Loss of control in-flight has been the most significant contributor fatal accidents in commercial air transport over the last decade. The mitigation of this accident type has been raised as one of the top safety priorities in commercial civil aviation.
As a reaction to the circumstances, the European Aviation Safety Agency and the Federal Aviation Administration of the United States have issued new provisions in effort to ensure that flight training provides pilots with the necessary knowledge and skill-set required to detect, avoid and, when needed, recover from aeroplane upset situations. Consequently, the qualification requirements for flight training simulators have been adapted to match this renewed type of training. Until recently, previously qualified simulators have not been required to demonstrate realistic fidelity outside of the normal training envelope.
The objectives of this master’s thesis are to examine the status of the current and foreseeable regulatory framework related to upset prevention and recovery training, and to study how previously qualified simulators may be demonstrated compliant with the novel provisions.
This thesis is conducted by means of a literature study and two case studies. In the first case study an aerodynamic data package of a large transport aeroplane is examined in order to assess the ranges of aerodynamic data typically available for a simulator flight model, and to underline the essential aerodynamic stability derivatives that are required to evaluate the fidelity of a simulator flight model.
The second case study focuses on determining a validated training envelope for a previously qualified simulator, currently in use in flight training organisation environment. The range of the aerodynamic data encompassed within the simulator flight model was uncovered by examining the source code and software documentation of the simulator. Finally, a flight validated envelope was constituted by means of experimental testing and matching the response of the simulator with available flight test data. The problematics of this case study correspond to the typical challenging case in the industry, where support from the manufacturer is no longer available for an older device.Lennonaikainen hallinnanmenetys on aiheuttanut kaupallisessa ilmakuljetuksessa enemmän kuolonuhreja kuin mikään muu onnettomuustyyppi kuluneen vuosikymmenen aikana. Kyseisen onnettomuustyypin ennaltaehkäisy on noussut yhdeksi tärkeimmistä lentoturvallisuuden kehityskohteista.
Euroopan lentoturvallisuusvirasto EASA ja Yhdysvaltain ilmailuhallinto FAA ovat reagoineet tilanteeseen uusilla vaatimuksilla, tarkoituksenaan varmistaa lentokoulutuksen antavan lentäjille valmiuksia välttää epätavallisia lentotiloja ja tarvittaessa suorittaa oikaisu. Tässä yhteydessä myös lentokoulutuksessa käytettäviä simulaattoreita koskeviin vaatimuksiin on tehty merkittäviä muutoksia. Aikaisemmin hyväksytyiltä simulaattoreilta ei ole vaadittu samaa realismin tasoa lentokoulutuksessa tavallisesti saavutetun lentoarvoalueen ulkopuolella.
Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää epätavallisten lentotilojen koulutusta koskevien viranomaisvaatimusten nykytila ja lähitulevaisuuden näkymät, sekä tutkia kuinka vaatimustenmukaisuus voidaan osoittaa jo koulutuskäyttöön hyväksyttyjen simulaattoreiden kohdalla – tarkoittaen käytännössä simulaattorin lentomallin validointia oikeasta lentokoneesta mitattua koelentodataa vasten.
Diplomityö koostuu kirjallisuusselvityksestä, sekä kahdesta tapaustutkimuksesta. Ensimmäinen tapaustutkimus toteutettiin aineistoanalyysinä julkisesti saatavilla olevasta liikennelentokoneen koelentodatapaketista, tavoitteena tutkia miltä lentoarvoalueelta on tyypillisesti käytettävissä aerodynaamista dataa simulaattorin mallinnusta varten, sekä tutkia mitkä aerodynaamiset stabiliteettiderivaatat ovat oleellisimpia simulaattorin lentomallin vaatimustenmukaisuuden arvioinnin kannalta.
Toisessa tapaustutkimuksessa määritettiin lentokoulutusorganisaatioympäristössä käytössä olevalle simulaattorille epätavallisten lentotilojen koulutuksessa vaadittu validoitu lentoarvoalue. Tutkimuksessa selvitettiin simulaattorin lähdekoodista ja ohjelmistokuvauksista lentomallin sisältämän aerodynaamisen datan kattama arvoalue. Validoitu lentoarvoalue selvitettiin kokeellisella testauksella, verraten simulaattorin vastetta saatavilla olevaan koelentodataan. Tapaustutkimuksen asetelma vastaa tyypillistä hankalaa tapausta, jossa valmistajan tuotetukea ei ole enää saatavilla
