THE DANGERS
OF SINGLE-PILOT
OPERATIONS
Air Line Pilots Association, Int’l
7950 Jones Branch Drive
Suite 400S
McLean, VA 22102
703-481-4440
[email protected] • www.alpa.org
2019
Foreword from
alpa president joe depete
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
This white
paper articulates
the Association’s
position in
maintaining
the role and
recognizing the
importance of
the most vital
safety feature
in transport-
category aircraft
now and for
the foreseeable
future: two
experienced,
trained,
and rested
professional
pilots in the
cockpit.”
Executive Summary
C
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Necessity of Multiple Pilots
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Workload Sharing
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Cockpit Coordination
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Adapting to Changing Conditions
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Single-Pilot airline Operations: A Risk
Not Worth Taking
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Reduced Coordination
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
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Overreliance on Automation
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
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

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
Handling Emergencies





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

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
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

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

PuBlic policy and Opinion on
Single-Pilot Operations
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
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





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








Cybersecurity in the Cockpit
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







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



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The Economic Case
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Increased Workload
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Obstacles to Single-Pilot Operations
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Technological Hurdles
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Higher-Priority Federal Investments
as Compared to Reduced-Crew and
Single-Pilot Operations
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Upgrading the National Airspace System (NAS)
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
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Alternative Research Avenues

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
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
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

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

Section 1: Necessity of
Multiple Pilots
T




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

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The Benefits of Multiple Pilots
Spreading Workload
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
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
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


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




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
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
An Assessment of Reduced Crew and Single
Pilot Operations in Commercial Transport Aircraft Operation
 
“When the pilot workload exceeded certain limits,
the pilots would shed tasks and in doing so, errors in
execution or omission would occur.

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






“Two pilots provided for a pilot monitoring. Two-
crew operations provided four hands, four eyes, and
two brains to monitor and work the problem[s]. Two
pilots provided for workload sharing, especially in the
rudder trim runaway non-normal where the physical
workload to control the vehicle was signicant. Two
pilots provided a larger wealth of experience from
which to draw from such as adapting to unique ying
techniques [using asymmetric thrust to help balance fuel
load or rudder trim], knowing nearby available, suitable,
but underused airports [Grand Junction, CO], or
understanding secondary or compounding failure eects
that are not checklist items [loss of generators will cause
pressurization eects].









Medical Contingencies











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Adapting to Changing Conditions
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
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The Shortcomings of Remote Pilot Assistance

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Reduction or Loss of Nonverbal Communications
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Ground-based pilot Confusion

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Communications Outages
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Section 2: Single-Pilot
airline Operations: A Risk Not
Worth Taking
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change Meeting: Proceedings and Findings
Detailed Actions Required - Taskwork and Teamwork
Full Automation (FA1)
MCP (FA4)
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Remote Interaction Impedes Communication
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Reliance on Automated Systems Affects
Pilot Performance
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Loss of Non-Verbal Communication of the Flight Deck
 
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

At this time, the prospect of adding signicant
autonomous decision-making on a piloted aircraft is
viewed with some degree of concern for the ability of the
system to add value without adding risk.

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
Single-Pilot Operations Do Not Address
Pilot Incapacitation
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

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



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Two Pilots Needed for Flight Deck Security
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Two Pilots Are Best Defense During Crisis
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“The pilots could overcome the circumstances presented,
but rated the workload, safety, and acceptability as being
unacceptable in an emergency condition. There were
notable ight performance decrements during [single-pilot
operations] compared to two-crew operations that suggest
unacceptable reduced safety margins.

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Summary: Single-Pilot airline
Operations: A Risk Not Worth Taking
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Section 3: Public Policy
and Opinion on Single-Pilot
Operations
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
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

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
Current Regulation Does Not Support
Single-Pilot Operations
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Division of Labor on the Flight Deck
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Aircraft Design Standards
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Duty Limitations and Rest Requirements
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
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
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
Commuter and On-demand Operations
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The Federal Aviation Administration’s
Policies Discourage Single-Pilot
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Public Opinion Opposes Single-Pilot
Operations
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Summary: PUBLIC Policy and Opinion on
Single-Pilot Operations
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Section 4: Obstacles to
Single-Pilot Operations
A
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Technological Hurdles Remain
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through recursive program learning
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“Detection of the pilot state is a non-trivial problem for
which no 100% reliable solution currently exists. While
death can be reliably detected, conditions that impair a
pilot’s judgment [e.g. hypoxia] can be more dicult to
detect. Determination of pilot impairment will likely
require the development of new onboard automation
to assess pilot state, but also joint assessment and
conrmation from the ground operators based on their
interactions with the onboard pilot.

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Pilot Experience and Perception
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A key requirement for [single-pilot operations]
implementation is advanced automation that provides
onboard support functions at a level well beyond what
is currently available in modern commercial aircraft.
While it may be tempting to simply automate as many
of the current pilot functions as possible, distancing the
captain from the ight/mission could erode situation
awareness [SA] and cognitive readiness.

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Upgrading the NAS Is a Pressing Priority
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“To address these challenges, the National Airspace
System needs to undergo a transformation to a more
scalable, exible, user-focused system that addresses
safety and security requirements and resiliency for
current and new users.
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Cybersecurity Issues Present Additional
Challenges
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Summary: Obstacles to Single-Pilot
Operations
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Section 5: Higher-Priority
Federal Investments as
Compared to Reduced-Crew
and Single-Pilot Operations
C
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. . . the aviation community’s highest priorities for
research lie in safety, highly ecient aircraft, the
evolution of the Next Generation Air Transportation
System [NextGen], UAS access to the National
Airspace System [NAS]. More recently, community
focus on on-demand aviation systems has increased
as UAS have shown the potential for more profound
changes to the aviation system.

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Efforts to Rebuild the NAS
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The NextGen Program
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Technology Development Meeting Aviation
Priorities
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Longer-term, High-payoff Research
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
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

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Summary: Higher-Priority Federal
Investments as Compared to Reduced-
Crew and Single-Pilot Operations
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Summary and Conclusion
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The Necessity for a Second Pilot in the
Cockpit
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Technology Readiness
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Public Opposition to Single-Pilot Operations
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
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Investment Alternatives
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


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

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
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
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
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Conclusion
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
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
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



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