absurdello
09.09.10, 23:10
ponad 800m wcześniej niż powinien. Wyjaśnienie w oparciu o symulację działania radiowysokościomierza RW-5 używanego na pokładzie TU154M (są tam dwa takie, oddzielne urządzenia, jedno dla dowódcy i jedno dla 2 pilota). Radiowysokościomierz ten mierzy odległość od ziemi przy pomocy sygnału wysyłanego z dwóch zestawów anten (oddzielne dla każdego radiowysokościomierza) umieszczonych na spodniej części samolotu.
W czasie podchodzenia do lądowania samolot leci ze stałą prędkością poziomą Vx (w TU154M jest ona stabilizowana blokiem autopilota nazywanym automatem ciągu) i pionową Vy, zależną od kąta pochylenia samolotu ( ten kąt pilot ustawia pokrętełkiem na panelu autopilota, a sam autopilot, jego kanał podłużny, utrzymuje ustawione nachylenie zwalniając pilota z ciągłego operowania sterami). Warunkiem lotu po prostej ścieżki schodzenia jest utrzymanie stałego ilorazu obu prędkości:
Vy/Vx=tg (alfa) = stałe dla danej ścieżki
alfa - kąt nachylenia ścieżki schodzenia
Korzystając z powyższego można wykreślić tory samolotu dla różnych prędkości pionowych i zobaczyć jaki to ma wpływ na miejsce przyziemienia samolotu (przy założeniu, że pilot utrzymywał stałą prędkość pionową). Z tego co jest napisane w stenogramie wynika, że pilot leciał niestandardową ścieżką schodzenia, różną od tej, jaka jest opisana w karcie podejścia dla kierunku 26 lotniska Smoleńsk-Północny. Przy normalnej ścieżce nachylonej 2.66 stopnia, powinien rozpocząć zniżanie 10410m od lotniska z wysokości 500m (wysokość kręgu nadlotniskowego). Przy poprawnym utrzymaniu nachylenia ścieżki nad dalszą stacją naprowadzania (6100m) powinien być na wysokości 300m (względem wysokości progu pasa) a nad bliższą stacją (1100m) powinien się znaleźć na wysokości 70m, która dla tego lotniska jest wysokością decyzyjną (jeżeli pilot widzi ziemię to ląduje a jeżeli nie to rozpoczyna wznoszenie z powrotem na wysokość kręgu i robi oblot z ewentualną kolejną próbą podejścia.
W przypadku lotu 101 było jednak innaczej, z jakiegoś powodu (byc może opóźnienia różnych operacji pokładowych i podjęcia decyzji o podchodzeniu) pilot rozpoczął rzeczywiste zniżanie dopiero od dalszej stacji naprowadzania i zaczął to gdzieś z wysokości 450m (zamiast 300).
Aby osiągnąć zamierzony punkt 70m nad bliższą stacją musiał więc przyjąć większy kąt schodzenia, wynoszący:
alfa=arc tg (dH/L)=arc tg ((450-70m)/5000m)=4,35 stopnia
dH - różnica wysokości do pokonania
L - odległość pomiędzy stacjami naprowadzania = 5000m
Przy stałej prędkości poziomej Vx=78m/s (281 km/h), wymagana prędkość opadania wynosi wtedy:
Vy=Vx*tg(alfa)=78m/s*0.076=5.9 m/s
Jeżeli pilot leciałby z powyższymi parametrami, to bezpiecznie doleciał by do punktu decyzyjnego, a zniżając się dalej trafiłby na wysokość 20m już za jarem na w miarę poziomym terenie. Jeżeli jednak z jakichś powodów samolot zniżał się szybciej niż obliczona prędkość, to też znajdzie się bardzo nisko ... ale dużo dalej od lotniska.
Trajektorie lotu dla różnych prędkości pionowych samolotu
(zielona linia odpowiada dokładnie przekrojowi wysokościowemu gruntu na podejściu do lotniska)
Ścieżka dla prędkości 6m/s (zaokrągliłem) - zielona - trafia idealnie tam gdzie prawdopodobnie planowano trafić - 400m od lotniska przed lampami APM, na tych 400m samolot byłby 20m nad RÓWNYM terenem. Jednak już przyjęcie prędkości opadania TYLKO o 1 m/s większej powoduje, że poruszamy się po czerwonej prostej i trafiamy tam gdzie trafił samolot, nad wznoszące się zbocze jaru, bardzo nisko, przed stacją naprowadzania. Jeżeli pilot tam będzie próbował odejść na drugi krąg z 20m, to jest więcej niż prawdopodobne, że tor samolotu przetnie się z linią zbocza - "złośliwie" podniesioną o kilka metrów przez rosnące tam drzewa. Wg mnie pilot robił spokojne odejście, nieświadom, że jest gdzie indziej i do ziemi ma nie 20m tylko 20m-wysokość_drzew (których obecności, żadne urządzenia pokładowe nie pokazują).
A teraz druga symulacja, pokazująca jak zachowuje się radiowysokościomierz nad tym terenem:
Wskazania radiowysokościomierza RW5 przed lotniskiem Smoleńsku
Zielone punkty oznaczają miejsca odczytu wysokości umieszczone w stenogramie.
Wykres powstał przez proste odjęcie od poprzednich wykresów zarysu terenu. Tam gdzie teren jest poniżej poziomu lotniska, wskazania RW5 są wyższe (o różnicę wysokości terenu), a tam gdzie wyżej, wskazania są niższe.
Na powyższych wykresach widać różne ciekawostki:
- dla prędkości Vy=7.1 m/s występuje ładny poziomy odcinek lotu na wysokości 100m. Z wykresu, będącego idealizowaną symulacją wynika, że odcinek ten ma długość ok. 450m co przy przyjętej prędkości 78 m/s daje 5.75s lotu ... w stenogramie, czas pomiędzy odczytami 100m (tymi czytanymi przez nawigatora) wynosi ... 6.1s
- "zawieszony" odcinek lotu występuje nad opadającym zboczem ostatniego jaru przed lotniskiem, co pokazuje, że tam był samolot jak były odczyty 100m
- z wypowiedzi "W normie" drugiego pilota można wnieść, że załoga wiedziała (przynajmniej piloci), że tam będzie takie "zawieszenie" wskazań radiowysokościomierza.
- jeżeli jednak patrzymy z punktu widzenia prawidłowej prędkości zniżania (ok. 6m/s), to to zawieszenie powinno wystąpić na gdzieś na 165m, co wskazuje, że załoga nie miała świadomości ile dokładnie powinna wynosić ta wysokość w strefie "zawieszenia" CZYLI NIE ZNALI DOKŁADNIE (analitycznie) przebiegu terenu, a tylko ogólnie, że tam jest zagłębienie.
Przypuszczam, że ścieżka była obliczana dla wskazań wysokościomierza ciśnieniowego (dla tego przyrządu też była liczona ścieżka w karcie podejścia).
Może też być drugi wniosek, że decyzja o schodzeniu poniżej 100m, nie była planowana pierwotnie a powstała niejako na gorąco, tyle, że bez oceny ewentualnych skutków schodzenia z mniejszej wysokości radiowej niż by to wynikało z analizy pracy RW5 nad tym terenem.
Czyli tu błąd mógł wyniknąć z niezauważenia różnicy działania obu przyrządów nad tym terenem. Tak jakby przyjęto ciche założenie, że będą pokazywały podobnie i różnice wskazań nie będą znaczące dla przebiegu lotu ... a jednak były na tyle duże, że spowodowały błąd celowania rzędu 800m.
Jeżeli pilot doginał tor lotu do wskazań radiowysokościomierza a nie kontrolował dokładnie prędkości zniżania, to mógł przez ten fałszujący wpływ terenu wypracować o ten 1m/s prędkości schodzenia za dużo i trafić te 65m (wg RW) niżej. Gdyby nie schodził niżej to nie było by nieszczęścia, jednak pilot zaczął zniżanie do 20m nie zauważywszy lub nie oceniwszy tego skutków, że robi to z dużo mniejszej wysokości niż powinien przez co trafił nie w okolice lotniska a dużo dalej, a ze względu na "urozmaicony" teren, też w pułapkę przyrodniczą.
Ten wymieniony 1m/s w pionie wynikł z ograniczonej dokładności przyrządów pomiarowych. To nie są przyrządy klasy suwmiarka. Wariometr mierzący predkość pionową, z tego co znalazlem ma dokładność wskazań +/- 0.5m/s, jak się do tego jeszcze dołoży lot wg kształtu terenu, to łatwo dojść do tego 1m/s więcej.
Dodatkową obserwacją z wykresów obrazujacych pracę Rw5 jest to, że im mniejsza jest prędkości opadania tym bardziej na wskazówce widać wahania terenu. Przy tej prędkości, z jaką wg mnie schodzili, wahania się wygładzają i obserwator (nieuczulony na to zjawisko) może uznać, że wszystko jest OK. Do tego jeszcze dopuszczalne różnice wskazań przyrządów ciśnieniowych i radarowych, mogły znieczulić pilotów na te odchyłki generowane przez teren.
W instrukcji jest np. powiedziane, że poprawki ciśnieniowe od dyspozytora należny żądać, jeżeli na wysokości kręgu nadlotniskowego różnice wskazań są WIĘKSZE niż 100m, a różnice wskazań nad tym terenem nie przekraczały 50-60m, do tego, te większe różnice pojawiały się na większych wysokościach gdzie nie były tak niebezpieczne jak te niby mniejsze na mniejszych wysokościach :|