absurdello
08.07.13, 13:52
Z powodu chęci wylądowania przed 11 w Smoleńsku, co dawało szanse na niespóźnienie się Prezydenta na uroczystości i transmisję TV oraz na podstawie informacji od załogi Jaka40 (zniekształconych przez 2 pilota na zasadzie "głuchego telefonu"), tj.
- informacji, że na 400m byli jeszcze nad chmurami
- oraz, że podstawy chmur są na 50metrach (chociaż były GRUBO PONIŻEJ)
Zaprojektowane taki scenariusz lotu:
- lot nad chmurami, do odezwania się dalszego markera, dla kontroli odległości od lotniska i
kierunku, z ustawieniem się na wysokość przelotową DRL wynikającą z przyjętej ścieżki.
- zniżanie do 50m ciśnieniowe, PRZED bliższą radiolatarnią, dla sprawdzenia czy uda się
złapać widoczność ziemi, pozwalającą na lądowanie
Zniżanie do tej wysokości PRZED bliższą radiolatarnią wynikało z dwóch czynników:
a) nie otrzymawszy zgody na lądowanie pilot musi wykonać odejście najdalej nad BRL (1.1km)
b) wysokość domniemanej dolnej granicy chmur podanej z Jaka40, samolot musi osiągnąć
odpowiednio wcześniej przed BRL, by wygospodarować czas na: wypatrywanie ziemi czy punktów orientacyjnych (np. świateł reflektorów APM), podjęcie decyzji, zgłoszenie
lotnisku prośby o zgodę na lądowanie i ewentualne otrzymanie owej zgody.
Pilot rozpoczynając zniżanie nie wiedział co zastanie na dole, ponieważ informacje jakie dostawał dotyczyły lotniska a nie obszaru przed BRL czyli jakieś 2.5-3km dalej niż stali obserwatorzy podający te informacje.
Aby się dodatkowo zabezpieczyć jako punkt osiągnięcia owych 50m wybrano miejsce największego obniżenia terenu przed BRL czyli odległość 1.7km od progu (1.6 mili morskiej od KTA, przy pomiarze poprawnym FMS-em.)
Powyższe miejsce dowódca mógł określić w poprzednim locie (7 kwietnia), kiedy to leciał jako drugi pilot i mógł swobodnie analizować wskazania przyrządów na podejściu. Najprawdopodobniej zanotował sobie odległość podaną przez FMS-a w momencie gdy radiowysokościomierz "odwiesił" się i ruszył w dół po zakończeniu zbocza opadającego.
Na podstawie powyższych założeń oraz odległości punktów przez jakie miała przechodzić ścieżka, tj.:
KTA - leży w środku długości pasa czyli 1250m od progu.
FMS - jeżeli ma poprawnie wprowadzone współrzędne KTA, pokazuje odległość w milach morskich, z rozdzielczością 0.1 mili morskiej (czyli 185m)
Odl_FMS = (Odl_od_progu + 1250m)/1852m zaokrąglone do 1 miejsca po przecinku
- DRL - odległość 6.25km od progu czyli 4 mile morskie od KTA
=> 4*1852m-1250m=6158m ~ odległość DRL
- założona wysokość przelotu ok. 400m
oraz punktu docelowego
- 1700m od progu czyli 1.6 mili morskiej od KTA -> 1.6*1852-1250m = 1713m od progu
- wysokość zniżania: 50m
oszacowano wymagany gradient zniżania, tj. o ile, lecąc po założonej ścieżce, samolot ma się obniżyć po przelecenia np. 1 mili morskiej w stronę lotniska.
Gradient = (400m-50m)/(4 Mm - 1.6 Mm) = 145,83m/milę
Ze względów praktycznych, łatwiejsza kontrola zniżania, zaokrąglono tę wartość do
150m/milę
Następnie policzono w tył od punktu docelowego wymaganą wysokość przelotu nad DRL gdzie samolotu powinien mieć też już ustaloną prędkość zniżania.
Hdrl = (4Mm-1.6Mm)*150m/milę + 50 m = 410m
Przy tak wybranym gradiencie samolot powinien być na wysokościach:
410m -> 4 mile od KTA -> 6158m od progu
260m -> 3 mile od KTA -> 4306m od progu
110m -> 2 mile od KTA -> 2454m od progu
50m -> 1.6 mili od KTA -> 1713m od progu
(35m -> 1.5 mili od KTA -> 1528m od progu )
Ponieważ podchodzono na klapach ustawionych na 36 stopni i przy masie do lądowania 78 ton, to prędkość podejścia (tym razem względem powietrza, nie uwzględnia wiatru) musiała się mieścić (wg instrukcji samolotu) pomiędzy:
- 265km/h - minimalna na klapach 36 dla 78 ton
a
- 330km/h - maksymalna na klapach 36
Ponieważ piloci używali do nawigacji FMS-a, który podaje odczyty WYŁĄCZNIE w miarach anglosaskich, to przejdźmy na te miary:
265km/h -> 143 węzły (mile morskie na godzinę)
330km/h -> 178 węzłów
Dodatkowo z instrukcji wiadomo, że minimalną prędkością na klapach 36 dla maksymalnej dopuszczalnej masy samolotu do lądowania wynoszącej 80 ton jest prędkość 270km/h czyli 146 węzłów.
Aby uprościć sobie życie piloci podchodzili (i to nie tylko wtedy) z prędkością większą niż wymagana dla maksymalnej masy co miało następujące zalety:
- odpadała konieczność każdorazowego obliczania dokładnej masy do lądowania i przeliczania
różnych parametrów podejścia związanych ze zmienną prędkością podejścia,
- zwiększało precyzję "celowania" w końcówce (przeważnie próg pasa) niezależnie od
wiatru wiejącego na lotnisku. Działało to na zasadzie, że:
większa prędkość podejścia = krótszy czas podejścia
a ten pomnożony przez założoną prędkość wiatru dawał mniejsze przesunięcie po dolocie do założonego miejsca.
- większa prędkość podejścia to też większy zapas siły nośnej potrzebnej do hamowania
opadania samolotu -> siła nośna rośnie z kwadratem prędkości względem powietrza
czyli zwiększenie prędkości podejścia np. z
- 270km/h do 280km/h -> (280/270)² = 1,075 czyli dodatkowe 7.5% zapasu siły nośnej
- 270km/h do 300km/h -> (300/270)² = 1,234 czyli dodatkowe 23.4% zapasu siły nośnej
- większa prędkość podejścia, to także podchodzenie na mniejszym kącie natarcia, więc i większy zakres regulacji siły nośnej w górę
Jeżeli przejść na miary anglosaskie, to łatwo zauważyć, że podane prędkości podejścia w km/h (spełniające podane wyżej ograniczenia min. 265 i max 330km/h) mają w miarę okrągłe odpowiedniki w miarach milowych:
150 węzłów -> 277,8 km/h ~ 280km/h (151 węzłów)
160 węzłów -> 296,3 km/h ~ 300km/h (162 węzły )
170 węzłów -> 314,8 km/h ~ 315km/h
180 węzłów -> 333,4 km/h ~ 330km/h - maksymalna prędkość na klapach 36
Jak widać prędkości 150 do 170 węzłów mieszczą się w podanych ograniczeniach a jednocześnie dają dodatkowe wymienione "wartości dodane"
Dla typowej ścieżki zniżania, o nachyleniu 3 stopnie, gradient zniżania wynosi:
52m/km lub 96m/milę
dla wygody kontroli ubywania wysokości przyjmuje się okrągłe wartości 50m/km lub 90m/milę dające niewielki błąd nachylenia ścieżki. Z powyższej wartości wynika też uproszczony wzór do obliczania wymaganej wartości prędkości zniżania:
Vy = Vgs * 5
gdzie
Vgs - prędkość zbliżania do lotniska w węzłach (mile morskie na godzinę)
Vy - prędkość zniżania w stopach na minutę.
Vgs*1.852/3.6 -> prędkość zbliżania w metrach na sekundę
Vy * 0,00508 -> przeliczenie prędkości zniżania ze stóp na minutę na metry na sekundę
(Vgs * 1.852/3.6)/0,00508 * tg (nachylenia ścieżki) = Vy
Vgs * 101,27 * tg(nachylenia ścieżki) =Vy
tg (3°) = 0,0524
0.0524*101.27 = 5.3 ~ 5
Dla współczynnika zaokrąglonego do 5 ścieżka ma minimalnie mniejsze nachylenie:
alfa = arc tg (5/101.27)=2,83°
Ścieżka 150m/milę lub 80m (dokładniej 81)/kilometr wymaga w powyższym wzorze współczynnika 8
Vy = Vgs * 8
czyli dla prędkości:
Vgs=150 węzłów -> Vy = 1200ft/min -> 6.1m/s
Vgs=160 węzłów -> Vy = 1280ft/min -> 6.5m/s
Vgs=170 węzłów -> Vy = 1360ft/min -> 6.9m/s
Ze względu na rozdzielczość skali wariometru wynoszącą 1m/s wartości te mogą być zaokrąglone do 6.0, 6.5 oraz 7.0 m/s
===================================================
Zobaczmy co z tego zrealizowano:
TAWS34
- odległość 5244m od progu
- wysokość barometryczna 329m
- godzina 6:40:03 (czas UTC)
TAWS37
- odległość 1930m od progu
- wysokość barometryczna 59m
- godzina 6:40:43 (czas UTC)
Czas przelotu odcinka TAWS34 do TAWS37 zawierającego się pomiędzy DRL i położeniem dna jaru:
t = 6:40:43 - 6:40:03 = 40s
Prędkość pozioma (średnia na odcinku)
Vgs = (5244m-1930m)/40s = 82.85m/s = 298.3 km/h = 161 węzłów
Prędkość zniżania (średnia na odcinku)
Vy = (329m-59m)/40s = 6.75m/s
Oczywiście prędkoś