagem que faça isso possivel para observar o painel inteiro de instrumento. Uma outra recomenda definir regras austeras [estritamente confidenciais] relativas ao uso de tais gravações.

Flight parameters recordings

There are two recommendations on the recording additional parameters

• There are two recommendations on the transmission of flight data.

Registros de parâmetros de Voo

• Há duas recomendações na transmissão de dados de voo.

One recommends that the regulatory authorities make mandatory the triggering of data transmission to facilitate localization when an emergency situation is detected on board. The other recommends studying the possibility of making mandatory the activation of the Emergency Locator Transmitter (ELT) when an emergency situation is detected on board.

Uma recomenda que as autoridades reguladoras torne mandatória o desencadeamento [disparo automático] da transmissão de dados para facilitar a localização quando uma situação de emergência for detectada a bordo. A outra recomenda estudar a possibiidade de tornar mandatória a ativação do ELT - Transmissor Localizador de Emergência, quando uma situação de emergência for detectado a bordo.

Source BEA

AF447 - Unreliable Speed - by Joelle Barthe, Airbus Engineer

Unreliable Speed

By Joelle Barthe

Flight Operations Engineer

Published on SafetyFirst #5

December 2007

1 Introduction

Unreliable speed is one of the difficul situations that a pilot has to face. Once the failure has been identified, a procedure, based on pitch angles and thrst settings, will assist the pilot in safely flying the aircraft.

But the main difficulty is to rapidly detect an unreliable speed situation. Reaction time is crucial, since the aircraft may stall and overspeed conditions could cause aircraft damage.

The effects of pitot probes obstruction on ground

It intended to make ground and flight crew more sensitive to the consequences of obstructed probes, and to prevent take-off with unriliable speed.

But once airborne, how can the crew handle an unreliable speed situation?

This article is based on A320/A330/A340 design. Cockpit effects, identification and troublshooting, remains similar for wide body aircraft and A380, with some specificities covered in the operational documentation.

2 Effects and consequences in the cockpit

Water, ice, dust, ashes, etc. may pratially or totally block pitot probes and static ports. Equally,tubes misconncected to the Air Data Modules (ADM), plastic covers not removed from probes, insect nest, radome damage, may lead to enrroneous pressure measurements.

The consequences of this erroous pressure information, once used by the ADRs, and/or the standby instruments, are the computation and the display of unreliable speed and/or altitude for all users.

Erroneous speed or altitude indications can be suspected, among others, in the following cases:

- Speed discrepancy (between ADR 1, 2, 3 and standby indication),
- The flutuction of the Indicated Air Speed or of the Pressure Altitude.

- Abnormal correlation between basic flight parameters (IAS, attitude, pitch, thrst, climb rate),

- abnormal AP/FD/ATHR behaviour,

- STALL and OVERSPEED warnings or FLAP RELIEF on ECAM that are in contradiction with ar least one of the indicated airspeeds,

- Inconsistency between radio altitude and pressure altitude,

- Impossibility of extending the landing gear by the normal landing gear system.

Nevertheless, it should be emphasized that identifying an unreliable speed indication is not wlways obvious: no single rule can be givien to conclusively identify all possible erroneous indications and the display of contradictory information may confuse the flight crew. Pilots should therefore be aware of unreliable speed symptoms and consequences.

Depending on the effected probe, i. e. pitot probe os static port, differente indications in the cockpit will become unreliable. Therefore the crew should be aware that some of the usual cues to fly could be unreliable as indicated:

3 Identification and Handling of Unreliable Speed situations

Airbus has developed procedures and guidelines to help crews identify and handle an unreliable speed situation.

The Volume 3 of the FCOM and QRH provide the UNRELIABLE SPEED INDIC / ADR CHECK PROC procedure.

In addition, Airbus has developed training material in the Flight Crew Training Manual ( FCTM, available for A320/A330/A340/A380). The FCTM provides information about the causes and consequences of unreliable ADR computations. It also provides information on how to apply the UNRELIABLE SPEED INDIC / ADR CHECK PROC of the QRH.

An interative trainin tool, the e-Briefing, is also available on https://w3.airbus.com/ in the Flight Operations community, under ther heading "Safety and Operational materials".

4 - Procedures

As soon as a doubt about airspeed indication arises, or a relevant ECAM alert is triggered (relative to ADRs failure or discrepancy for instance), the UNRELIABLE SPEED INDICATION/ADR CHECK PROC procedure should be applied by the crew, following this sequence:

1) If the safe conduct of the flight is affected, APPLY THE MEMORY ITEMS, i. e. fly a pitch with TOGA or CLB thrust,

2) If the safe conduct of the flight is not affected, or once the memory items have been applied, LEVEL OFF, if necessaru, and start TROUBLESHOOTING,

3) If the affected ADR can be identified, fly with the remaining ADR.

4) If the affected ADR cannot be identified or all airspeed indications remain unreliable, FLY WITH PITCH/THRUST REFERENCES.

4.1 Memory Items

If the safe conduct of the flight is affected, the flight crew applies the memory items: theses allow "safe flight conditions" to be rapidly established in all flight phases (take-off, clim, cruise) and aircraft configurations (weight and slats/flaps). The memory items apply more particularly when a failure apprears just after take-off.
Once the target pitch attitude and thrust values have been stabilized at or above minimum safe atltitude, or when the safe conduct of the flight is nor affected, the flight crew enter the 2nd part of the QRH procedure: level off the aircraft and perform troubleshooting.

4.2 Troubleshooting and isolation

The table provided in the QRH gives the pitch (º) and thrust (%N1) to be applied to level off the aircraft according to its weight, altitude and configuration, along with flying technique advices.
In situations where most primary flight data are erroneous, some indications may stil remain correct and should consequentely be used to help the crew stabilize the flight path. This is the case for the Flight Path Vector (FPV), reliable if the static ports are not blocked, and for the GPS altitude displayed on the MCDU, when GPS is installed.

When the flight path is stabilized, the flight crew will start the troubleshooting, keeping in mind that sometimes two or even all three ADRs might provide identical but erroneous data (e.g. due to icing conditions, flight in volcanic ashes, etc).Therefore, do not instinctivelu reject an ADR that is suspected to be affected.

If the troubleshooting procedure enables the crew to identify the affected ADRs, then a normal situation can be. resumed.

But if the affected ADR cannot be identified, or all ADRs are affected, then the flight crew will fly without speed reference, using the pitch and thrust tables.

4.3 Flying using pitch/thrust tables

First, the crew has to switch OFF two ADRs and keep one ADR ON, to keep the Stall Warning Protection.
Then, the crew will [bold] fly the aircraft without speed references, using pitch (º) and thrust (%N1) settings.

To fly the aircraft using pitch and thrust settings, the crew will find in the QRH the tables relative to each phase of flight: Climb, Cruise, Descent and Approach, talking into account the aircraft weight, configuration and altitude. With theses tables, the crew will be able to safety land the aircraft.

5 Back UP Speed Scale (BUSS)

In order to dedrease the crew workload in case of unreliable speed, Airbus has developed the Back-UP Speed Scale (BUSS) that replaces the pitch and thrust table. The BUSS is optional on A320/A330/A340. It is basic on A380, being part of the ADR Monitoring functions.

This indication is based on angle of atack (AOA) sensor information, and is therefore not affected by erroneous pressure measumements.

The BUSS comes with a new ADIUR standar (among other new system standards), where the AOA information is provided through the IRs and nor through the ADRs. This enables selecting all ADRs off without loosing the STALL WARNING PROTECTION.
The AOA information provides a guidance area in place of the speed scale. When the crew selects all ADRs OFF, then:

- The Back-Up Speed Scale replaces the PFD speed scale on both PFDs,

- GPS Altitude replaces the Altitude Scale on both PFDs.

The Back-Up Speed Scale then enables to fly at a safe speed, i. e. above stall speeds, by adjusting thrust and pitch.

The BUSS will be displayed once all ADRs are switched OFF. Therefore, on aircraft that have the BUSS, when the flight crew cannot identify the faulty ADR(s) when performing the troubleshooting, or when all ADRs are affected, the flight crew will switch OFF ADRs, and will fly the green area of the BUSS.

However, if the safe conduct of the flight is affected, the memory items must still be applied before troubleshooting.
As the BUSS is associated to the ADR monitoring funcitions, some unreliable speed situations can be automatically detected (e. g. new ECAM warning "NAV ADR 1+2+3 FAULT"), and some ECAM procedures will lead to the BUSS activation by requesting to switch OFF all ADRs.

6 Conclusion

An unreliable speed situatio may be difficult to identify, due to the multiple scenarios that can lead to it. Therefore, training is a key element: indeed the flight crew's ability to rapid detected the abnormal situation, and to correctely handle it, is cricial.

In case of any doubt, the pilot should apply the pitch/thrust memory items, and then refer to the QRH to safely fly the aircraft, and to positively determine the faulty source(s) before eliminating it (them).

In addition, to further assit the pilot in detecting the failure and safely fly the aircraft, Airbus has developed the BUSS, which provides a safe flying range indication.

Finaly, to reduze the probally of experiencing unreliable speed situations, on-ground actions, such as comprehensive maintenance and through pre-flight exterior inspection, should be stressed.

Velocidade Não Confiável - BUSS

Velocidade não confiável - "voe a área verde" da BUSS - Back Up Speed Scale

Velocidade não confiável é uma das situações de dificuldade que um piloto tem que encarar. Uma vez a falha tenha sido identificada, um procedimento, baseado no ângulo de pitch e ajustagem de potência, ajudará o piloto voar a aeronave seguramente.

Mas a principal dificuldade é detetar rapidamente uma situação de velocidade não confiável. O tempo de ração é crucial, uma vez que a aeronave pode perder a sustentação e condições de sobrevelocidade poderão causar avaria à aeronave.

Uma vez no ar, como pode a tripulação manusear um situação de velocidade não confiável?

Água, gelo, poeira, cinzas, etc. pode parcial ou totalmente bloquear sondas do tubo de pitot e portas estáticas.
Igualmente, tubos desconectados do ADM = Air Data Modules, coberturas de plástico não removidas das sondas, ninhos de insetos, avaria do radome podem conduzir a medições de pressão errônea.

As consequências da informação de pressão errônea, uma vez usada pelo ADR = Air Data Reference e/ou instrumentos standby, são os cálculos e as exibições de velocidade não confiável e/ou altitude para todos usuários.

Indicações de velocidade e altitude errôneas podem ser suspeitadas, entre outras, nos seguintes casos:

• Discrepância de velocidade (entre ADR 1, 2, 3 e indicação standby

• A flutuação da IAS ou da Pressão de Altitude

• Correlação anormal entre parâmetros de vôo básico (IAS, atitude, pitch, potê ncia, razão de subida)

• Comportamento anormal de Piloto Automático, Diretor de Vôo, Auto thrust

• Alarmas de STALL e OVERSPEED ou FLAP RELIEF no ECAM que estão em contradição com pelo menos um dos indicadores de velocidade

• Incosistência entre Rádio altitude e altitude pressão
  Impossibilidade de estender o trem de pouso pelo sistema normal

Procedimentos
1 - se a condução segura do voo é afetada APPLY THE MEMORY ITEMS
voe um pitch com potência TOGA ou CLB

2 - se a condução segura do voo não estiver afetada ou os itens de memória tenham sido aplicados, LEVEL OFF, se necessário e inicie o TROUBLESHOOTING

3 - se o ADR afetado pode ser identificado, voar com o ADR remanescente

4 - se o ADR afetado não pode ser identificado ou todas indicações de velocidade permanecem não confiáveis, FLY WITH PITCH/THRUST REFERENCES

Itens de memória

Se o ADR afetado não puder ser identificado, ou todos ADRs estivere afetados, então a tripulação de voo voará sem referência de velocidade, usando as tabelas de pitch e potência.
Back UP Speed Scale - BUSS

Primary Flight Display - PFD 1
Primary Flight Display - PFD 2

Para diminuir a carga de trabalho da tripulação no caso de velocidade não confiável, a BUSS substitui as tabelas de pitch e potência.

A BUSS é opcional nos Airbus 320, 330 e 340, mas é padrão no Airbus 380, sendo parte das funções de monitoração do ADR - Air Data Reference.

Esta indicação é baseada na informação do sensor do ângulo de ataque - AOA e por esta razão não é afetada pelas medições errôneas de pressão.

A BUSS vem com um novo ADIRU = Air Data Inertial Reference Unit padrão ( entre outros novos padrões de sistema), onde a informação do AOA é fornecida através dos IRs e não através de ADRs. Isto permite desligar todos ADRs sem perder a Proteção do Aviso de STALL.

A informação do AOA fornece uma área de orientação no lugar da escala de velocidade. Quando o piloto desliga todos ADRs, então:

- A BUSS substitui a escala de velocidade em ambos PFDs

- O modo de Altitude do GPS substitui a Escala de Altitude em ambos PFDs.

A BUSS então habilita voar numa velocidade segura, ou seja, acima da velocidade de STALL e abaixo da máxima velocidade estrutural, pela ajustagem da potência e pitch.

A BUSS será apresentada logo que todos ADRs estiverem desligados. Por esta razão, na aeronave que tem a BUSS, quando o piloto NÃO pode identificar o(s) ADRs defeituoso ao executar o TROUBLESHOOTING, ou quando todos ADRs são afetados, a tripulação de vôo desligará todos ADRs e voará tendo como referência a área VERDE da BUSS.

"Fly The Green"