的明显的联系致命的飞机之间在印度尼西亚和埃塞俄比亚坠毁中心单个传感器故障．我知道这就像:几年前,当我在飞行一个塞斯纳182 - rg从奥尔巴尼,纽约,马里兰州米德堡空速指示器显示我飞行速度很慢,我的飞机是不再产生足够的升力的风险保持在空中。
如果我相信我的空速传感器，我就会把机头往下推，试图恢复速度，可能还会给机身施加太大的压力，或者危险地靠近地面。但即使是小型飞机富含传感器:虽然担心我的空速,我注意到,我的飞机是保持在同一高度,发动机是相同数量的发电,翅膀是会议空气以恒定的角度,我还是在地上以同样的速度移动空速据说之前我一直下降。
因此，我没有过度紧张，也没有让飞机坠毁，而是修好了有问题的传感器，继续飞行，没有再发生事故。因此，我开始研究如何做到这一点计算机可以使用来自不同飞机传感器的数据帮助飞行员了解是否发生了真正的紧急情况，还是发生了严重得多的事情。
波音公司对坠机事件的应对措施包括设计一种软件更新，将依靠两个传感器而不是一个．这可能还不够。
反复观察传感器数据
当飞机克服重力时，用数学公式表达的空气动力学原理支配着它的飞行。飞机上的大多数传感器都是用来监测这些公式的组成部分，让飞行员确信一切正常，或者提醒他们有什么地方出了问题。
我的团队开发的一个计算机系统它观察来自许多传感器的信息，将它们的读数相互比较，并与相关的数学公式进行比较。该系统可以检测不一致的数据，指出哪些传感器最有可能出现故障，并在某些情况下，使用其他数据来估计这些传感器应该提供的正确值。
例如，我的塞斯纳飞机遇到了问题，主要的空速传感器，叫做皮托管在冷空气中冻结。飞机上的其他传感器收集相关信息:GPS接收器测量飞机覆盖地面的速度。风速数据可以通过电脑模型在飞行前预测天气。机载计算机可以将GPS数据与风速和风向信息相结合，计算出估计的空速。
如果计算机估算的空速与传感器读数一致，很有可能一切正常。如果他们意见不一致，那么问题出在哪里?事实证明这些计算在不同方面存在分歧这取决于GPS、风数据或空速传感器中的哪一个或多个是错误的。
利用地面速度和当前风向的信息，计算机可以估计飞机的空速。制作者:Shigeru Imai和Carlos Varela, CC BY-ND
用真实数据进行的测试
我们用2009年法航447航班坠毁的真实数据测试了我们的计算机程序。坠机后的调查揭示了这一点三个不同的皮托管冻结了,提供错误的空速读数并引发了一系列事件，最终导致飞机坠入大西洋，228名乘客和机组人员遇难。
飞行数据显示，当皮托管冻结时，它们突然停止记录航速为480节，而报告飞机以180节的速度在空中飞行——如此之慢，自动驾驶仪自动关闭，并提醒人类飞行员有问题。
但机载GPS记录了飞机以490节的速度在地面上飞行。计算机天气模型显示，风是从飞机尾部以大约10节的速度吹来的。
当我们把这些数据输入计算机系统时，它检测到皮托管失效，并在5秒内估计出飞机的真实空速。它还能检测到皮托管在冻结约40秒后再次解冻的情况，并能够确认读数再次可靠。
这是一种不同的测试
我们还用我们的系统来识别发生了什么Tuninter 1153航班2005年，该船在从意大利开往突尼斯的途中坠入地中海，造成船上39人中的16人死亡。
事故发生后，调查发现维修工人是错误的安装了错误的燃油量指示器在飞机上，报告说油箱里有2700公斤燃油，而飞机实际上只有550公斤。飞行员没有注意到这个错误，飞机的燃料也耗尽了。
然而，燃料很重，它的重量影响飞机的性能。一架燃料太少的飞机和一架燃料充足的飞机处理起来会不一样。为了计算飞机是否正常运行，在适当的燃料条件下，我们使用了空速与升力的气动数学关系．飞机在水平飞行时，升力等于重量。其他条件都不变，a更重的飞机应该飞得更慢比Tuninter飞机还多
我们的程序只模拟飞行的巡航阶段，在这一阶段，飞机处于稳定的水平飞行状态，而不是加速或改变高度。但这足以发现飞机太轻，并提醒飞行员，他们可能会掉转方向或降落在其他地方加油。增加飞行其他阶段的信息可以提高系统的准确性和响应能力。
攻角描述了机翼如何与迎面而来的空气相遇。资料来源:J Doug McLean/Wikimedia Commons, CC BY-SA
那波音737 Max 8坠毁呢?
有关狮航610和埃塞俄比亚航空302的全部数据还未向公众公布，但早期报告显示存在攻角传感器出了问题．我的研究小组开发了一种方法，根据飞机的空速来检查该设备的准确性。
我们使用空气动力学和飞行模拟器来测量迎角的变化——机翼面对迎面而来的空气时的陡度——如何改变塞斯纳172飞机的水平和垂直速度。这些数据与实际的塞斯纳172飞机在飞行中的表现一致。使用我们的模型和系统，我们可以区分实际的紧急情况——危险的高攻角——和提供错误数据的失效传感器。
当然，波音737 Max 8的实际数字可能会有所不同，但原理是一样的，利用攻角和空速之间的数学关系来相互检查，并识别出有故障的传感器。
信贷:对话
更好的是
在我的团队继续开发飞行数据分析软件的同时，我们也在努力为它提供更好的数据。一个潜在的来源可能是让飞机之间直接沟通关于特定地点、特定高度的天气和风况。我们也在努力阐述了精确描述安全操作条件的方法用于依赖传感器数据的飞行软件。
传感器确实会发生故障，但即使发生这种情况，自动化系统也会比人类飞行员更安全、更高效。随着飞行变得越来越自动化，越来越依赖传感器，飞行系统必须交叉检查来自不同传感器类型的数据，以防止可能致命的传感器故障。
了下:快速原型
