sobota, 29 kwietnia 2017

9. Co się stało w wysokości 250 metrów ?

Spis treści

Ta sprawa nie daje mi spokoju od kilku lat.

10. czerwca 2010. roku, więc nieco tydzień po ukazaniu się pierwszej wersji stenogramu opublikowałem taki wykres dotyczący toru lotu PLF-101 na odcinku od 400 metrów. Nic szczególnego - zapowiadane wysokości w funkcji czasu. Wyszło mi że w wysokości 250 metrów samolot zwiększa i tak dużą prędkość zniżenia na jeszcze większą. 10 m/s. Różne snułem przypuszczenia co może to oznaczać. Z mojego punktu widzenia istotne było głównie to, czy to się dzieje z woli załogi czy wbrew. Całkowitym zaskoczeniem było dla mnie raport MAK, gdyż okazał się - że jest rzeczywiście tak.  Załamanie toru lotu i wzrost prędkości zniżenia występuje nawet na wykresie komisji Jerzego Millera. To, że działo się to wbrew woli załogi wiem od października 2012. roku. Ale co się stało - nie wiem do dziś. Komisje w ogóle nie wracają uwagę na to zdarzenie.

Prędkością zniżenia na odcinku od DPRM zajmuje się raport MAK wyczerpująco, aż wyjątkowo nieprecyzyjnie (komisja Jerzego Millera takimi "drobiazgami" się nie zajmuje).

"Po przelocie nad DPRM, załoga najprawdopodobniej rozumiejąc, że znajduje się nad ścieżka, zwiększyła prędkość opadania do 8 m/s (dla naprawienia takiego błędu prędkość pionowa nie powinna przekraczać 5-6 m/s). Jednakże, taka prędkość pionowa (8 m/s) pozostała aż do chwili zapoczątkowania działań w celu ominięcia przeszkód. (Hrw=30m), t.j niedopuszczalnie małej wysokości. Próby zmniejszenia jej nie były podejmowane nawet przy osiągnięciu wysokości minimum pogodowego lotniska 100m."

Z opublikowanego przez ten sam MAK raportu - na rys. 46.  toru lotu - jasno wynika, że to nie było bynajmniej takie proste.

Popatrzmy jeszcze raz  na wykres toru lotu z rysunku 46. MAK.

rys. 1.
Załoga po przelocie przez DPRM rzeczywiście zwiększyła prędkość opadania ale nie do 8 m/s, tylko najpierw do 7 m/s którą następnie skorygowała do 6 m/s. Zupełnie jakby czytała raport MAK  ("dla naprawienia takiego błędu prędkość pionowa nie powinna przekraczać 5-6 m/s")
Tuż po  zmianie prędkości zadawanej automatowi ciągu na 280 km/h nagle następuje zwiększenie prędkości zniżenia z 6 m/s do 8-9 m/s (linia Vertical rate). 
Więc rzeczywiście doszło w końcu do owych 8 m/s występujących w raporcie MAK. Kwestia tylko czy określenie "załoga ... zwiększyła prędkość opadania"  jest słuszne, czy też raczej "samolot zwiększył prędkość opadania"? Bo to nie to samo.
Kwestia bowiem najważniejsza z punktu widzenia moich rozważań dotyczących elementów racjonalności w poczynaniach załogi jest to czy ta zmiana nastąpiła zgodnie z wolą załogi czy też wbrew woli załogi? (W tym drugim przypadku oczywiście powstanie kolejny element irracjonalności - wobec tego załoga dlaczego nie mniejszy lub - jeśli nie może zmniejszyć - czemu nie przerywa podejście? To będzie ostatnie pytanie. Nie w tej notce)

Sprawę pozwala wyjaśnić inny rysunek z raportu MAK zawierające komplet parametrów lotu w omawianym okresie. (rysunek 24.)  Rys. 2.  poniżej zawiera wybrane parametry lotu z rysunku 24. MAK, zaś czas o jakim piszę - zaznaczyłem czerwonym kolorem.

rys. 2.
Jak widać zmiana prędkości zniżenia występuje równocześnie ze zmianą pochylenia w kierunku "nos do dołu"(pitch angle). Mechanizm który doprowadził do tej zmiany nie jest jasny.

Za to konsekwencje znamy - są bardzo poważne - zmiany te spowodowały opóźnienie gotowości do pracy automatu ciągu o około 15 sekund.

Z jednej strony bowiem samolot wytraca w sposób naturalny prędkość ( wobec lotu na małym gazie przy praktycznie zerowym ciągu silników) z drugiej zaś zmiana pochylenia "na nos" spowoduje zwiększenie prędkości (IAS). W efekcie wobec sumowania tych dwóch czynników na 15 sekund prędkość "zawisł" na 290 km/h. W konsekwencji doprowadziło to do niemożliwości korzystania z silników wówczas gdy trzeba było - bowiem do do reakcji automatyki prędkość musiał wynosić około 280 km/h.

I tu się zaczyna zabawa w zadawanie pytań metodą dziecka czteroletniego (MD4).

Pytanie w tytule jest pewnym skrótem myślowym - powinno brzmieć: Co się stało w wysokości 250 metrów, ze samolot zwiększył nagle prędkość  zniżenia ?
Na tak postawione pytanie  odpowiedź znajduje się nieco wyżej - pochylenie się zwiększyło to i prędkość zniżenia się zwiększył. To jest odpowiedź dla trzylatka, zgadza się wszystko, tylko nic nie wyjaśnia. 



Czterolatek zadaje kolejne pytanie: Dlaczego pochylenie się zwiększyło?" 
Odpowiedź na to już nie jest taka prosta. Pochylenie może zmienić załoga za pomocą pokrętła "Góra/Dól" leci bowiem w trybie "stabilizacja i sterowanie" autopilota. Gdyby to załoga robiła - pozostałby ślad na linii "Elv.Trim."  jako zmiana na linii w górę. Podobnie jak o 8:39:00 (początek fragmentu na wykresie, gdy załoga wprowadza samolot w zniżenie). Pokrętło "Góra/Dół" jest trymerowane - zmiany dokonane przez pokrętło są odnotowane w parametrze "Elevator trimmer drive position" i uwidocznione na wykresie. Jak widać na wykresie - nie ma żadnego ruchu na pokrętle w okresie poprzedzającym zmianę pochylenia. Więc wbrew temu co raport MAK twierdzi to nie załoga zmieniła prędkość zniżenia, tylko samolot  zwiększył prędkość zniżenia. I to wbrew zamiarom załogi.

To, że było to "wbrew zamiarom załogi" wynika z jednej strony z tego iż przed chwilą dopiero zredukowano 7 m/s do 6 m/s, nie ma żadnego ruchu na pokrętle "Góra/Dół" w kierunku "nos do dołu" zaś po zmianie pochylenia jest ruch w kierunku "nos do góry". Prawdopodobnie jest to reakcja pilota na zwiększone pochylenie, ale tak na prawdę 100% pewności nie mam. Jak już kilka razy podkreśliłem - ma linii "Elt.Trim" na pewno pojawiają się wszystkie ruchy Dowódcy dokonane na pokrętle "Góra/Dól" wiec na pewno nie było ruchu Dowódcy w kierunku "nos do dołu". Jednocześnie na tej samej linii mogą się pojawić  inne, wewnętrzne operacji autopilota.

Jedno jest pewne - to nie była decyzja załogi i teoretycznie mi to wystarczy do moich dalszych rozważań.

Ale sprawa mi nie daje spokoju (jak już pisałem na początku tej notki) więc ciągnę dalej, chociaż moja wiedza lotnicza jest nijaka, a dokumentacja techniczna ABSU, która byłaby dla mnie bardziej rozumiała,  jest nie do czytania.

Samolot zniża się jak taki szybowiec o wadze 78 ton(?) , prędkością 6 m/s,  silniki masywnie na obrotach jałowych, autopilot w trybie "stabilizacja (pochylenia)  i sterowanie", w kabinie spokój i cisza,  a tu nagle - samolot - nos do dołu.

W raporcie MAK są opisane warunki meteorologiczne w tym czasie.
"wiatr przy ziemi 110-130°, prędkość 2 m/s" - "na wysokości kręgu (500 m), przypuszczalny wiatr był maksymalnym pod względem prędkości ~10m/s, o kierunku 110-130°". Trochę mało po polsku to brzmi, ale tak tłumaczowi wyszło. Nie mam pojęcia co z tymi informacjami robić. Nie jest wykluczone, ze tym uskokiem wiatru jest wiązane (w całości lub częściowo) ta nagła zmiana pochylenia.

Pochylenie może się zmienić z wielu powodów. Na prostym odcinku, gdy nie zachodzą żadne okoliczności zmiany konfiguracji samolotu a samolot leci w trybie "stabilizacja i sterowanie" przyczyny związane z automatyką odpadają więc zapewne pochylenie zwiększyło się z przyczyn zewnętrznych. Może być to kwestia aerodynamiki, może kwestia meteorologii (wspomniany uskok), może też dalsza redukcja obrotów silnika odegrała rolę, może kilka czynników w tym samym czasie. Więc pech. Są ode mnie mądrzejsi, ale jakoś nie kwapią się wyjaśnić. Nawet nie zauważyli, że coś tu jest nie tak.

I w tym momencie czterolatek zadaje kolejne pytanie:
No dobrze. Pochylenie się  zwiększył z dowolnej przyczyny.  Ma prawo. Ale dlaczego autopilot działający w trybie "stabilizacja i sterowanie", w którym to trybie autopilot ma psi obowiązek stabilizować właśnie pochylenie - dopuszcza do zmiany  i to zasadniczej zmiany pochylenia?
I to jest pytanie, które jak w końcu jak zadałem publicznie (pytanie wcale nie jest ewidentne) - to ludzie którzy się popisywali do tego czasu dokładną znajomością autopilota - zaprzestali się odzywać. Prawdopodobnie sami nie wiedzą jak to zinterpretować.

Co się dzieje bowiem w chwili zmiany pochylenia z automatyką?

rys. 3
W pewnym momencie (A) następuje zmiana pochylenia (Pitch angle) i w tym samym momencie autopilot reaguje - aktuator serwomechanizmu steru wysokości . Ja tą linię -Elevator servo actuator - tak traktuję, że jego aktualna pozycja to jest miara nierównowagi pomiędzy stanem pożądanym a aktualnym czy to w wyniku zmiany nastawu czy tez w wyniku fluktuacji jakich ma wyeliminować autopilot planowo) natychmiast zmienia swoje położenie i przystępuje do odtworzenia pierwotnego pochylenia zmieniając położenia steru wysokości (Elevator position - na wykresie w dół - to znaczy w kierunku "nos do góry"). Po dwóch sekundach (B) prawdopodobnie pilot również zauważą zmianę pochylenia i na pokrętle "Góra/Dół" również dokonuję zmianę pochylenia w kierunku "nos do góry".  I w tym samym momencie autopilot cofa akcję przywracania pierwotnego pochylenia, aktuator wraca do stanu równowagi - ster wysokości przestaje zmieniać pozycji - nowe pochylenie zostało przez system zaakceptowane. 

Więc - autopilot stara się podnieść "nos" samolotu do góry - pilot po chwili (jeszcze w trakcie reakcji autopilota)  również modyfikuje nastaw w kierunku "nos do góry" - w efekcie nowe pochylenie i nowa , zwiększona wartość prędkości zniżenia,  które obaj (i pilot i autopilot) usiłują zmienić  - zostały przez automatykę uznana za prawidłowe - w kierunku "nos do dołu".

Czy świadczy to o błędzie autopilota? Niekoniecznie. 
Może być tak, że autopilot działa prawidłowo (chociaż mało intuicyjnie) - za to ingerencja w nastawy w stanie głębokiej nierównowagi (w czasie trwającej akcji przywrócenia pierwotnego pochylenia) dają taki własnie efekt. 
Autopilot jest sprawą skomplikowaną. Nawet mając do dyspozycji opis techniczny ciężko byłoby się zorientować tyle jest parametrów które autopilot bierze pod uwagę wyznaczając nową pozycję  steru wysokości.  Niestety dokumentacja techniczna autopilota, chociaż dostępna w Internecie - jest nie do czytania. Pierwotny dokument, pisany na maszynie zeskanowano, jakiś OCR usiłował przełożyć na znakowy - efekt jest tragiczny. Gdy jeszcze Google bierze się za tłumaczenie z rosyjskiego - to jest koniec.
Należałoby dokładnie analizować mechanizm nadawania nowej wartości odniesienia pochylenia dla komparatora i kilka innych rzeczy. Trzeba by brać przy tym, że zmiana pochylenia, którą trzeba było skorygować - na moje oko - była wyjątkowo duża.

Sprawa nie daje mi spokoju, ale moja wiedza z tematyki lotnictwa jest stanowczo za mała by przyczyny i przebieg tej zmiany dokładnie analizować. Zastanawiam się co się dzieje z prędkością lub pochyleniem, gdy na przykład, gdy samolot zniżając się nagle trafi na wiatr (lub brak wiatru) - samolot ma dużą masę, bezwładność, siła nośna - jaka będzie reakcja autopilota - stanowczo za wysokie progi.
Niestety na pomoc ludzi z wiedzą o lotnictwie nie ma co liczyć. Zwykle  mają wyrobione w dniu katastrofy zdanie i żadne fakty tego zdania już nie zmienią.... 

Ale jak się pytać to do końca. I jak zweryfikować tezy MAK to też. Pozostało bowiem do wyjaśnienia czy prawdą jest zdanie jakoby: "Próby zmniejszenia jej nie były podejmowane nawet przy osiągnięciu wysokości minimum pogodowego lotniska 100m"?.

Otóż nie jest to prawda. Wystarczy pobieżna analiza linii Elv.Trim. by się o tym przekonać.
Przede wszystkim po krótkim locie przy 7 m/s załoga redukuje prędkość zniżenia do 6 m/s. I to juz zaprzeczy twierdzeniu MAK.
Tuż po zmianie pochylenia prawdopodobnie dokonany jest zdecydowany ruch pokrętłem w kierunku "nos do góry", bez efektu zresztą. Następnie dwa drobne ruchy (nie wiadomo czy wykonane przez Dowódcę, mogły być spowodowane przez inne mechanizmy działające przez mechanizm trymerowania) wreszcie zdecydowany ruch - co prawda już po "osiągnięciu wysokości minimum pogodowego lotniska 100m".
W każdym razie to zdanie w raporcie MAK świadczy wyraźnie o tym, ze dla lotników w MAK, podobnie jak w komisji Jerzego Millera jakieś tam "kręcenie kółkiem" to żaden pilotaż.

Spis treści

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz