Dữ liệu hộp đen FDR của 2 chiếc máy bay Boeing 737 MAX 8 gặp nạn đã được trích xuất và giới chuyên môn đã sớm nhận thấy những điểm tương đồng giữa vụ tai nạn của Ethiopian Airlines 302 và Lion Air 610. Hệ thống tăng cường chức năng điều khiển bay (MCAS) đang bị nghi là thủ phạm gây nên cả 2 vụ tai nạn. Vậy MCAS cụ thể là gì, tại sao Boeing trang bị nó trên dòng 737 MAX và nó đã khiến các phi công gặp khó khăn khi điều khiển ra sao?
Động cơ to hơn, mạnh hơn và vị trí đặt động cơ khiến 737 MAX có xu hướng "bốc đầu":
Động cơ to hơn, mạnh hơn và vị trí đặt động cơ khiến 737 MAX có xu hướng "bốc đầu":
MCAS là một phần mềm mới được Boeing phát triển để tăng cường khả năng kiểm soát của máy bay đối với tình huống mất lực nâng. Hệ thống này khiến 737 MAX khác biệt đáng kể so với các phiên bản 737 trước đây. 737 MAX 8 có các thông số về thiết kế tương đương với 737-800 (NG) như chiều dài thân đều xấp xỉ 39,5 m nhưng Boeing đã tăng chiều dài sải cánh lên thành 35,92 m từ 34,3 m, từ đó tăng diện tích cánh lên 127 m2 thay vì 125 m2 cũng như trang bị 2 động cơ Leap-1B mới của CFM International. Tất cả đều nhằm mục đích tăng hiệu quả nhiên liệu đến tối đa 14% so với thế hệ trước.
Vấn đề ở đây là độ cao của 737 MAX 8 hầu như không thay đổi so với 737 MAX trong khi động cơ Leap-1B là động cơ turbofan có tỉ lệ dòng tách (bypass) cao, lên đến 9:1 trong khi động cơ CFM56 dùng trên 737 thế hệ NG trước có tỉ lệ chỉ từ 5.1:1 đến 5.5:1. Tỉ lệ bypass cao cũng là chìa khóa để tăng hiệu quả nhiên liệu và để đạt được thì các nhà sản xuất động cơ phải tăng cánh quạt phía trước động cơ lên đường kính lớn hơn. Với Leap-1B trên 737 MAX 8 thì đường kính cánh quạt trước là 69.4" (176 cm) - rất lớn đối với một chiếc máy bay phản lực thân hẹp như 737. So với dòng Leap-1A được Airbus dùng trên A320neo - đối thủ trực tiếp của 737 MAX thì đường kính cánh quạt vẫn nhỏ hơn (78" - 198 cm) và tỉ lệ bypass là 11:1.
Lắp động cơ lớn hơn nhưng Boeing buộc phải duy trì khoảng trống giữa vỏ động cơ và mặt đất. Mặc dù FAA và EASA đều không quy định về về khoảng trống tối thiểu giữa động cơ và mặt đất nhưng các hãng sản xuất máy bay bắt buộc phải thiết kế sao cho máy bay đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn đối với máy bay vận tải thương mại. Chẳng hạn như vị trí của động cơ phải đảm bảo hoạt động bình thường trên các đường băng đang đọng nước. Như tình huống của 737 MAX, nó phải trải qua các bài kiểm tra về water ingestion trial của động cơ khi máy bay lăn trên đường băng nhằm đảm bảo rằng nước không lọt vào động cơ cũng như hệ thống cấp điện phụ APU. Ngoài ra, khoảng trống giữa động cơ và mặt đất cũng phải đủ lớn để giảm thiểu nguy cơ các vật thể lạ bị hút vào động cơ khi máy bay vận hành trên đường băng như taxi, cất/hạ cánh. Dựa trên quan sát bên ngoài thì thông thường, khoảng trống này tối thiểu là 20" (50 cm).
Dựa trên các yếu tố về an toàn bay, Boeing bắt buộc phải thay đổi vị trí đặt động cơ Leap-1B trên 737 MAX, cụ thể là động cơ được treo cao hơn và hướng về trước cánh nhiều hơn. Trong khi độ cao càng hạ cánh chính gần như không đổi thì việc đẩy động cơ về trước khiến Boeing phải kéo dài càng hạ cánh mũi thêm 8" (20 cm). Thêm vào đó, phần vỏ (nacelle) của động cơ Leap-1B trên 737 MAX còn được thiết kế với mặt dưới gần như vuông để đáp ứng yêu cầu về khoảng trống từ động cơ đến mặt đất. Kết hợp giữa vị trí treo động cơ và thiết kế vỏ động, sức mạnh động cơ thì 737 MAX có đặc tính khí động học hơi khác so với các dòng 737 cũ.MCAS được bổ sung để bù trừ cho đặc tính bốc đầu của 737 MAX:
Quảng cáo
Đường màu tím là vận tốc dọc (tốc độ leo) của 2 chiếc máy bay, trên là Lion Air 610 và dưới là Ethiopian Airlines 302. Dữ liệu hộp đen cho thấy chiếc 737 MAX của Lion Air đã chúi mũi 26 lần trong 13 phút bay. Mốc 0 là bay ngang so với mặt đất.
Có thể cảm biến Alpha Vane trên 737 MAX gặp vấn đề, nó đã gởi dữ liệu sai khiến MCAS chủ động điều chỉnh góc cánh đuôi ngang dẫn đến việc mũi máy bay chúc xuống. Theo dữ liệu điều tra ban đầu từ chiếc 737 MAX 8 của Lion Air thì máy bay đã đạt góc AOA 40 độ khi MCAS tự kích hoạt ghìm mũi xuống khiến chiếc máy bay đâm xuống biển Java. Điều tương tự cũng xảy ra với chiếc máy bay của Ethiopian Airlines.
Hành vi của MCAS sẽ là nâng cánh đuôi ngang để ghìm mũi xuống trong 10 giây (đến góc 2,5 độ) và ngưng trong vòng 5 giây, sau đó tiếp tục hạ nếu như góc tấn vẫn lớn, cánh tà đã rút và AP tắt. Việc sử dụng cần điều khiển điện tử (Electric Trim Control) chỉ khiến MCAS ngưng trong 5 giây, để tắt hoàn toàn MCAS thì phi công phải ngắt điện hoàn toàn bằng các công tắc Stab Trim Cutout (hình trên). Nếu tắt MCAS thì 737 MAX không khác gì 737 đời trước, phi công có thể dễ dàng làm chủ tình huống như bật AP, bật Auto Thrust (A/T), lúc đó vòng trim sẽ tự xoay để đưa máy bay về trạng thái cân bằng. Boeing cũng đã thiếu các thủ tục hướng dẫn cụ thể, phi công vốn trước đó bay các dòng 737 NG được cho là chỉ tập bay 737 MAX bằng phần mềm giả lập trên iPad thay vì vào buồng giả lập. 2 vụ tai nạn xảy ra có thể do nhiều nguyên nhân, cả về thiết kế, cả lỗi phần mềm MCAS và cả lỗi quy trình huấn luyện.Tham khảo: The Aircurrent; Airlinerwatch và nhiều nguồn khác