Mikropęknięcia przemawiają do inżynierów

Z prof. Wiesławem Biniendą, dziekanem Wydziału Inżynierii Lądowej The
University of Akron w USA, specjalistą w zakresie wytrzymałości materiałów
kompozytowych używanych w lotnictwie, członkiem zespołu badającego katastrofę
promu kosmicznego Columbia, rozmawia Piotr Falkowski.

Jak to się stało, że uczestniczył Pan w badaniu przyczyn katastrofy promu
Columbia w 2003 roku?
– Jestem naukowcem, który za pomocą badań podstawowych i stosowanych rozwija
narzędzia, jakie są stosowane w badaniach katastrof lotniczych. Jeden z modeli
matematycznych używanych do tworzenia symulacji komputerowej zderzeń, jakie
miały miejsce podczas katastrofy wahadłowca Columbia, który rozbił się 1 lutego
2003 r. podczas powrotu na Ziemię po 22 latach eksploatacji i gdzie zginęło
siedmiu astronautów, został rozwinięty przeze mnie razem z kolegami z NASA. Taka
była moja rola. Podczas bezpośredniego badania katastrofy również konsultowano
się ze mną.

Współpracował Pan z NASA po 2003 roku?
– Tak, otrzymałem 3 mln dolarów z budżetu NASA indywidualnie oraz kolejne 3 mln
dolarów w ramach większego zespołu. Projekty, nad którymi pracowaliśmy,
dotyczyły między innymi rozwoju metodologii badań materiałów starzejących się i
eksperymentalnego charakteryzowania tych materiałów. Teraz, właśnie we wrześniu,
kończę kolejny projekt dla NASA o wartości prawie miliona dolarów.

Można powiedzieć, że w Stanach jest Pan czołowym ekspertem w zakresie np.
badania reakcji, jakie zachodzą po zderzeniu statku powietrznego z przeszkodami.
– To może za dużo powiedziane. Stany Zjednoczone to olbrzymi kraj, jest tu około
300 uniwersytetów bardzo wysokiej rangi. NASA posiada kilka swoich narodowych
laboratoriów. Ja współpracuję głównie z jednym z nich, Glenn Research Center w
Cleveland w Ohio. Ale wielu moich doktorantów pracuje również w centrali
badawczej NASA Langley, w korporacjach produkujących silniki do samolotów
odrzutowych, jak General Electric czy Williams. To jest też mój dorobek, który
mnie bardzo cieszy.

Jak powinno przebiegać badanie katastrofy lotniczej zgodnie z
międzynarodowymi standardami?
– Analizę katastrofy każdego statku powietrznego rozpoczyna się od tego, że
odnajduje się szczątki, dokładnie oznaczając ich pozycję za pomocą GPS i
fotografuje się każdą, nawet najdrobniejszą, część tego samolotu. Jest to
systematyczna, żmudna i długotrwała praca, żeby nie zgubić niczego, bo nawet
najmniejsze fragmenty mogą wskazać przyczynę. Następnie wszystko to zbiera się
pod dachem w hali i bada za pomocą urządzeń analitycznych, mikroskopów czy
innych. Każda pęknięta powierzchnia mówi coś inżynierom i naukowcom. Dowiadujemy
się, jak była rozrywana, czy szybko, gwałtownie, czy powoli. Oględziny
mikroskopowe pęknięć też dużo mówią. Potem trzeba zrobić rekonstrukcję tego
samolotu. Widać z niej, od którego miejsca zaczęła się katastrofa, jaka była
sekwencja rozpadu tego samolotu. Na podstawie tych informacji możemy zacząć
wyciągać jakieś wnioski. Narzędzia dodatkowe to analizy na poziomie
matematycznym i fizycznym, gdzie symuluje się przebieg wypadku. Chciałem zwrócić
uwagę na różnicę pomiędzy symulacją a animacją. Animacja – na przykład taka,
jaką pokazano na konferencjach prasowych MAK czy komisji Millera – to dzieło
artysty, który klatka po klatce wyobraża sobie samolot w tej czy innej pozycji.
Natomiast symulację tworzy komputer, zaprogramowany zgodnie z prawami fizyki i
prawami materiałowymi, któremu dostarczono warunki początkowe. Potem ten
komputer liczy co nanosekundę [jedna miliardowa sekundy – red.], co mogło się
zdarzyć i jak materiał odpowiada na bodźce. W tym miejscu jeszcze raz podkreślę,
że w mojej analizie te warunki początkowe zostały wzięte z oficjalnego raportu
Millera.

Jakich metod używa Pan podczas tego typu symulacji?
– Gdy materiał jest poddany sile skoncentrowanej, to zgodnie z prawem
Boussinesqa naprężenia wewnętrzne są proporcjonalne do działającej siły, a
odwrotnie proporcjonalne do odległości od miejsca jej przyłożenia. Materiał może
wytrzymać oddziaływanie naprężeń tylko do określonej wielkości, kiedy lokalnie
działająca siła rozrywająca jest większa niż siły wiązań atomowych lub
cząsteczkowych danego materiału. Oprócz tego trzeba wziąć pod uwagę, że
naprężenia rozchodzą się w materiale za pomocą fal dynamicznych. Te fale są
podłużne i poprzeczne. Tak jak na morzu, gdy fala uderza o brzeg, może dojść do
wzmocnienia jej działania lub przeciwnie – wygaszenia. Tak samo jest w
materiale, tylko to się dzieje tak szybko, że tego nie widzimy. Właśnie dlatego
używa się modeli matematycznych, żeby metodą elementów skończonych znaleźć
naprężenia i odkształcenia w materiałach. Na takich podstawach dokonuje się
szczegółowych symulacji.

Interesuje się Pan sposobem recepcji i prezentacji przyczyn katastrofy
polskiego samolotu w ubiegłym roku na Siewiernym?
– Jako Polak interesuję się wszystkim, co się dzieje w kraju. Bardzo mnie
martwi, że przekaz na temat katastrofy smoleńskiej jest cenzurowany. Wiele
faktów nie dociera do telewizji ani do głównych mediów. Dostają się tylko do
internetu w drugim obiegu. Jest to bardzo bolesne. Kiedy działałem w opozycji
antykomunistycznej, wydawało mi się, że walczę o to, żeby w Polsce była
demokracja i wolność słowa, tak jak to jest w Stanach Zjednoczonych. Tutaj mi
nikt nie ogranicza możliwości robienia analiz, korzystam z wolności
akademickiej. Mogę pracować w takim temacie, jaki mi się podoba. Spodziewałem
się po katastrofie, że może ktoś się do mnie zwróci. Przecież w Polsce
specjaliści wiedzą o moim istnieniu, bo kilkakrotnie przyjeżdżałem i prowadziłem
na Politechnice Warszawskiej seminaria właśnie na ten temat. Ale pomyślałem, że
skoro nikt się ze mną nie skontaktował, więc na pewno jest w Polsce ktoś, kto
robi podobne analizy jak ja. Albo lepsze. Ale z informacji, jakie do mnie
docierały, wynikało, że konkluzje zawarte w raporcie pana ministra Jerzego
Millera nie zostały poparte rzetelną analizą numeryczną. Jak do tej pory nie
znalazłem nikogo w Polsce, kto by pracował nad analizą zderzenia Tu-154M z
brzozą. Stąd mój apel, który wyraziłem też w swoim wystąpieniu na posiedzeniu
zespołu sejmowego, aby pokazać te analizy, które komisje MAK i Jerzego Millera
zrobiły. Bo obecnie wygląda na to, że jakaś grupa usiadła wokół stołu i sobie
uzgodniła, jak to miałoby wyglądać. Tylko że to, co uzgodnili, nie zgadza się z
prawami fizyki.

Co, Pana zdaniem, powinno dotrzeć do opinii publicznej w Polsce?
– Atmosfera w Polsce w obecnej sytuacji jest taka, że polscy naukowcy są
skutecznie zniechęcani do podejmowania badań numerycznych opartych na prawach
fizyki, które mogłyby doprowadzić do wyjaśnienia przyczyn katastrofy,
zaprzeczających oficjalnej wersji. Moja prezentacja wprawdzie została zauważona
przez PAP, ale Telewizja Polska całkowicie ją zignorowała. Takie
marginalizowanie tematu połączone z dezinformacją jest nagminnie stosowane w tej
sprawie. Za próby dochodzenia przyczyn katastrofy smoleńskiej ludzie są dziś
szykanowani niemalże jak to było kiedyś w przypadku wzmianki o zbrodni
katyńskiej.

Porozmawiajmy o Pana tezie. Uważa Pan, że nie jest możliwe, by brzoza w
Smoleńsku odcięła część lewego skrzydła. Na podstawie czego Pan tak twierdzi?
– Według moich analiz, skrzydło w zderzeniu z brzozą zostaje uszkodzone na małym
odcinku krawędzi bez uszczerbku dla powierzchni nośnej. Stan skrzydła po
zderzeniu z brzozą daje możliwość dalszego stabilnego lotu. Pragnę zaznaczyć, że
moje analizy opierały się na danych technicznych tuż przed uderzeniem skrzydła w
brzozę, jakie zostały zawarte w raporcie Millera. Użyłem ich jako warunków
początkowych w swojej analizie. Należy wziąć pod uwagę, że całe drzewo zostało
ścięte w ciągu jednej setnej sekundy. Rozpoczęcie zniszczenia trwało około
jednej tysięcznej sekundy. Szybkość uderzenia ma w tym wypadku istotne
znaczenie. Zapraszam do mojego laboratorium, gdzie mogę pokazać, jak takie
zderzenie wygląda. Nie dałoby się zobaczyć samego momentu niszczenia.
Usłyszelibyśmy tylko huk, który dotarłby do uszu już po wszystkim, ze względu na
bardzo duże prędkości. Chciałbym wiedzieć, czy przeprowadzono analizę numeryczną
uderzenia skrzydła samolotu w drzewo. Nie widziałem żadnej analizy tego typu w
raportach oficjalnych komisji. Jeśli ktoś ją zrobił, to chętnie się temu
przyjrzę. Wyniki moich badań wskazują, że skrzydło nie mogło odpaść. Jeżeli
ekspertom komisji Millera wyszło inaczej, to ktoś się musi mylić. Dlatego
zaprosiłem wszystkich naukowców w Polsce, którzy chcieliby zrobić taką analizę,
żeby do 17 września złożyli jej abstract [streszczenie], gdyż współorganizuję w
kwietniu przyszłego roku międzynarodową konferencję "Earth and Space 2012"
[Ziemia i kosmos 2012] w Pasadenie w Kalifornii [w mieście tym znajduje się
jedno z centrów kierowania lotami kosmicznymi]. Będą tam zaproszeni wszyscy
eksperci z tej dziedziny z USA i całego świata. Możemy poświęcić jedną z sesji
na omówienie różnych modeli tego zderzenia i porównanie naszych wyników
przeprowadzić na niezależnym gruncie. Na oczach uznanych specjalistów, przy
otwartej kurtynie.

Jak zainteresowani fachowcy mogą się zapoznać ze szczegółami Pana analizy?
– Na mojej stronie internetowej są wszystkie publikacje, jakie do tej pory
ukazały się, łącznie z tzw. NASA/TM – NASA Technical Memoranda, czyli
wewnętrznymi materiałami NASA opartymi na moich pracach naukowych.

Eksperci komisji Millera opierają swoje wnioski na analizie parametrów lotu
zapisanych przez rejestratory oraz wynikach wizji lokalnej tego, jakie części
samolotu od niego odpadały po kolei. Odległość między brzozą a miejscem
znalezienia oderwanego kawałka skrzydła wynosi 111 metrów.
– Pozwoli pan, że sobie to szybko przeliczę. Skoro brzoza została ścięta na
wysokości 5,1 m, to pod wpływem siły grawitacji oderwany w tym momencie fragment
powinien spadać około jednej sekundy. Jego prędkość początkowa była taka jak
prędkość samolotu, czyli około 80 m/s. Z tego wynika, że nawet gdyby nie działał
żaden opór powietrza, przeleci najwyżej 80 metrów.

Ale skąd ta pewność, że kolizja z brzozą nie mogła skutkować utratą skrzydła?
– Podczas prezentacji dla zespołu sejmowego pokazałem już wszystkie warunki,
jakie użyłem w mojej analizie. Podałem materiały, ich parametry oraz jakiego
programu używałem. Ten program jest też dostępny w Polsce. Następnie kształt i
rozmiary drzewa, kształt skrzydła. Przecież wiadomo, jaki to samolot. Każdy może
tak samo usiąść i zrobić taki model. Jeśli komuś wyjdzie coś innego, to chętnie
usiądę z taką osobą przy komputerze i po kolei porównamy, przeanalizujemy
dokładnie, co komu wyszło.

Gdyby ten element samolotu nie został uszkodzony, cała koncepcja przebiegu
katastrofy musiałaby być inna niż znana opinii publicznej.
– Wyobraźmy sobie, że jest tak, jak twierdzą obie komisje. Samolot traci jedną
trzecią lewego skrzydła. A więc na wysokości około sześciu metrów traci z jednej
strony jedną trzecią siły nośnej. To proszę mi jeszcze wyjaśnić, jak w tym
momencie ta maszyna ma jeszcze wznieść się na wysokość 20 metrów? To jest UFO, a
nie fizyka. Nawet nie science-fiction, bo gdzie tu science [nauka]? To jest
fantazja potrzebna do tego, żeby uzasadnić, że samolot zrobił półbeczkę. Inaczej
nie starczyłoby miejsca. Dlatego nie mam zaufania do informacji w tych
raportach. Mamy dowody na manipulacje, jak na przykład to, na co zwrócił uwagę
prof. Nowaczyk: przeniesienie lewego statecznika o 20 metrów między 11 a 12
kwietnia, widoczne na zdjęciach satelitarnych, i użycie zmienionej lokalizacji
tej części w oficjalnym raporcie.

Jest jeszcze szansa na przeprowadzenie wiarygodnego badania odtwarzającego
przebieg katastrofy?
– Naprawdę nie wiem. Chciałbym wierzyć, że tak, bo to sprawa kluczowa dla rodzin
osób poległych i dla godności Polaków. Powinniśmy zrobić wszystko, żeby każdy
fragment samolotu, który leży na płycie w Smoleńsku, został przewieziony do
Polski, starannie zabezpieczony i przygotowany do dalszych badań. Teren
katastrofy powinien zostać przeczesany. W USA po katastrofie wahadłowca
przeszukiwano obszar o wymiarach 500 kilometrów długości i 5 kilometrów
szerokości! W ten sposób znajdowano na przykład taśmę z magnetowidu, który jeden
z astronautów trzymał w ręku, w momencie gdy pojazd kosmiczny rozpadał się w
górnych warstwach atmosfery. Skoro zrobiono coś takiego wtedy, to myślę, że stać
Polaków na to, aby podobnie dokładnie przeszukać teren w Smoleńsku. Trzeba to
tylko zrobić systematycznie, znaleźć każdą śrubkę, wrócić z tym do Polski i
zacząć badać wszystkie fragmenty i rekonstruować samolot. Odbudowuje się go na
stojakach. Trzeba też przeliczyć masę samolotu, odjąć paliwo i pasażerów, i
sprawdzić, czy niczego nie brakuje. Trzeba badania zrobić tak, aby społeczeństwo
miało poczucie rzetelności i prawdy.

Dlaczego tego rodzaju niezależne głosy, jak Pana, przychodzą z zagranicy, a w
Polsce lekceważy się wszystko, co podważa oficjalne ustalenia?
– Wczoraj otrzymałem e-mail z Polski od osoby, która pytała o szczegóły mojej
analizy. Na pytanie, dlaczego do tej pory takiej analizy sami nie zrobili,
dostałem odpowiedź, że jest rzeczą "nieroztropną" zajmować się obecnie tym
tematem w Polsce.

Dziękuję za rozmowę.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________
Profesor Wiesław Binienda jest pracownikiem naukowym, doktorem nauk
technicznych. Doktoryzował się na amerykańskim uniwersytecie Drexel w
Filadelfii. Obecnie pracuje na Uniwersytecie w Akron (stan Ohio). Specjalizuje
się w inżynierii materiałowej, metodach obliczeniowych w fizyce ciała stałego i
ich zastosowaniach w lotnictwie i kosmonautyce. Jest autorem dwóch książek i
ponad stu artykułów naukowych oraz redaktorem naczelnym pisma "Journal of
Aerospace Engineering", które jest kwartalnikiem naukowym wydawanym przez
Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierii Lądowej.