Nie ma dowodu na półbeczkę

Pierwsza myśl, kiedy zobaczyłem zdjęcia z Siewiernego? To niemożliwe,
żeby samolot, spadając z wysokości 20 metrów, z prędkością 250 km/h, rozpadł się
w taki sposób – mówi dr inż. Wacław Berczyński, doświadczony konstruktor Działu
Wojskowo-Kosmicznego Boeinga

W styczniu 2011 r. ogłoszono raport MAK, potem był raport komisji
Jerzego Millera. W obu dokumentach stwierdzono, że przyczyną katastrofy było
oderwanie skrzydła w wyniku zderzenia z brzozą, po czym samolot miał wykonać
półbeczkę autorotacyjną i upaść na grzbiet. – Byłem coraz bardziej
zaniepokojony. To zupełnie nie korelowało z moją wiedzą i doświadczeniem.
Podejrzewałem, że to wszystko, co nam mówią, jest nieprawdziwe – mówi dr
Berczyński.

Nasz rozmówca wskazuje, że podjęta najpierw przez Rosjan, a później przez
komisję Millera próba analizy, o ile stopni i kiedy samolot wykonał jakoby
półbeczkę autorotacyjną, w oparciu o pomiary ciętych gałęzi, jest nieuprawniona.
– To nie jest dowód techniczny – tłumaczy Berczyński. – Chciałbym jeszcze
zwrócić uwagę na ważny czynnik, który mnie jako projektantowi takich konstrukcji
nie daje spokoju. Chodzi o sposób wyliczenia utraty siły nośnej skrzydła. Utrata
10 proc. jego powierzchni nie oznacza, że jego siła nośna zmniejszyła się o 10
procent. Siła nośna wynika z różnicy ciśnień od dołu i od góry powierzchni
skrzydła. Różnica jest największa w punkcie położonym dość blisko kadłuba i
spada, gdy się od niego oddalamy. Na końcówce jest już bardzo mała, bo na samej
krawędzi musi wynieść zero. A więc utrata siły nośnej to nie 10, a co najwyżej 5
procent. Ubytek siły nośnej wcale nie był więc taki dramatyczny. Można policzyć
dokładnie, jakie niezrównoważenie siły nośnej powstało w wyniku oderwania części
skrzydła i jaki spowodowało to moment obrotowy. Ale nikt tego nie zrobił –
podkreśla inżynier.

Dziś na łamach "Naszego Dziennika" wypowiada się człowiek, który bez
wątpienia ma najwyższe kwalifikacje, by zostać ekspertem komisji, która mogłaby
zweryfikować tezy obu oficjalnych raportów. Doktor Wacław Berczyński, wieloletni
pracownik kilku koncernów lotniczych, w tym przez ponad 20 lat Boeinga, zaprosił
nas do swojego domu w Filadelfii. Karierę zbudował na projektowaniu skrzydeł i
kadłubów samolotów. Jest twórcą pierwszego w historii lotnictwa cywilnego
elementu statku powietrznego wykonanego z kompozytów. Co istotne, Berczyński to
ekspert od zastosowania w symulacjach komputerowych metody elementów
skończonych, służącej do numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych. Te dwa
obszary badawcze łączą go z prof. Wiesławem Biniendą, który także posługuje się
metodą elementów skończonych i projektuje materiały kompozytowe. Berczyński
zdaje sobie sprawę z konsekwencji, jakie mogą go spotkać po publikacji rozmowy
kwestionującej dorobek oficjalnych gremiów. Jest dla niego jasne, że może
podzielić los Biniendy. Dlatego, na wszelki wypadek, przygotował już skorowidz
swoich funkcji, osiągnięć, nagród, dyplomów – gdyby próbowano podważyć jego
kompetencje.

Piotr Falkowski Filadelfia, USA

***

Dziurawa mapa szczątków


Nasz Dziennik, 2012-05-31

Z dr. inż. Wacławem Berczyńskim, wieloletnim pracownikiem Działu
Wojskowo-Kosmicznego Boeinga i innych koncernów lotniczych, rozmawia Piotr
Falkowski

Proszę opowiedzieć, jak został Pan specjalistą w Boeingu?
– Urodziłem się w Polsce i ukończyłem Politechnikę Łódzką. Od 1969 roku
pracowałem na tej uczelni w Katedrze Mechaniki Technicznej. Doktoryzowałem się w
1978 roku, na podstawie pracy o metodzie elementów skończonych, czyli tej samej,
której używa prof. Binienda do swoich symulacji. Ja stosowałem ją do badania
zagadnienia statycznej sprężystości płyt. Wówczas ta metoda była nowością.
Wyemigrowałem z Polski w 1981 roku z przyczyn takich jak większość ludzi, którzy
wówczas wyjechali. Byłem w "Solidarności", zakładałem "Solidarność" w moim
instytucie i byłem współzałożycielem związku na Politechnice Łódzkiej. Na to
nałożyły się przyczyny ekonomiczne. W Polsce wielu ludziom było wtedy bardzo
trudno żyć. I mnie także. Przez Włochy trafiłem do Kanady. Rząd Kanady
zasponsorował mnie z rodziną i rozpocząłem w 1983 roku pracę na Concordia
University w Montrealu. Najpierw jako adiunkt, potem profesor nadzwyczajny. Tam
prowadziłem badania nad materiałami kompozytowymi. Moje wyniki zauważyła firma
lotnicza Canadair, obecnie Bombardier. Zwerbowali mnie do swojego zespołu. Byłem
tzw. senior staff specialist (starszym specjalistą), miałem pod sobą kilku ludzi
i budowaliśmy konstrukcje do takich samolotów dla biznesu, jak Challenger CL-100
i CL-101. Potem to się rozwinęło w samoloty regionalne (commuter planes), a
teraz to się już rozwinęło w maszyny o pojemności 80-100 osób. Kompozyty były
największą nowością tej serii. Właścicielem fabryki był rząd kanadyjski, stąd
łatwo było o pieniądze na badanie, w odróżnieniu od podmiotów komercyjnych
takich jak Boeing, gdzie oczywiście wszystko jest podporządkowane zyskowi.
Władzom zależało na wprowadzeniu czegoś nowatorskiego do kluczowych, związanych
z bezpieczeństwem lotu, elementów konstrukcyjnych samolotu, tzw. primary
structures. Udało mi się zakończyć projekt i przeprowadzić certyfikację
zewnętrznej owiewki klapy. Był to pierwszy w historii element kompozytowy w
lotnictwie cywilnym zaaprobowany przez Federalną Agencję Lotniczą (FAA) w
Stanach Zjednoczonych. Potem firma Boeing sprowadziła mnie do Stanów
Zjednoczonych i tu się zatrudniłem.

Czym konkretnie zajmował się Pan w koncernie?
– Pracowałem najpierw w dziale badawczym, a potem w konstrukcyjnym. W części
badawczej znowu byłem specjalistą od materiałów kompozytowych. Należałem też do
Military Handbook Committee HDBK-17, czyli zespołu określającego wymagane
parametry materiałów na potrzeby zamówień wojskowych. W USA nie ma odpowiednika
Polskiej Normy czy podobnych w Europie. Military Handbook je częściowo
zastępuje. Kiedy przeszedłem do konstrukcji, do moich obowiązków należała
analiza działania konstrukcji za pomocą metody elementów skończonych. To były po
prostu symulacje komputerowe zachowania części konstrukcyjnych samolotu w
różnych warunkach. Pracowałem przy samolocie pionowego startu V-22 Osprey, przy
śmigłowcach CH-46 SeaKnight i CH-47 Chinook, nad modyfikacją śmigłowca Sikorsky
S-76 i nad częściami skrzydła do pasażerskiego odrzutowca B757. I jeszcze do
śmigłowca szturmowego AH-64 Apache.

Więc jest Pan specjalistą od konstrukcji samolotów i śmigłowców:
kadłubów i skrzydeł?
– Przeszedłem wszystkie sześć szczebli w hierarchii specjalistów technicznych,
kończąc na najwyższej, więc można powiedzieć, że się na tym znam.

Pracując przy konstrukcjach statków powietrznych, na pewno miał Pan
styczność z ustaleniami na temat różnych wypadków lotniczych?
– Niekoniecznie katastrof, ale uszkodzeń eksploatacyjnych – tak.

Jakie były Pana pierwsze spostrzeżenia po katastrofie smoleńskiej?
– Pierwsze, co sobie pomyślałem, to to, że niemożliwe jest, by samolot,
spadając, jak twierdzono, z wysokości 20 metrów, z prędkością około 250 km/h,
rozpadł się w ten sposób. To jest niemożliwe. Niemożliwe to znaczy niezgodne z
prawami fizyki. Niemożliwe! Jest zupełnie niewyobrażalne, by samolot, spadając z
wysokości 20 metrów, rozbił się na tyle części. Od razu podejrzewałem, że
okoliczności musiały być jakieś inne, niż podawano.

Tymczasem pojawił się raport MAK, potem raport komisji Millera, które
twierdziły, że przyczyną katastrofy było oderwanie skrzydła przez brzozę, po
czym samolot miałby wykonać półbeczkę autorotacyjną i upaść na grzbiet.
– Dlatego byłem coraz bardziej zaniepokojony. To nie pasowało do całej mojej
wiedzy i doświadczenia. Podejrzewałem, że to wszystko, co nam mówią, jest
nieprawdziwe. Zobaczyłem prezentację prof. Wiesława Biniendy i postanowiłem się
z nim skontaktować, ponieważ robiłem podobne rzeczy w mojej pracy. Różnica jest
taka, że on wykorzystuje metodę elementów skończonych do obliczeń dynamicznych,
a ja statycznych. Napisałem do niego, żeby udzielić mu poparcia. Zgodnie z moją
wiedzą, jego symulacja nie zawiera żadnych braków i ja bym to zrobił podobnie.
Jego wyniki są zgodne z moim doświadczeniem. Pozwoliłem mu się na mnie
powoływać.

Zapoznał się Pan ze szczegółami jego symulacji? Często pada zarzut, że
nie znamy danych wejściowych i nie można jej niezależnie powtórzyć.
– Tak, zapoznałem się. Pewne rzeczy można zrobić trochę dokładniej, to znaczy
lepiej odtworzyć wszystkie struktury na skrzydle. Problem leży w tym, że
prawdopodobnie trudno jest o rysunki techniczne i opisy wszystkich wymiarów dla
Tu-154. On musiał przyjąć własne wartości. Ale z tego, co wiem, użył szacowania,
które określamy mianem konserwatywnego, to znaczy wziął parametry skrzydła, tak
jakby było ono słabsze niż w rzeczywistości, a brzozę na odwrót – mocniejszą.

Dostarczył Pan prof. Biniendzie pewne dane Boeinga B-727. Dlaczego
właśnie tego typu?
– To jest taki zachodni odpowiednik i jakby pierwowzór Tu-154. Oba miały bardzo
podobne założenia projektowe, jeśli chodzi o docelowy rynek, zasięg, liczbę
pasażerów. Moim zdaniem, Rosjanie zobaczyli, że Boeing zrobił na początku lat
60. taki samolot, uwierzyli w ocenę rynkową Boeinga i postanowili zrobić samolot
podobny. Nie posuwałbym się do oskarżeń o kradzież myśli technicznej, ale są to
samoloty o bardzo zbliżonej konstrukcji. Wystarczy spojrzeć na silniki,
skrzydła. Oczywiście ich model ma też oryginalne rozwiązania. Na przykład
skrzydło w tupolewie jest zbudowane o wiele ciężej niż amerykańskie. To od razu
widać na znanych przekrojach skrzydeł obu maszyn. W boeingu są dwa dźwigary, w
tupolewie trzy. Zresztą konstrukcja skrzydła Tu-154 była zmieniana podczas
produkcji. Po wyprodukowaniu 120 egzemplarzy postanowiono skrzydła wzmocnić. I
te 120 sztuk przerabiano.

Dlaczego rosyjskie konstrukcje są takie ciężkie?
– W inżynierii materiałów lotniczych bardzo ważne jest, żeby być pewnym ich
wytrzymałości. Jeżeli poszycie ma określoną grubość, to może przyjąć określoną
siłę. Jest to kwestia technologii, by materiał był powtarzalny. To znaczy, że
musimy mieć bardzo duże prawdopodobieństwo, iż materiał będzie taki jak w
specyfikacji albo lepszy. Do tego potrzebny jest bardzo dobry reżim
technologiczny. A to jest najtrudniejsze. Łatwo wykształcić inżyniera, bo ludzi
zdolnych jest wszędzie dużo. Natomiast osiągnąć pewien poziom technologii, tę
pewność powtarzalności zakładanych cech, jest trudno. Wystarczy, że się o kilka
stopni zmieni temperaturę, przy jakiej hartowane jest aluminium, i już to wpływa
na właściwości materiału. Albo w hucie, gdy nie ma dobrej walcowni, blacha
będzie nieco falująca. Właśnie z tym mieli zawsze problem Rosjanie. I dlatego
wszystkie ich konstrukcje są na wszelki wypadek zawsze o wiele cięższe, grubsze,
masywniejsze.

Ale to ciężkie, masywne skrzydło miało zostać złamane na brzozie.
– Profesor Binienda dowiódł, że brzoza nie mogła złamać skrzydła, jak również
razem z prof. Nowaczykiem dowiedli, że brzoza niekoniecznie w ogóle zderzyła się
z tym skrzydłem. Ja też uważam, że to niemożliwe. Samolot na takiej wysokości,
około 6 metrów, niemal zahaczyłby podwoziem o ziemię. Oficjalne dokumenty mówią,
że jeszcze uniósł się i zrobił półbeczkę. Raporty MAK i komisji Millera pokazują
zdjęcia różnych ściętych drzewek. Ale nikt nie powiedział, że to zrobił ten
tupolew. Przecież to było lotnisko wojskowe. Może to zrobił jakiś inny samolot
czy helikopter, który podchodził do lądowania. Ja nie widzę dowodu, że to
tupolew jest odpowiedzialny za te wszystkie uszkodzenia. Natomiast cała analiza,
o ile stopni ten samolot się kiedy obrócił, jest oparta na pomiarach obciętych
gałązek. To nie jest dowód techniczny. Jeśli natomiast chodzi o zapisy
rejestratorów, to analiza ostatnich sekund jest w obu raportach właściwie
pominięta. Chciałbym jeszcze zwrócić uwagę na ważny czynnik, który mnie jako
projektantowi takich konstrukcji rzuca się w oczy. Otóż mniej więcej jedna
trzecia tego skrzydła upadła. Ale ma ono taki kształt, że się zwęża. I ta część,
którą stracił, to tylko mniej więcej 10 proc. jego powierzchni. Ale to nie
znaczy, że siła nośna zmniejszyła się o 10 procent. Otóż siła nośna wynika z
różnicy ciśnień od dołu i od góry powierzchni skrzydła. Ta różnica jest
największa w punkcie położonym dość blisko kadłuba i spada, gdy się od niego
oddalamy. Na końcówce jest już bardzo mała, gdyż na samej krawędzi musi wynieść
zero. A więc utrata siły nośnej to nie 10, a co najwyżej 5 procent. A teraz
samolot schodził do lądowania, więc miał jeszcze wypuszczone klapy oraz sloty
(skrzela), co jeszcze znacznie zwiększa powierzchnię, przynajmniej o 15 procent.
Zatem ubytek siły nośnej nie jest wcale taki dramatyczny. Można policzyć
dokładnie, jakie niezrównoważenie siły nośnej powstało w wyniku oderwania części
skrzydła i jaki spowodowało to moment obrotowy.

Członkowie komisji Millera, których o to pytaliśmy, mówią o dużej
niezrównoważonej sile nośnej. Na przykład Waldemar Targalski powiedział: "Gdy
samolot traci jedną trzecią skrzydła, nie jest w stanie przeciwdziałać momentowi
obrotowemu. Musi się obracać. Efektywność aerodynamiczna usterzenia nie jest
wystarczająca, żeby to skorygować".
– To zależy, co dla kogo jest duże. To można po prostu policzyć. Ja bym z tym
dyskutował. Są pewne wymagania, jakie stawia się samolotom. Na przykład oczekuje
się, że samolot będzie mógł lecieć, gdy straci jeden silnik. Wydaje mi się, że
strata mocy jednego silnika miałaby większy wpływ niż utrata tego kawałka
skrzydła.

Na przykład dr Maciej Lasek, obecny przewodniczący Państwowej Komisji
Badania Wypadków Lotniczych, twierdzi, że utrata siły nośnej wyniosła 20 proc.,
ale odmawia wykonania obliczeń, o jakich Pan mówi. Nie wie nawet, ile wynosi
moment bezwładności samolotu względem osi podłużnej. Mówi, że to wszystko
niepotrzebne.
– To są informacje, które fabryka musi dostarczyć właścicielowi samolotu. To są
informacje niezbędne dla eksploatacji samolotów. Jak najbardziej należy znać
momenty bezwładności. I nie tylko to. W USA i Kanadzie razem z samolotem
sprzedaje się tzw. Structure Repair Manual (Instrukcja Napraw Konstrukcyjnych),
gdzie są wymienione wszystkie elementy maszyny, wszystkie narzędzia. Tam jest
opisane wszystko, co właściciel samolotu, czyli linia lotnicza może wykonywać
samodzielnie. Te instrukcje ze względu na to, że jest wielu użytkowników, nie są
jakąś tajemnicą. Z tych materiałów można odczytać wszystkie wartości potrzebne
do wykonywania dokładnych symulacji.

Ale jakoś te oficjalne ciała unikają jak ognia pytań o modele
matematyczne, symulacje itd. Cały czas tylko podają odczyty z rejestratorów
lotu.
– Oczywiście, że powinno się wykonać obliczenia sprawdzające, jak ten samolot
leciał. Co więcej, w Polsce jest mnóstwo specjalistów, którzy to potrafią
wykonać. Na Politechnice Warszawskiej na Wydziale Mechanicznym Energetyki i
Lotnictwa jest tradycja sięgająca czasów przedwojennych. Mają tam wspaniałych
fachowców, którzy mogą to zrobić.

Jakie ma Pan jeszcze spostrzeżenia po lekturze raportów MAK i komisji
Millera?
– W obu powtarza się pewna liczba. W raporcie Millera na stronie 73. Mianowicie
mówi się, że obrażenia ludzi są takie, jak po poddaniu przyspieszeniu 100 g.
Otóż to są przyspieszenia, jakie występują tylko w balistyce. To znaczy, że
człowiek, który waży 90 kg, będzie ważył 8 ton. W takich warunkach na przykład
telefon komórkowy w kieszeni przeleciałby przez ciało jak przez masło. To jest
liczba wzięta absolutnie z powietrza. Absurdalna. To się nie mieści w głowie. Po
drugie w raporcie MAK jest mapa szczątków. Ma ona 75 pozycji. Otóż chyba oni
mieli takie kryterium, że podnoszą tylko to, co ma przynajmniej metr kwadratowy
albo waży 10 kilogramów. Bo widać na zdjęciach, że tych szczątków jest znacznie
więcej. To jest nieprofesjonalne. Powinien być wyszczególniony każdy element
samolotu i jego wyposażenia i zidentyfikowany ze wskazaniem, gdzie znajdował się
w samolocie. W raporcie Millera w ogóle nie ma takiej mapy. Jeszcze jedna uwaga.
Siedzenia samolotów zgodnie z normami międzynarodowymi projektuje się na
działanie przyspieszenia 9 g, czyli dziewięciokrotnego przyspieszenia
ziemskiego. Ono może się odkształcić, ale nie może złamać. A ja na zdjęciach nie
widzę tych siedzeń. Gdy się ogląda zdjęcia z miejsc katastrof, zawsze widać te
fotele. Bywa, że samolot spada z ogromnej wysokości, rozbija się zupełnie, a te
fotele są prawie jak nowe. A tu na zdjęciach w ogóle nie widać foteli. Ze zdjęć
wynika też, że zniszczenia były znacznie poważniejsze w części pasażerskiej niż
w luku bagażowym. To jest bardzo zastanawiające. Poza tym niektóre fotografie są
bardzo dziwne. Nie rozumiem, dlaczego gródź oddzielająca część środkową kadłuba
od tylnej spadła zupełnie inaczej niż reszta elementów. Zdjęcie tej grodzi
zawiera mnóstwo jakby wdmuchniętych elementów – to bardzo dziwne, jak one się
tam znalazły.

Dlaczego tak się wyśmiewa, szkaluje ludzi, którzy, tak jak prof.
Binienda czy Nowaczyk, tu, w USA, prowadzą niezależne badania w sprawie przyczyn
katastrofy?
– O nie, w USA nikt ich nie wyśmiewa. A w Polsce? Nie wiem. To jest chyba to
"polskie piekło". Ale ja chciałbym pozostać w roli, jaką pełniłem przez całe
życie, to znaczy naukowca i inżyniera, i wolałbym się nie wypowiadać na ten
temat.

Uważa Pan, że warto byłoby powołać jakąś międzynarodową komisję, żeby
jeszcze raz wszystko zbadała?
– Chciałbym tu doprecyzować. To był polski samolot, więc ta komisja powinna być
jednak polska, to znaczy podległa polskim władzom. Natomiast z udziałem
niezależnych ekspertów międzynarodowych. Grona szerszego niż komisja Millera.
Tamta została powołana przez premiera, który jest szefem jednej partii,
niekonsultowana z żadną inną partią. To budzi zaniepokojenie. Gdyby rozszerzyć
skład komisji o obiektywnych ekspertów ze świata, to można by mieć do niej
większe zaufanie. Gdyby w składzie był dobry ekspert lotniczy, to na pewno
zaproponowałby ten rodzaj obliczeń, jakie wykonał prof. Binienda, jak również
te, które ja tu naszkicowałem.

Dziękuję za rozmowę.

Zdjęcia Marek Borawski