Po co Biniendzie jego modeliki?

^{Notka ukazuje się na blogu podpisanym imieniem i nazwiskiem, za jej treść ja ponoszę odpowiedzialność cywilną a mój adres dla doręczeń znany jest w ZP oraz organizatorom Konferencji Smoleńskiej.}

Z ostatniej chwili.
Binienda nagrał dla uczestników PKS swój refertat i jest on dostepny na stronie konferencji. Między innymi porównuje rozkłady "otrzymane" przez  Jorgensena z "otrzymanymi" przez siebie i potwierdza wyniki Jorgensena.  

Rys.A

Na III KS Jorgensen pokazał, a potem opublikował w materiałach takie "rozkłady CFD".

Rys.B

Nietrudno na wykresach rozkładów Jorgensena odszukać tych z Rys.A. - są to rozkłady środkowe - zgadza się kształt i skala.  Pokazałem to na kolejnym rysunku.

Rys.C

Wracamy do Rys.A i odczytujemy wartości kąta natarcia - rozkład w lewym dolnym rogu Rys.C czyli u Biniendy  jest dla kąta natarcia 10st a powyżej u Jorgensena dla kąta 15st. Podobnie z rozkładem w prawym dolnym rogu - u Biniendy 0st. a u Jorgensena 5st. Jeżeli obliczenia dają podobne rozklady dla kątów natarcia rózniących się o 5 stopni to nie ma mowy o żadnej zgodności tylko o wyraźnej sprzeczności.
Pomijam, ze to co u Jorgensena było rozkładem iloczynu C_z(y)*b(y) u Biniedy jest rozkladem ciśnienia. Na informację, co mają przedstwiać wykresy Jorgensena trzeba było czekać do wydrukowania materiałów, więc Biniendzie też musimy dać czas, na zastanowienie się co mu się z Jorgenenem zgadza, choć nie zgadza. Jedyny wniosek, jaki z tego wystąpienia można wysnuć, to że Binienda pokazuje obrazki, na których sam nie wie, co jest równoczesnie opowiadając o nich rzeczy absolutnie z nich nie wynikające. Jest praktycznie niemożliwe, żeby Jorgensen nie był o owej zupełnie nie zaskakującej ale radosnej informacji powiadomiony, więc i niezgodności kątów natarcia nie mógł nie zauważyć.

W czasie ostatniej wizyty W.Bnienda zapowiedział przeprowadzenie badań w tunelu aerodynamicznym. Pokazał dwa modele, które tym badaniom mają być poddane. Według jego słów jeden jest w konfiguracji przelotowej, a drugi w konfiguracju do lądowania. Tych szczegołów na zdjęciu obok nie widać, natomiast widać, że model z prawej jest w konfiguracji już po bezpiecznym wylądowaniu. Cel badań Binienda formułuje tak "co zostało nam do zrobienia to wziąć teraz ten model i obciąć mu 1/3 skrzydła zobaczyć jak się układają siły ciśnienia na powierzchniach skrzydeł, uciąć 2/3  i zobaczyć jakie momenty są powodujące obrót."  Na samym starcie wątpliwości muszą budzić kompetencje Biniendy w aerodynamice, ponieważ już na początku aktywności smoleńskiej zasłynął symulacją, z której wynikło, iż urwany w warunkach smoleńskich fragment skrzydła nie poleci dalej niż 12m. Tamten wynik powtarzał w czasie swojego pierwszego tournee po Polsce mimo poważnych sygnałów, iż znane są rzeczywiste zdarzenia temu przeczące. Żeby było zabawniej. Binienda zapowiedział przeprowadzanie eksperymentu z lotem urwanego fragmentu i można się domyślać iż raz na zawsze zostanie udowodnione, że ciało nie poleci w powietrzu dalej niż 12m.

Poza tym badania w tunelu zostały już przeprowadzone (Aerodynamic Effects and Modeling of Damage to Transport Aircraft, Gautam H. Shah, NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia 23681), w Polsce obliczenia teoretyczne przeprowadził G.Kowaleczko no i ostatnie - w jego otoczeniu nie ma nikogo, kto potrafiłby z wyników eksperymentalnych skorzystać.

Wracając do badan eksperymentalnych - przytoczony wyżej artykuł omawia badania prowadzone w tunelu, jak na zdjęciu poniżej.

Interesujące dla przypadku smoleńskiego są ich wyniki zawarte na tych dwóch wykresach.

Rys.1

Wykresy pokazują zależność momentu obrotowego powstałego w wyniku utraty fragmentu skrzydła (lewy) lub uszkodzenie klapy (prawy)od kąta natarcia. Ta zaleźność porównana jest do momentu obrotowego możliwego do wytworzenia przez maksymalne wychylenie przeciwnej lotki (linia czarna przerywana na obu wykresach) - skontrowanie obrotu. Zdigitalizowane dane z wykresów dla interesującego nas zakresu zebrałem na jednym wykresie.

Rys.2

Gdyby Binienda, Jorgensen i wtórujący im blogerzy spróbowali zrozumieć mechanizm równoważenia urwanego fragmentu skrzydła wychyleneim przeciwnej lotki, gdyby też pogodzili się z myślą, iż eksperci MAK i KBWL oraz cały związany z lotnictwem polski świat naukowy nie muszą mylić się kompletnie we we wszyskim, nie byłoby urągających podstawom nauk ścisłych występów.
W pierwszym etapie trzeba zauważyć, że urwannie kawałka skrzydła powoduje, iż przestaje on wytwarzać siłę nośną i tę utratę trzeba zrównoważyć  doprowadzając wychyleneim przeciwnej lotki do stanu, w którym symetryczny do urwanego fragment skrzydła też nie wytwarza siły nośnej. Lotka wychylając się maksymalnie zmienia na obszarze skrzydła, do którego jest zamontowana kąt natarcia o okolo 6-7 stopni. Ale rozpiętość lotki zajmuje tylko około połowy rozpiętości tego fragmentu więc efekt będzie około dwa razy mniejszy. Tak jest w pierwszym etapie rozważań, dotyczącym samego zmnejszenia powierzchni nośnej, którego efekt zaznaczyłem na "rozkładzie CFD" Jorgensena na czerwono.(*). Klapy, jak widać nie mają tu nic do rzeczy - czy skrzydło jest całe, czy nie, fragmenty z klapami są symetryczne. 
Na bardziej szczegółowym etapie jest dla tych badaczy jeszcze gorzej, bo Jorgensen na swoim nie wiadomo zresztą skąd wziętym "rozkładzie CFD" sam zawarł prawdziwy  efekt - poza zmniejszeniem powierzchni, na skutek urwania końcówki skrzydła pozostała część wytwarza mniejszą siłę nośną co jest zaznaczone na żółto i do zrównoważenia jest więcej. Jest to już kolejny przykład, kiedy ci panowie coś pokazują i o tym opowidają przy czym wnioski, jakie wyciągają są zupełnie przeciwne do tego, co opowiadają i widać.

Tyle komentarza o tym, co w teoretycznych dywagacjach na temat skutków urwania fragmentu brano dotychczas pod uwagę.

Ale  rzeczywistość smoleńska była najprawdopodobniej duzo gorsza. Oto fragment listy szczątków z polskiego tłumaczenia raportu MAK wraz z zaznaczonymi odłegłościami od progu pasa miejsc ich znalezienia.

"9. Fragment lewej lotki, owiewka mechanizmu śrubowego lewej klapy. Fragmenty lewego slotu. - 845m
9.1. Końcowa część lewej zewnętrznej klapy. - 838m
9.2. Końcowa owiewka lewej zewnętrznej klapy TM-4, D-10ARU Nr 00900002.- 838m.
9.3. Prowadnica lewej klapy, fragment slotu, wnęka klapy - 838m"

Wszyskie to częsci klapy i zostały znalezione w bezpośredniej bliskości brzozy. Wynika z tego, że praktycznie od momentu kolizji zewnętrzna klapa lewego skrzydła przestała pełnić swoją rolę. Wobec tego na wykresie z Rys 2. należy zsumować  efekty urwania fragmentu skrzydła z efektem uszkodzenia klapy. Takie sumaryczne efekty przedstawia kolejny wykres.

Rys. 3.

Kolejny wykres zaiwera wybrane wykresy z Rys. 2 i Rys. 3 przeliczone dla 5m i 10 m urwanego fragmentu i rozpiętości Tu-154, bo o takich często mówi Binienda.

Rys.4

Wynika z nich, że jedynie utrata około 5m skrzydła jest możliwa do skompensowania lotką ale nie przy smoleńskich kątach natarcia. Opisywane w pracy, na którą się powołuję badania były prowadzone dla modelu "samolotu transportowego", nie należy jednak sądzić, żeby Tu-154 posiadał znacząco różne własności lotne, Wszystkie samoloty jednej klasy muszą spełniać normy klasy, lądować i startować na tych samych lotniskach oraz jednocześnie być lekkie, co wymusza podobne rozwiązania konstrukcyjne.

W omawianym artykule są też opisywane badania, jaka skala uszkodzeń daje możliwość wylądowania, ale panowie badacze na razie mówią o tym, że samolot po utracie fragmentu skrzydła miał możliwość opanowania przechyłu i wykonania odejścia. Do zagadnienia lądowania na innych lotniskach doszedł dopiero FYM. Wszystko przed nami, mimo zapowiedzi Witakowskiego, że PKS to ostatnia konferencja - wszak badania trwają.

________________________________
(*) Dla maksymalnego uproszczena pominąłem, iż faktycznie chodzi nie o siłe nośną, ale jej moment. Ponieważ akcja rozgrywa się na odległym od osi obrotu obszarze, promienie dla momentów siły relatywnie niewiele się różnią.