Rosyjska nadinterpretacja
Z dr. inż. Maciejem Laskiem, wiceprzewodniczącym
Państwowej Komisji Badania Wypadków Lotniczych,członkiem
polskiej komisji badającej przyczyny katastrofy Tu-154M, rozmawia Piotr
Falkowski.
Komisja Jerzego Millera, podobnie jak rosyjski MAK, stwierdziła, że
tupolew po zderzeniu z brzozą i oderwaniu części lewego skrzydła zaczął się
obracać i do czasu zderzenia z ziemią wykonał półbeczkę, czyli obrócił się wokół
osi podłużnej o około 180 stopni. Jest Pan jako zajmujący się naukowo
aerodynamiką i mechaniką lotów pewny tego ustalenia
–Oczywiście, w przeciwnym razie nie podpisałbym raportu.
A jaki jest moment bezwładności Tu-154M bez 6 m lewego skrzydła
liczony względem osi podłużnej?
–Nie wiem.
Komisja tego nie wyliczyła?
–Nie. Gdybyśmy budowali model symulacyjny, to byśmy wiedzieli. Ale model
symulacyjny nie był potrzebny. Chociaż z naukowego punktu widzenia to może być
interesujące i pożyteczne, dlatego planujemy na Politechnice Warszawskiej w
ramach prac badawczych wykonanie odpowiednich obliczeń, więc proszę się zgłosić
za jakiś czas i wtedy będziemy wiedzieli.
Jeżeli nie znamy momentu bezwładności ciała, to jak możemy cokolwiek
powiedzieć o jego ruchu obrotowym? Nawet jeśli znamy przyłożone do niego siły.
–Tego momentu nie ma, jak sadzę, w instrukcji samolotu, ale są sposoby jego
wyliczenia, zarówno względem osi poprzecznej, jak i podłużnej i pionowej. Te
trzy momenty oraz tzw. momenty dewiacyjne to wszystkie momenty bezwładności
potrzebne do zbudowania modelu symulacyjnego.
To dlaczego go nie zbudowano?
–Ponieważ wiemy, co się stało. Utrata około jednej trzeciej lewego skrzydła
oznacza zmniejszenie jego siły nośnej o blisko 20 procent. Do tego dochodzi
utrata jednej powierzchni sterowej, gdyż z kawałkiem skrzydła odpadła także
jedna lotka. Doszło do tak dużego niezrównoważenia momentów z obu skrzydeł, że
nie było możliwe wyrównanie tego przy pomocy pozostałych sterów. Zostaje jeszcze
80 proc. siły nośnej zrównoważonej, która ciągnie samolot w górę, ale te
niezrównoważone 20 proc. powoduje ruch obrotowy.
Pozostaje więc teraz policzyć, jaka to była siła, czy też dokładnie,
jaki moment obrotowy, podzielić go przez moment bezwładności i będziemy
wiedzieli, z jakim przyspieszeniem kątowym samolot wykonuje beczkę. Uczyłem się
tego w liceum na lekcjach fizyki. Komisja tego nie policzyła?
–Nie. A jest taka potrzeba?
To oczywiste. Chyba warto sprawdzić, czy to, co się pisze w raporcie,
jest zgodne z prawami fizyki?
–Do wykonania tego rodzaju obliczeń musielibyśmy znać tzw. charakterystyki
aerodynamiczne samolotu. Żadna komisja badająca jakikolwiek wypadek nie zna
pełnych charakterystyk aerodynamicznych samolotu, do których należą
charakterystyki aerodynamiczne, pochodne współczynników sił i momentów po
wychyleniu sterów dla różnych kątów natarcia itd. To są informacje, które firmy
wytwarzające samoloty trzymają tylko dla siebie i dla modelu symulacyjnego w
symulatorze. Nikt tego nigdzie nie udostępni, ponieważ wówczas będzie można
łatwo zbudować symulator. Kiedy duża linia lotnicza, posiadająca własny ośrodek
symulatorowy, kupuje nowy samolot, to zakupuje z nim też oprogramowanie
pozwalające odwzorować lot tego samolotu w symulatorze. To jest kosztowne
oprogramowanie. Firmy produkujące samolot strzegą takich tajemnic. Można do tego
dojść z drugiej strony. Samemu policzyć charakterystyki aerodynamiczne. Ale to
nie jest wcale łatwe. Trzeba byłoby między innymi wykonać cały szereg lotów tzw.
identyfikacyjnych. Ale skąd wziąć charakterystyki samolotu z urwaną częścią
skrzydła? Takich to już nikt nie ma. Proste odjęcie części siły nośnej stanowi
zbyt daleko idące uproszczenie. Trzeba byłoby stworzyć model metodami
aerodynamiki numerycznej, którymi zresztą sam się zajmuję. Ale te metody są też
obarczone dużym błędem. To jest też bardzo kosztowne. Innym rozwiązaniem jest
wejście do symulatora znajdującego się w Moskwie i zmodyfikowanie mu programu,
tych zapisanych w nim charakterystyk aerodynamicznych, tak żeby latał bez
kawałka skrzydła. Jednak nie mamy pewności, że ten symulator jest rzetelnie
zbudowany i nie ma uproszczeń. Podobnie zresztą jak każdy inny symulator.
Jak rozumiem, trzeba byłoby wprowadzić do komputera kształt samolotu
i wszystkich części ruchomych, i komputer symulowałby, co będzie się działo w
powietrzu.
–Tak. Przy czym jeszcze należałoby usunąć część skrzydła. A to już jest
zupełnie inny opływ powietrza, inny rozkład siły nośnej niż dla samolotu z oboma
skrzydłami.
I dlatego komisja zamiast tego wzięła dane z rejestratorów i uznała,
że skoro tak się stało, to tak się musiało stać?
–Nie sądzę, że komisja popełniła błąd, nie wykonując tego modelu, czyli tej
symulacji numerycznej. Aczkolwiek na pewnym etapie było to rozważane. Doszliśmy
jednak wspólnie do wniosku, że po pierwsze nie ma na to czasu. Nie wspominam już
o kosztach, bo akurat w przypadku badania tej katastrofy koszty nie miały
znaczenia. A po drugie, niczego to nie zmieni. Samolot zachował się według
rejestratorów parametrów lotu tak, jak powinien się zachować
Co to znaczy powinien”? Pan teraz zastąpił wszystkie te
skomplikowane doświadczenia jakąś heurystyką?
–Ale jakie to ma znaczenie z punktu widzenia badania wypadków lotniczych?
Samolot nie ma części skrzydła, jest na wysokości, na której nie powinien się
znaleźć. Przyczyny tego wypadku skończyły się na wysokości 100 metrów.
Naprawdę? Tak twierdzi MAK, który w ogóle w zasadzie nie zajmował się
tym, co się stało po owych 100 metrach. Pan też uważa, że już potem nie dało się
go uratować?
–Niekoniecznie. Ale to już wszystko są skutki wcześniejszego nieprawidłowego
działania. Gdzieś został osiągnięty taki punkt, po którym nie było już żadnych
szans. Gdyby nie było tej brzozy, to może by się uratowali. Wówczas badalibyśmy
to jako poważny incydent, a nie katastrofę. Choć nie jest też pewne na 100
procent, że i bez brzozy wyszliby z tego. Rosjanie uznali, że nie, co moim
zdaniem jest dużą nadinterpretacją. Oni stwierdzili, że przy tak dużym kącie
natarcia (a samolot był blisko krytycznego kąta natarcia) nastąpiłoby
przeciągnięcie. To nie jest wykluczone, ale i nie przesądzone. Piloci odruchowo
ciągnęli stery tak, żeby za wszelką cenę uniknąć zderzenia z ziemią, chcieli
możliwie szybko nabrać wysokości.
W którym momencie załoga zdała sobie sprawę z krytycznego położenia?
–Wtedy, kiedy usłyszeli pierwsze uderzenie o samolot. To nie była jeszcze ta
brzoza, tylko inne drzewka. Być może coś jeszcze im mignęło za oknem, co
pokazało grozę sytuacji to, jak są nisko. Chociaż nie sądzę, żeby oni
wypatrywali ziemi, tak jak mówią Rosjanie. Raczej wykonywali swoje czynności w
kabinie. W tak dramatycznym położeniu już się nie myśli o przeciągnięciu. Jest
pełen gaz i maksymalne wznoszenie. Konfiguracja samolotu bardzo utrudniała
wznoszenie. Były wychylone klapy. Nawet nie tak jak powinny, ale gdyby były
maksymalnie wychylone, to samolot jeszcze trudniej by się rozpędzał. Do tego
było wypuszczone podwozie. To wszystko daje opór. Pytał pan o punkt, w którym
już nie było odwrotu od tragedii. Jak go znaleźć? Mnie jako naukowca to
interesuje. Zaproponowałem nawet dwa projekty badawcze na ten temat. Jeden z
nich to Symulacja odwrotna na potrzeby badania wypadków lotniczych”. Mam
nadzieję, że zostanie zatwierdzony.
Co to jest symulacja odwrotna?
–Zamiast przeprowadzać loty identyfikacyjne, bierze się zapisy parametrów
wielu już odbytych lotów samolotu, z których można odtworzyć związek między
ciągiem silnika, wychyleniami powierzchni sterowych itd. a tym, jak samolot
zachowuje się w przestrzeni. Mając te dane, można także odtworzyć
charakterystyki aerodynamiczne. Ale to nie jest wcale łatwe. Coś na pracę
doktorską. Jeśli ktoś znajdzie metodę opracowywania tego rodzaju danych dla
różnych typów samolotów, to będzie można wprowadzić odpowiednie dane do
komputera i policzyć w różnych wariantach, co załoga mogła zrobić, żeby zapobiec
katastrofie i czy to by się powiodło. Będzie to bardzo pomocne dla badania
wypadków lotniczych.
Dlaczego tego nie zrobiono podczas badania katastrofy smoleńskiej?
–Bo to jest praca na lata. I wcale nie mam pewności, czy zakończy się
sukcesem. Mam nadzieję, że tak. Oczywiście taki model możemy zaadaptować i do tupolewa. Jak najbardziej popieram wszelkie badania na ten temat. Słyszałem, że
naukowcy zajmujący się mechaniką lotów, mechaniką ogólną, wytrzymałością
materiałów itd. proponowali zorganizowanie konferencji, na której dokładnie
wyjaśniono by wszystkie okoliczności, jak ten samolot leciał i jak był
niszczony. Wystąpiono do różnych instytucji naukowych o pieniądze na taką
konferencję i wygląda na to, że nikt nie chce ich dać. Jednak myślę, że warto
się tego podjąć. Ale nie po to, żeby poznać przyczyny katastrofy. Ja jestem ich
absolutnie pewien. Nie muszę siebie przekonywać. Wiem, że odwzorowaliśmy
przebieg katastrofy z bardzo dużą dokładnością, bo nigdy nie da się tego zrobić
idealnie to byłaby już pycha. Jestem jednak wewnętrznie przekonany, że dobrze
wykonaliśmy swoją robotę. Na podstawie naszych doświadczeń i analiz, i tego, jak
się po prostu samoloty zachowują. Ale wiem, że nie wszyscy są pewni. Mają do
tego prawo. I mam nadzieję, że uda się ich przekonać. To, że jest taka chęć
ludzi nieprzekonanych do poszukiwań, może być bardzo pożyteczne, bo to jest
przy tej całej wielkiej tragedii także doskonały przykład badawczy, który może
pomóc rozwinąć pewne metody badawcze, obliczeniowe
Ale z czego właściwie wynika ta silna wiara? Bo tak pokazują
rejestratory?
–Powtarzam. Samolot zachował się tak, jak się powinien zachować. Niestety.
Nie ma żadnych nieciągłości przy zapisywanych przeciążeniach, nagłego
wyhamowania itd. Zachował się tak, jak się zachował. Być może w bardzo
uproszczonych modelach wychodzi, że samolot powinien spaść od razu za brzozą
albo w ogóle nie spaść. Badanie każdego zdarzenia lotniczego to pewnego rodzaju
kompromis. Można badać w nieskończoność, ale kiedy ma się pewność co do
przyczyn, to należy przestać. Ja nie mam wątpliwości. W oparciu o całe moje
nasze doświadczenie mogę powiedzieć, że mnie takie zachowanie samolotu nie
dziwi. Spotkałem się z wypadkami, które mnie o wiele bardziej dziwiły. Były
przypadki, gdy nie rozumiałem zachowania samolotu. Tu tak nie było. Tu nic mnie
nie niepokoi. Myślę, że tak sądzą wszyscy koledzy. Cały czas pracowaliśmy z
przekonaniem, że nie wszystkich przekonamy, a niektórych nigdy nie przekonamy.
Ciężko się pracuje z taką świadomością.
Skąd pewność, że skrzydło odpadło właśnie przy tej brzozie? Są
obliczenia bardzo poważne, na przykład te, które prezentował niedawno prof.
Wiesław Binienda z USA. Według nich do utraty części skrzydła doszło w zupełnie
innym miejscu: wyżej i aż 69 metrów za brzozą.
–To wynika z jednego i drugiego rejestratora. W głosowym jest wyraźny huk, a
jednocześnie zarejestrowano przeciążenia charakterystyczne dla wstrząsu.
Następnie od tego momentu następuje obrót samolotu w lewo.
Co więcej, z tych obliczeń wynika, że gdyby rzeczywiście brzoza
odcięła kawałek skrzydła, to ono upadłoby zaledwie 12 metrów za nią. Tymczasem
znaleziono je 109 metrów za brzozą.
–Ten element skrzydła jest dalej ciałem aerodynamicznym. Nie dziwię się
temu, że ten kawałek skrzydła przeleciał 109 metrów. To naprawdę niedużo.
Te obliczenia uwzględniają wszelkie własności aerodynamiczne, opór
powietrza itd. Nie mówiąc już o tym, że symulacje wytrzymałościowe zaprzeczają
możliwości odcięcia skrzydła przez brzozę.
–Nie wierzę, że jakiekolwiek symulacje są w stanie superdokładnie odwzorować
rzeczywistość. Jest tak wiele różnych zmiennych, czynników, które mogą wpływać
na ruch tego ciała. Oczywiście chętnie zapoznam się z tymi obliczeniami, kiedy
zostaną opublikowane. Na razie trudno na ten temat dyskutować.
Dziękuję za rozmowę.