Szesnaście metrów na sekundę

Treść

Głównej tezie komisji ministra Jerzego Millera o korzystaniu przez załogę Tu-154M z niewłaściwego wysokościomierza w trakcie podejścia na Siewiernyj przeczą dane i wykresy raportu tej samej komisji. Dokument koncentruje się na wytykaniu pilotom różnych błędów, a ucieka od odpowiedzi na kluczowe pytanie: dlaczego autopilot zaczął w pewnym momencie prowadzić maszynę gwałtownie w dół?
Dziesiątego kwietnia ubiegłego roku Tu-154M o numerze burtowym 101 wszedł na ostatnią prostą około 3 minut przed katastrofą. Wtedy zakończył się czwarty i ostatni zakręt w serii manewrów wykonywanych zgodnie z kartą podejścia przed lądowaniem. Miejsce to położone jest ok. 18 km przed progiem pasa, a jego współrzędne zostały wprowadzone do komputera pokładowego. System miał w pamięci jeszcze dwa punkty. Pierwszy to dalsza radiolatarnia, a drugi miał wskazywać położenie lotniska. Załoga wpisała jako punkt docelowy współrzędne znajdujące się w nagłówku schematu lotniska. Ale są to współrzędne środka liczącego 2,5 km pasa (ARP - airport reference point). Wyświetlacz komputera FMS pokazuje odległość od wybranego punktu w milach morskich (1 mila to 1852 metry).
Punkt przyziemienia powinien znajdować się około 100-200 metrów za progiem pasa. Komisja prowadzi swoje obliczenia położenia ścieżki schodzenia, zakładając wręcz 300-400 metrów (tak się przyjmuje, zależy to też od długości pasa startowego - przepisy ICAO - nad progiem samolot powinien mieć 100 ft. Ale są to obliczenia współczesne, należałoby je potwierdzić w instrukcji techniki pilotowania samolotu). Zasadniczo nie ma potwierdzenia tej procedury w kartach podejścia. Tak czy inaczej samolot powinien wylądować około kilometra bliżej niż odległość wyświetlana przez FMS. Dodatkowa trudność pochodzi ze wspomnianej różnicy jednostek. Otóż karty podejścia opisane są w jednostkach metrycznych, zaś komputer wyświetla odległości w milach. Pilot musiał być świadomy wszystkich tych rozbieżności i cały czas dokonywać przeliczeń. Gdy na przykład maszyna znajdowała się na początku ścieżki schodzenia (10,41 km przed progiem), na ekranie mogła być wyświetlona odległość od punktu docelowego 6 lub 7 mil. Nie jest jasne, czy załoga była pewna, że w komputerze jest zapisany środek, a nie "brzeg" pasa.
Żadne dane nie wskazują jednak na jakiekolwiek opóźnienie skutkujące możliwością lądowania zbyt daleko, co także spowodowałoby katastrofę, ale o mniejszych skutkach niż ta z 10 kwietnia.
Słuchając specjalistów komisji Millera, można było odnieść wrażenie, że załoga przez cały czas ręcznie sterowała wszystkimi systemami samolotu. Tak oczywiście nie było. Przez cały czas włączony był pilot automatyczny, poza tym komputer FMS przekazywał mu dane potrzebne do nawigacji "podłużnej", czyli bez uwzględnienia położenia samolotu w pionie. Zniżanie też było zautomatyzowane. Pokrętło na panelu PN-5 pozwala na ustalenie stałej prędkości pionowej, obserwowanej na przyrządzie zwanym wariometrem.
Nawigacja i 1942 rok
A zatem kurs samolotu był utrzymywany automatycznie w kierunku pasa, wprawdzie do jego środka, a nie progu, jednak - jak wspomniano - FMS nie wpływa na wysokość samolotu. A sam kierunek był odpowiedni, bo wszystkie te punkty są współliniowe. Doszło natomiast do błędu niezawinionego przez załogę, a spowodowanego brakiem informacji o stosowanym układzie współrzędnych. Przepisując z kart podejścia stopnie i minuty, piloci nie zdawali sobie sprawy, że wyrażone są w starym, stosowanym w ZSRS układzie SK-42, a systemy lotnicze działają w oparciu o układ WGS-84. Jak wyliczyła polska komisja, spowodowało to odchylenie o 116 metrów na południe. Rzeczywiście samolot przez prawie cały czas podejścia leci około 100 metrów na południe od śladu ścieżki (po lewej stronie). Korekty tego błędu można by dokonać dzięki namierzaniu radiolatarni, szczególnie bliższej, ale ta działała tak niestabilnie, że dowódca z tego zrezygnował.
Wiemy, że dzięki automatowi ciągu samolot przez cały czas utrzymywał odpowiednią dla lądowania prędkość 270 km/h. W czasie manewrów wiatr był bardzo słaby (gdyby wzmógł się, rozwiałby mgłę). Co więcej, wiał z południa, więc powyższa prędkość względem powietrza jest też prędkością względem ziemi. To oznacza, że łatwo możemy, znając ustaloną przez MAK i polską komisję trajektorię lotu, obliczyć prędkość zniżania samolotu. Załoga znała tę prędkość z odczytu wariometru. Jest to niezależny przyrząd pomiarowy, który wykorzystuje zjawiska fizyczne w atmosferze, a nie korzysta z danych o wysokości. To ważny fakt, ze względu na rozbieżną ocenę sposobu posługiwania się przez załogę zainstalowanymi na pokładzie wysokościomierzami.
Wysokość, ale która?
Wysokościomierz baryczny jest podstawowym przyrządem informującym o wysokości statku powietrznego. To odpowiednio wyskalowany barometr, ponieważ im wyżej, tym ciśnienie jest niższe. Znając wartość ciśnienia zmierzoną na lotnisku i w samolocie, można wyznaczyć wysokość samolotu. Dokładna formuła jest dość skomplikowana, zależy też od temperatury (tzw. wzór barometryczny), ale w warunkach podobnych do panujących podczas lądowania w Smoleńsku możemy przyjąć, że ciśnienie atmosferyczne spada o 1 mmHg co 11 metrów. Wysokościomierz baryczny wyznacza wysokość względem lotniska (lub innego punktu), na którym zmierzono ciśnienie bazowe, a nie aktualną wysokość samolotu nad ziemią. Odwrotnie zachowuje się wysokościomierz radiowy (radiowysokościomierz). To rodzaj radaru, zainstalowany w samolocie, który wysyła wiązkę fal radiowych w dół i mierzy czas do jej powrotu, po odbiciu od ziemi. Wyznacza zatem aktualną wysokość samolotu nad ziemią lub nad tym, co na niej jest: drzewami, blokami, przeszkodami. Radiowysokościomierz nic nie mówi natomiast o wysokości względem lotniska. Przyrządu tego używa się w lotnictwie dla oceny wysokości w warunkach spodziewanych przeszkód terenowych oraz przy bardzo małych wysokościach, tuż przed pasem. Zgodnie z instrukcją tupolewa, nawigator zobowiązany jest do odczytywania wysokości radiowej poniżej 150 metrów. Jest to podyktowane troską o wykrycie ewentualnej przeszkody.
Podczas krytycznego lotu Tu-154M 10 kwietnia 2010 roku słyszymy w nagraniach rozmów w kabinie wiele odczytów wysokości. Przede wszystkim czyni to nawigator, ale także osoba identyfikowana jako dowódca Sił Powietrznych gen. Andrzej Błasik oraz drugi pilot i jeszcze inny głos, którego nie udało się przypisać ekspertom żadnej konkretnej osobie. Nie wiadomo jednak do końca, z jakich przyrządów odczytywano liczby, które słyszymy. Można je jedynie porównywać z zarejestrowanymi przez czarne skrzynki rzeczywistymi parametrami. Ale nie zawsze daje to rezultaty. Czasem głośny odczyt jest opóźniony albo niedokładny. Nawigator mógł spojrzeć na przyrząd, ale nie powiedzieć przez jakiś czas, gdyż na przykład dowódca właśnie rozmawiał z kontrolą lotów. Trzeba też pamiętać, że wysokościomierze mają zwykłe ruchome wskazówki, które, jak wszystkie urządzenia mechaniczne, cechuje pewna bezwładność.
Kiedy nawigator odczytywał wysokości 400, 250, 200 i 150 metrów, mógł posługiwać się równie dobrze jednym i drugim przyrządem. Na przykład wysokość 250 została odczytana najpierw przez (prawdopodobnie) generała Błasika, a potem nawigatora kpt. Artura Ziętka. Wypowiedzenie słów "dwieście pięćdziesiąt metrów - dwieście pięćdziesiąt" zajęło prawie 3 sekundy. Wysokość barometryczna zmieniała się w tym czasie od 230 do 220 metrów, a radiowa od 270 do 260 metrów. Z tych danych komisja wyciąga wniosek, że generał odczytywał wysokościomierz baryczny, a nawigator radiowy. Wydaje się to jednak tylko hipotezą, skonstruowaną z myślą o dalszych wywodach komisji, zgodnie z którymi "pomylenie wysokościomierzy" było jedną z przyczyn tragedii. Dodajmy, że poniżej 150 metrów nawigator zgodnie z przepisami odczytywał wysokość radiową.
Komisja wytyka załodze zbyt późne wejście na ścieżkę podejścia. Tłumaczy to w ten sposób, że załoga zajęta odczytywaniem tzw. check-listy (sprawdzającej przygotowanie do lądowania) nie zauważyła wejścia na ścieżkę, o czym akurat prawidłowo zawiadomił kierownik strefy lądowania mjr Wiktor Ryżenko: "odległość dziesięć, wejście na ścieżkę". Niestety, samolot jeszcze przez ponad pół minuty był na wysokości wyjściowej 500 metrów i gdy wreszcie zaczął się obniżać, ścieżka "uciekła" już 150 metrów w dół. Załoga musiała zdawać sobie z tego sprawę, gdyż zniżanie rozpoczęło się z prędkością większą niż standardowa. Poruszający się po "glisadzie", tak jak ją narysowano w karcie podejścia, samolot obniżałby się z prędkością 3,56 m/s, zaś nasz tupolew osiągnął 6,1 m/s. Ta prędkość jest bardzo stabilna, trajektoria maszyny przez ponad 5 kilometrów jest dzięki temu niemal idealną prostą pochyloną pod kątem 4°20' (właściwy kąt schodzenia to 2°40'). Ta równomierność schodzenia wskazuje na korzystanie przez załogę z pilota automatycznego, dzięki któremu utrzymywano tempo opadania. Przypomnijmy, że pilot kontroluje prędkość pionową (w tym przypadku ujemną, w dół), wariometrem natomiast steruje w tym zakresie, używając pokrętła na panelu PN-5 (niewyskalowanym). Możemy więc zakładać, że 6,1 m/s to zadana przez załogę prędkość zniżania.
Przechwycenie
Jednak jak długo samolot może tak szybko się obniżać? Oczywiście dopóki nie znajdzie się na właściwej ścieżce (w żargonie lotniczym mówi się o "przechwyceniu" ścieżki). Prawdopodobnie załoga nie wykonywała obliczeń związanych z kątami zniżania, a posługiwała się prostą zasadą, że podczas lądowania wysokość wynosi jedną dwudziestą odległości od miejsca przyziemienia. Odległość tę załoga może odczytać z komputera FMS, z DME (dalmierza), wreszcie z komunikatów kierownika strefy lądowania. Ten mówił o odległościach 10, 8, 6, 4, 3 i 2 kilometry zdecydowanie za wcześnie (nawet 600 metrów). Gdy Ryżenko mówi: "dwa, na kursie, ścieżce", samolot jest naprawdę 2,5 km od progu, ale jeśli pilot mu zaufał, to mógł stwierdzić, że ścieżkę rzeczywiście "przechwycił", gdyż znajdował się na wysokości około 100 metrów, czyli jednej dwudziestej odległości od pasa. Naturalne było wówczas zakończenie szybkiego zniżania, tym bardziej że osiągnięto też wysokość decyzji, kiedy to należało szybko rozejrzeć się za widokiem ziemi i pasa (a przynajmniej świateł). I jeśli wciąż za szybami jest tylko mgła, odejść na lotnisko zapasowe.
Rzeczywiście efekt zatrzymania prędkości zniżania został po kilku sekundach osiągnięty. Wprawdzie wysokość (barometryczna) wynosiła już tylko 70 metrów (a radiowa około 100), ale doszło do krótkiej stabilizacji wysokości. Jak ten efekt został osiągnięty? Ponieważ wciąż włączony był autopilot, więc zapewne nie inaczej niż przez użycie pokrętła na panelu PN-5. Jednak dowódca zdecydował już nie tylko o zatrzymaniu (czy spowolnieniu) zniżania, ale o odejściu na drugi krąg (lub lotnisko zapasowe). Pada "niedostrzeżona" przez MAK komenda "odchodzimy".
Ale kiedy dowódca mjr Arkadiusz Protasiuk podaje tę komendę, wysokość ponownie spada. Wbrew temu, co sugeruje komisja Millera, nie może chodzić tu tylko o patrzenie na radiowysokościomierz. Bo jego wskazanie także gwałtownie spada. Ale przede wszystkim na wariometrze pojawia się znowu zniżanie, i to ponad 16 m/s. Tymczasem autopilot ciągle działał. Czy dowódca znowu użył pokrętła regulującego prędkość pionową? Trudno to byłoby pogodzić z wyraźnym zamiarem odchodzenia. Zresztą pilot sięgał już raczej do przycisku "uchod", a nie do panelu autopilota. Co zatem spowodowało nagłe zniżenie, którego już nic nie zatrzymało, aż do zniszczenia maszyny?
Komisja ministra Millera, podobnie jak MAK, który widzi w polskich pilotach szaleńców lądujących na siłę, bez względu na warunki, nie znalazła odpowiedzi na to pytanie. Jej zdaniem, samolot zniża się, bo pilot myśli, że leci prosto, a zmyla go radiowysokościomierz. Rzeczywiście przez jakiś czas wysokość radiowa jest stała, ale przecież samolot już raz zatrzymany na określonej wysokości nie zniża się sam. Coś musiało go skierować w dół.
Dlaczego nic nie wiemy
Odpowiedzi na te pytania mogą jeszcze kryć się w kluczowych przyrządach: wszystkich wysokościomierzach, wariometrze i innych. Nic nie wiadomo o żadnych badaniach poszczególnych urządzeń pomiarowo-sterujących przez polskich ekspertów. We wraku, który leży w Smoleńsku, nie ma całej przedniej części z kokpitem. Znajdujące się tam urządzenia znalezione na miejscu katastrofy zostały najprawdopodobniej wywiezione do Moskwy i są albo w MAK, albo w Komitecie Śledczym FR.
Interesujące wydaje się szczególnie odnalezienie wolantów samolotu. To na nich są przyciski "uchod". Zgodnie z procedurą sprawdzenia działania tego podzespołu dokonują mechanicy podczas przygotowania maszyny do lotu. Jeśli mjr Protasiuk (lub drugi pilot) użyli przycisku, to byłyby na nim jego odciski palców albo jakieś ślady biologiczne. Jest to kwestia, w której MAK różni się we wnioskach od polskiej komisji. Nie można także wykluczyć fizycznego uszkodzenia przycisku "uchod" albo któregoś z jego połączeń elektrycznych. Nie mniej ważne są także pozostałe przyciski, przełączniki, pokrętła i suwaki pozwalające stwierdzić, jaka naprawdę była konfiguracja samolotu podczas krytycznych manewrów.
Odczyt rejestratorów katastroficznych mówi o parametrach zapisanych przez pokładową elektronikę. Ale czy załoga te same dane widziała na wskaźnikach w kokpicie? Z powodu drobnej wady, np. wariometru, mogło dojść do zasadniczego zmylenia załogi co do położenia i dynamiki samolotu. Oczywiście nie wiemy, czy tak się stało, ale tylko rzetelne badania (wzorowane na standardach międzynarodowych), a nie domysły polskiej komisji, mogą zbliżyć nas do pewności w tej sprawie.
Piotr Falkowski
Nasz Dziennik 2011-08-12

Autor: jc