Pitotrør og flyulykker

Airspeed_Airbus 380
Pitotrør på A380. Fartsretningen er mot høyre

Det siste når det gjelder ulykken med AF 447 er at det fokuseres på feil ved hastighetsmålingen. Og den hastighetsmålingen, eller hastighetsmåleren det er snakk om er de såkalte pitotrørene. De fleste som har fløyet har sikkert sett et pitotrør, men kanskje ikke visst hva det var til. Et eksempel er vist til høyre her. Det er ikke fra en Airbus 330, men fra en A380, og det sitter gjerne flere sånne på flyet. Det de gjør, er å samle lufttrykkdata som gjør det mulig å beregne hastigheten. Alle har kjent at det er tyngre å gå i motvind enn i sidevind. Og det pitotrøret gjør er å sammenligne vindtrykket i motvind med trykket vinkelrett på vindretningen. Røret monteres på siden av flyet parallelt med fartsretningen i litt avstand fra kroppen. Det er to konsentriske rør, det ene utenpå hverandre. Det indre røret har en åpning i midten, det ytre en eller flere åpninger på siden. Siden det indre røret har åpningen mot fartsretningen, blir trykket høyere der enn i det ytre røret. Det fungere som vist på  figuren nedenfor.

Pitot_tube_diagram
Skjematisk fremstilling av pitotrør

Når forskjellen mellom de to trykken er målt av trykkmåleren (pressure transducer) kan hastigheten lett beregnes. Hastigheten er kvadratroten av trykkforskjellen dividert på luftas tetthet. Den siste må være kjent, og den finnes ved å måle temperatur og trykk.

Det sier seg selv at hvis åpningen i midten (eller alle åpningene på siden) blir tette, virker ikke dette lenger. For ikke så lenge siden måtte et SAS-fly avbryte turen fordi en  humle tettet igjen det ene pitotrøret. Men verre kan det gå hvis alle rørene tettes igjen, f. eks. fordi det dannes is i dem.
For å unngå at slikt skjer, er rørene utstyrt med oppvarming for å smelte isen. Men en spekulasjon er nå at pitotrørene på AF447 likevel kan ha blitt blokkert av is. Og åpenbart har Airbus funnet en eller annen svakhet med systemet siden de anbefaler (det er en anbefaling ikke ordre) at rørene byttes på A330.

I tillegg til ulykken det er linket til ovenfor, husker jeg at jeg for en del år siden leste et utdrag av ulykkesrapport fra USA. (jeg må ta det etter hukommelsen). Men det som skjedde var et fly (tror det var en DC-9) skulle flys tomt fra en flyplass til en annen. Da det begynte å nærme seg marsjhøyde steilet det og falt pladask til bakken og alle ble drept. Det var bare piloter om bord, men det var dobbelt antall siden flere skulle til den andre flyplassen. Og alle satt i cockpit og hygget seg sammen, så man skulle trodd at noen hadde forstått at noe var galt da instrumenten viste at flyets hastighet begynte  å nærme seg lydhastigheten. Men i stedet snakket de om at «jammen er det forskjell på å fly et tomt og et fullt fly». (Taleregistratoren fungerte) Men piloten som fløy reduserte stadig gasspådraget for ikke å få for høy hastighet. Og da hastigheten ble så lav at varslet for at flyet holdt på å steile kom på i form at «stick shaker» ble aktivert (kunstig risting av stikka) trodd han at flyet var iferd med å gå gjennom lydmuren og reduserte motorkraften ytterligere. Så flyet nærmest stanset i lufta og falt rett ned.
Her ble det etterpå oppdaget at varmen på pitotrørene ikke var slått på, flyet hadde stått parkert ute og det hadde kommet vann i pitotrøret som så frøs til is. Dermed holdt trykket i det indre røret seg konstant da flyet steg mens trykket i det ytre sank med det synkende lufttrykket, og systemet viste en tilsynelatende stadig økende hastighet. Og ingen i den doble cockpitbesetningen forsto at noe var galt.

Oppdateringer fra 6/6 kl 2015: CNN melder at likene av to menn, hvorav den ene er bekreftet å ha vært passasjer på AF447, er funnet 420 miles (676 km) nord for Fernando de Noronha, 355 km fra kysten av Brazil. VG har også nyheten, og nå blir det funnet stadig flere vrakrester og omkomne, mange tydeligvis ille tilredt. Lederen av Senter for Krisepsykologi Atle Dyregrov sier til VG Nett at:

– Hvis de døde aldri blir funnet, vil de fleste sørgende få fantasier. De ser for seg hvordan den avdøde ligger under vann. Det er derfor viktig at de døde nå blir funnet.

14 kommentarer om “Pitotrør og flyulykker

  1. Takk for linken. Det later til å være skrevet av en dyktig person som vet hva han snakker om, selv om jeg ikke har tilstrekkelig kunnskap til å kunne vurdere det faglige. Og oppe i alle spekulasjonene om ulykken er avslutningen hans det mest fornuftige jeg har sett, der han skriver:

    «My own opinion of the crash cause, as of Monday night, based on the complete lack of a HF radio call and consideration of all of the above, suggests severe turbulence (see the BOAC 911 and BNF 250 tragedies) combining in some unlikely way with CRM/design/maintenance/procedural/other deficiencies to trigger a failure cascade. We can almost certainly count on some unexpected surprises once the CVR is recovered. Until then, all we can do is await the investigation and hope that the world’s flight operations stay safe until AFR447’s lessons are revealed.»
    (CRM handler om hvordan mannskapet samhandler, CVR er taleregistratoren)

    All erfaring viser at alvorlige ulykker og katastrofer ikke har en enkelt årsak, men skyldes en kjede av hendelser som hver for seg ikke ville ført til en ulykke. National Geografic Channel sender stadig programmer om ulykkesundersøkelser, både i luften og andre, som klart viser dette

  2. Til osexpert:

    Fordi det viktige er å finne hasigheten i forhold til lufta. Altså hvor fort flyet beveger seg i forhold til lufta rundt, ikke i forhold til bakken. Vil jeg tro, anyways…

  3. bee har rett

    Det er flyets hastighet gjennom lufta som har betydning for hvordan flyet oppfører seg, og hvordan flyets kontrollflater og motorkraft skal innstilles. Flyet har GPS til navigasjonsformål, og denne gir også hastighet i forhold til bakken (ground speed). Denne oppgis gjerne på TV-skjermene som passasjerene på lengre flygninger har for å se underholdningen ombord, hvis du velger kanalen for informasjon om flydata. Men med vindhastigheter på over 100 km/t som kan forekomme i denne høyden, kan denne bli svært forskjellig fra hastigheten gjennom lufta, som er det som har betydning for manøvreringen av flyet.

    Den nyhetssendingen osexpert lenker til reiser spørsmålet om hvorfor fly ikke har et GPS sporingssytem (tracking) slik som skip. Det er noe annet. Det er et system som kontinuerlig ville meldt flyets posisjon via satellittkommunikasjon. Det ville ikke hatt noen betydning i forbindelse med hastighetsmåling om bord i flyet, men det kunne gitt en nesten nøyaktig posisjon for hvor flyet styrtet, slik at leteområdet ville blitt mye mindre.

  4. Hei
    Du sier at «Hastigheten er kvadratroten av trykkforskjellen dividert på luftas tetthet. Den siste må være kjent, og den finnes ved å måle temperatur og trykk.», for å beregne tettheten benyttes temp og trykk. Hvilket trykk? Det dynamiske (rett forfra) eller det statiske (fra siden)??

    Det sier seg jo selv at om trykket endrer seg, endrer tettheten seg så jeg antar det er det statiske trykket der er snakk om, men jeg antar du har en forklaring/utdypning på dette 😉

  5. Umiddelbart ville jeg svart at det er det statiske trykket. Men etter å ha tenkt litt over det er jeg ikke helt sikker lenger. Hvis luft hadde vært inkompressibel ville det vært slik. Men ved de hastighetene det her er snakk om, er det mulig det må korrigeres litt. Jeg tok informasjonen fra fra en nettside hos NASA, men den er muligens litt forenklet. Og en mer detaljert beskrivelse av hastighetsmålinger med pitotrør fant jeg her. Noen korreksjoner til den forenklede formelen må nok til, både basert på aktuell konstruksjon av røret og på aktuell hastighet. Det kan se ut til at korreksjonen ved 800-900 km/t er 6-7%.

  6. Selv om GPS ikke kan brukes for å måle farten i forhold til luften, så burde den være en naturlig backup når de vanlige instrumentene ikke lenger er til å stole på. +/- 200 km/t er god nok margin til å holde flyet i luften og samtidig unngå at farten blir for stor, og det er iallefall bedre enn å ta det på magefølelsen. I tillegg vil jeg tro pilotene har en viss formening om vindretningen og -hastigheten i den høyden de flyr, og dermed kan gjøre noen grove overslag for å redusere feilmarginen.

    En av flyulykkene som har vært omtalt på National Geographic er AiroPeru 603, som styrtet i 1996 (http://en.wikipedia.org/wiki/Aeroper%C3%BA_Flight_603). Like etter take-off oppdaget pilotene at de mest grunnleggende instrumentene (høyde, fart) viste merkelige målinger, og kapteinens og styrmannens instrumenter viste forskjellige verdier. De kontaktet også tårnet på flyplassen der de tok av for å få vite hvilken høyde radaren viste.

    Gitt at dramatiseringen til NG er riktig, så burde de etter min mening ganske kjapt ha innsett at problemet lå i pitot/static-systemet, og at alle målinger derfra måtte regnes som feil, De burde også visst at det er transponderen ombord i flyet som sender høyden til radaren, og at tallet derfra er akkurat like lite verdt så lenge feilen ligger i flyet.

    De fløy nærmest i blinde, om natten og over vann, og uten visuelle referansepunkter. Likevel tror jeg de ville klart seg om de hadde innsett at høyde- og farts-målingene var feil, og konsentrert seg om de instrumentene de hadde igjen. Det kunne virke som pilotene rett og slett ikke skjønte hvordan dette systemet hang sammen, selv om det er pensum fra man tar lappen på småfly.

    Etterforskningen viste at static-inntakene var tapet over pga rengjøring av flyet, og de var ikke blitt fjernet igjen etterpå.

  7. Har fundert på en ting..
    Hvorfor blir ikke ferdsskriverens data streamet rett til bakken med en gang, istedenfor å samles opp ombord? Feilmeldingene ble sendt ut, men hvis all oppsamlet data fra flyet også ble sendt slapp en å lete etter svarte bokser.
    Antar at det ville blitt et kapasitetsproblem med tanke på hvor mange fly som måtte vært konstant koblet opp mot uplink eller satlink. Kostnaden ville vel også blitt veldig høy.. Er det mulig å gjøre det slik??
    Kanskje i fremtiden??

  8. til bee:
    Ja, helt klart, de kan ikke bruke GPS til å styre blindt etter, men som backup i nødstilfelle er det helt genialt. GPS gir rimelig nøyaktig posisjon, fart og høyde og hvis dette begynner å avvike mye fra det som pitoten sier, da bør alarmen gå og fra DA av bør man stole mer på GPS enn pitoten. Siden det er mange kjente tilfeller av pitotsvikt burde det vært påbudt med GPS som backup\referanse. GPS har også fordelen at den enten fungerer eller ikke (dårlig signal hvis overskyet feks.), men hvis du har signal så fungerer det. Pitoten derimot, hvis den får problemer, vil den gi helt gale verdier, uten at man vet om det. Nå er det kanskje ett helt annet problem i dette tilfellet, men jeg blir utrolig provosert av at et fly ikke har en slik dings til en tusenlapp når enhver bil har en.
    til Odd Busmundrud:
    Nei, det virker ikke at det er normalt at fly har GPS, påstås her i alle fall (kan være unntak):
    http://communication-solutions.tmcnet.com/topics/communication-solutions/articles/57368-could-common-gps-have-helped-track-air-france.htm

  9. til Morten:
    Helt enig. Når den første alarmen går skulle den straks sendt fra seg så mye ferdskriverinfo som mulig i samme slengen. Imponerende at de har ett system for utomatisk sending og mottak av alarmer, men hadde vært kjekt med ferdskriverinfo også ja… Hvis jeg husker riktig så streames ferdksriverinfo til tape (tale lagres analogt), så der ligger muligens problemet (kan ikke bare snu båndet eller sende analog tale), men en enkel løsning hadde vært å lagret på en harddisk i tillegg (som ikke ligger i den svarte boksen) der alt lagres digital for hurtig utsending i tilfellet alarm. Kanskje om 10år:-)

  10. Kanskje om ti år? Hva er dette, lever vi i forrige århundre? Pulskodemodulasjon ble oppfunnet på 70-tallet og er i dag tilgjengelig i dingser til under femten kroner. Utrolig at de fremdeles leter etter sorte bokser med …. ikke-digital informasjon?

    Jeg blir skremt når jeg får høre at en så viktig del som fartsmåler i et fly er så skjør, så lett blir satt ut, at litt is er nok eller at noen «glemmer» å slå på et varmeelement, som om pilotene ikke har nok brytere å tenke på fra før – folk glemmer, det er det folk gjør – at det kan få så fatale konsekvenser, og at man IKKE velger å bruke noe så simpelt som GPS for å dobbeltsjekke målingene. Systemet kunne superenkelt kontrollert resultater mot GPS og gitt alarm ved avvik på mer enn et par hundre prosent.

    At piloter sitter og tror at de går mot overlydsfart nærmest på tomgang og ender opp med å ramle ned som en murstein, det er for dumt. Er jeg er spesielt glad for å fly? Nei, den flytevesten lurer ikke meg. Jeg overdriver selvsagt.

  11. Eilif: Flybransjen er en så dyr bransje der den minste bolt og nagle har delenummer partinummer og hvert parti med deler sertifiseres gjerne fra flere hold.
    Så med mindre man får pålegg fra myndighetene (EASA/FAA) om å innføre en forbedring, blir det nok innført på neste generasjons fly. Med mindre det medfører en drastisk kostnadsreduksjon.

    Er enig i at det burde komme nye CVR/FDR systemer. Disse svarte (les: signaloransje) boksene. Teknologien i fly generelt begynner å bli gammel, kun avionikk (instrument systemer) og flymotorer er steder med store framskritt.

  12. Etter at det i forbindelse med denne ulykken kom fram at data fra flyet faktisk ble sendt til bakken, har jeg også undret meg litt over at alle data som lagres på FDR ikke også blir sendt til bakken. Det er kanskje mer vanskelig med det som lagres på CVR, om ikke annet så fordi pilotene kanskje vil protestere mot at alt som sies i cockpit blir sendt ut av flyet. Så vidt jeg vet er det i dag slik at det som lagres på CVR automatisk slettes etter en forholdsvis kort tid. Samtidig er hva som blir sagt mellom pilotene like før en ulykke svært viktig for å forstå hva som hendte

    Ellers er det jo som «flymek» skriver slik at det er myndighetene som må passe på flyselskapene, ikke minst i en tid hvor flyselskapene sliter økonomisk og ser etter alle muligheter for kostnadsbesparelser. Det har jo tidligere vært sett eksempler på alvorlige ulykker som kan spores tilbake til tilsynelatende uskyldige snarveier ved vedlikeholdet. Det mest alvorlig jeg kjenner til er den DC-10 fra American Airlines som mistet en motor og styrtet etter avgang fra O’Hare i 1979. Der ble årsaken sporet tilbake til ureglementert bruk av en gaffeltruck for å montere motoren etter vedlikehold, slik at motoropphenget ble skadet. Nesten 300 mennesker ble drept i den ulykken, som altså skyldtes at flyselskapet prøvde å spare litt arbeidstid og dermed også penger.

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut /  Endre )

Google-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google konto. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut /  Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut /  Endre )

Kobler til %s