Samolot nie stracił zasilania na 15 metrach !!!

Ujawnione  załączniki techniczne (w szczególności załącznik nr 4) zawierające protokóły analiz urządzeń TAWS i FMS wykonane przez Amerykanów zawierają zapis zawartości pamięci tych urządzeń, która przetrwała katastrofę.

Uważne przeczytanie tych danych ujawnia, że samolot wcale nie stracił zasilania na wysokości 15m i w punkcie o współrzędnych:

FMS-stop

Szerokość geograficzna:  N 54° 49.483'

Długość geograficzna: E 32° 03.161'

Podane współrzędne dotyczą miejsca gdzie FMS wykonał ostatnią aktualizację obszaru pamięci zawierającego STAN SYSTEMU  (aktualizacja co sekundę).

Jeżeli sięgniemy do danych z protokołu badania komputera nawigacyjnego FMS, zaczynającego się od strony 466. tytuł dokumentu:

FMS DATA EXTRACTION FOR NTSB IDENTIFICATION: ENG10SA025
ORIGINAL
APPROVALS: Approved by: Frank Hummel Vice President

to znajdziemy tam informacje dowodzące, że przyjęty moment "utraty zasilania na 15 metrach" wynika z nieporozumienia technicznego w interpretacji podanych danych !!!

Po pierwsze, sięgamy do tabeli 3-9, na stronie 495, gdzie zamieszczono ostatnie odczyty z trzech odbiorników GPS:

Odczyty odbiorników GPS (ARINC 743)

Parametr	GPS1	GPS2	GPS3
Szerokość geograficzna	N 54°49.4698'	N 54°49.46788'	N 54°49.46994'
Długość geograficzna	E 32°03.12166'	E 32°03.1227'	E 32° 03.1221'

Powyższe dane zostały odczytane przez FMS ze swoich wejść i umieszczone w pamięci RAM do dalszej obróbki, a współrzędne wskazują na miejsca położone bliżej centrum miejsca katastrofy niż podany oficjalnie punkt "zamrożenia" pamięci związany z utratą zasilania.

Ponieważ te dane wskazują na inny punkt w terenie (bliżej lotniska), to potwierdza to, że samolot wcale nie stracił zasilania w podanym na początku punkcie, bo w przeciwnym razie tych danych nie było by w pamięci urządzenia.

 W tabeli 3-6 (strony 493-494) załącznika, opisującej dane wysyłane na wyjścia cyfrowe   znajdują się parametry:

Present Position Latitude (L310)       N 54° 49.471'
Present Position Longitude (L311)   E 32° 03.126'

Powyższy punkt jest oznaczony na planie terenu jako LastPos

Pokazuje on aktualną pozycję samolotu z poprzedniej "chwili przetwarzania" i leży on pomiędzy punktem oznaczonym jako  FMS_stop i nowymi współrzędnymi odczytanymi z odbiorników GPS.

FMS1 - położenie wyliczone przez drugi komputer FMS (ten uszkodzony) zapisane w momencie aktualizacji STANU SYSTEMU (co 1s) . Dane pochodzą z tabeli 3-11 (strona 496).

W tabeli 3-8 (strona 495) pokazującej ostatnie dane odczytane z Centrali Danych Powietrznych (ADC) widzimy parametr:

Baro Corrected Altitude (L204)----> 20 ft-> 6m

z czego wynika, że system FMS i Centrala Danych Powietrznych działały jeszcze po punkcie FMS_stop !!!

 Po wprowadzeniu wyżej wymienionych współrzędnych do programu Google Earth otrzymujemy poniższy układ punktów w terenie.

Linie czerwona i niebieska, to odcinki obrazujące długość kadłuba TU154m (42m) nałożone ok. sekundę lotu od punktu FMS_stop (oficjalny punkt "zamrożenia" pamięci).

GPS1, GPS2 i GPS3 - ostatnie zapisane w pamięci odczyty z odbiorników GPS. Średnia odległość od punktu FMS_stop wynosi ok. 46m

 Powyższe rozważania wskazują, że samolot utracił zasilanie  dopiero w momencie zniszczenia kabiny pilotów gdzie znajdowały się tablice rozdzielcze z wyłącznikami zasilania poszczególnych urządzeń pokładowych.

---

 

Tablica 3-4 zawiera ostatni zapisany stan urządzenia FMS (aktualizowany co sekundę):

Data: 10 kwietnia 2010

Czas GMT: 06:41:02

Pozycja geograficzna: N 54:49.483 / E 032:03.161 - to jest ta podawana jako punkt zamrożenia.

Wysokość: 47 stóp = 14,33 m

Wysokość sekundę wcześniej: 120 stóp = 36,58 m

Prędkość pionowa (wyliczona ze zmiany wysokości): -2374 stóp/minutę = -13,89 m/s

Prędkośc pionowa (uśredniona z ostatnich 4 sekund): +603 stopy/minutę = 3,06  m/s

Rzeczywista Prędkość Względem powietrza (TAS): 73.381 m/s - 264,17 km/h

Prędkość względem ziemi (GS): 71.609 m/s -> 257,8 km/h

Prędkość systemowa

- składowa poprzeczna: Vns= 22.2391 m/s na południe

- składowa podłużna: Vew=69.2235 m/s na zachód

Z tego można wyliczyć prędkość w kierunku lotu

V=√ (Vns²+Vew²) = 72,71 m/s = 261,75 km/h

 Rzeczywisty kierunek lotu: 252.2°

Kierunek magnetyczny: wartość nieważna. Ostatni znany kurs: 267,1° (geograficzny)

Deklinacja magnetyczna: 7.61° wschodnia (różnica pomiędzy kierunkem geograficznym i magnetycznym)

Wiatr: dane nieważne (z powodu utraty informacji o kierunku niezbędnej do obliczeń wiatru)

Temperatura Powietrza Nieruchomego: 0° C

Początek odcinka trasy: Plan lotu, odcinek 19: DRL N 54° 49.7 E 32° 08.6 (wsp. wg SK42) (p. użytkownika)

Koniec odcinka trasy: Plan lotu, odcinek 20, XUBS 54° 49.5 E 032° 01.6 (punkt KTA wg SK42)

Wymagany kurs: 267.1° (DRL -> XUBS)

Odchylenie poprzeczne od linii kursu: Lewo 114m (0.062 Mm)

Odległość wzdłuż ścieżki: 1664m  (0.9 Mm)

Kierunek na punkt końcowy odcinka (271,0°) (do XUBS)

Odległość do punktu końcowego: 1673 m (0.9 Mm)

Błąd kierunku: dane nieważne

 

Z powyższych danych widać, że samolot miał fazę wznoszenia się jeszcze PO uszkodzeniu lewego skrzydła.

 

Z tablicy 3-12 (strona 496 załącznika nr 4) można odczytać godzinę startu samolotu (oderwania się od ziemi)

 

 05:27:14 Takeoff time  (7:27:14 czasu warszawskiego)

 

Z tablicy 3-6 (część na stronie 493) w zmiennej status L270 można znaleźć taki wpis:

 

Estimated Position Uncertainty = 0.1 NM

Oszacowana Niepewność Pozycji = 0.1 Mm = 185,2m

 co oznacza, że próba naprowadzania samolotu we mgle na pas o szerokości 49m urządzeniem pokazującym położenie z niepewnością 185m  była "lekkim" nieporozumieniem szczególnie, że instrukcja pilotażu samolotu TU154m informuje, że samolot musi być naprowadzony na oś pasa z dokładnością 1/4 jego szerokości co w Smoleńsku oznaczało +/- 12m od osi pasa.

Na stronie 504, załącznika 4 podano co wyświetlał ekran obsługi komputera FMS, z którego wynika, że załoga miała poprawną informację o położeniu samolotu, tyle, że odniesioną do punktu odniesienia lotniska (ros. KTA - Kontrolnaja Toczka Aerodroma albo ang. ARP - Aerodrome Reference Point) położonego w połowie pasa startowego (1250 m od progu pasa).

<code>

+-------------------------------------------------+
|         N A V       1 / 2         M S G        
|                                                             
| f r      D R L         06 : 3 9                  
|     2 6 0 °     0 . 9 n m     0 + 0 0      
| t o    X U B S      06 : 4 1              M N V R > 
|                                                                           
| n x - - - - - - - - - -                                              
|                                                                           
| x t k ( t )       L 0 . 0 6                  g s 1 3 9

| h e a d w i n d - - -                b r g 2 6 3 °    
| w i n d - - - t / - - -                   t k e L 0 1 5 ° 
+-------------------------------------------------+

</code>

 Poszczególne linie na tym ekranie oznaczały:

NAV 1/2  - wyświetlana strona nawigacyjna 1 z 2

MSG - informuje, że w systemie jest nieprzeczytany komunikat (wymaga przejścia na inną stronę)

fr DRL    6:39   - oznacza początek danego odcinka lotu, tu DALSZĄ RADIOLATARNIĘ mijaną ok. 6:39

2 6 0 °     0 . 9 n m     0 + 0 0   - kurs i ODLEGŁOŚĆ DO PUNKTU DOCELOWEGU XUBS (KTA)

 t o    X U B S      06 : 4 1  - punkt końcowy danego odcinka lotu i szacowany czas jego osiągnięcia

x t k ( t )  - odchylenie od poprawnego kursu w fazie TERMINAL

L 0 . 0 6  - odchylenie w lewo o 0.06 mili morskiej czyli ok.    111m

g s 1 3 9   - prędkość względem ziemi 139 węzłów -> 257,4 km/h

headwind - wiatr z przodu, wartość niepodana z powodu wcześniejszej utraty informacji o kierunku lotu

b r g 2 6 3 ° - kurs z aktualnego położenia do punktu końcowego aktualnego odcinka lotu (XUBS)

t k e L 0 1 5 ° - odchylenie w lewo 15 stopni od poprawnego kursu DRL-XUBS

 

Podana odległość 0.9 mili morskiej oznacza, że z dokładnością do 185m samolot WG SYSTEMU FMS znajdował się w odległości:

0.9 * 1852m - 1250 m = 416,8 m od progu pasa

uwzględniając jednak, że współrzędne punktu KTA były wprowadzone do FMS-a wg sytemu SK 42, a FMS określał położenie wg systemu WGS 84 (stosowanego w GPS), to samolot znajdował się w tym momencie:

0.9 * 1852m - 1097 m = 569,8 m od progu pasa

co odpowiada odległości punktu FMS_stop (z dokładnością +/- 92.6m) przy rozdzielczości podawania odległości wynoszącej 0.1 mili morskiej (185.2m).

Także z rozmów załogi wynika, że używali oni FMS-a do pomiaru odległości już na podejściu:

6:39:33.0 Kor2- Восемь  X I pięć mil.
6:39:33.5 на курсе,
6:39:34.0 глиссаде..

Jednocześnie z komunikatem KSL-a o odległości 8km, pada tekst w kabinie "I pięć mil", oznacza, to, że samolot wg FMS-a znajdował się w odległości:

X8 = 5 * 1852m - 1097m = 8163 m 

Drugi odczyt z FMS-a miał miejsce przy przelocie nad DRL:

6:39:55.5 S?- Dalsza.

6:39:56.0
6:39:56.5
6:39:57.0 A- Четыре.

Cztery mile morskie:

X4 = 4 *1852m - 1097m = 6311 m

co "dość" dokładnie odpowiada odległości DRL  (6280m od progu)

Tak więc trudno jest twierdzić, że załoga była nieświadoma odległości samolotu od lotniska, mieli odczyt odległości z dokładnością do 1/10 mili morskiej, przesunięty w tył o 153m na skutek braku konwersji współrzędnych z SK-42 na WGS-84.

Podobnie jest z informacją o byciu na ścieżce (nachylenie ścieżki w płaszczyźnie pionowej). Ścieżka z karty podejścia jest ścieżką typową o nachyleniu ok. 50m na kilometr lotu, co pozwala łatwo kontrolować nachylenie ścieżki przez obserwację wysokościomierza i odległości lub, jeżeli lecimy ze stałą prędkością czasomierza.

Nominalna ścieżka 2.67 stopnia zaczyna się 10.4 km od progu (6.3 mili morskiej od KTA nieskorygowanego)

 

Odległość		Odległość	Wysokość baro
[m]		[mile morskie]	[m]
10400		6,3	500
10000		6,1	481
9500		5,8	458
9000		5,5	435
8500		5,3	411
8000		5,0	388
7500		4,7	365
7000		4,5	341
6500		4,2	318
6000		3,9	295
5500		3,6	271
5000		3,4	248
4500		3,1	225
4000		2,8	202
3500		2,6	178
3000		2,3	155
2500		2,0	132
2000		1,8	108
1500		1,5	85
1000		1,2	62
500		0,9	38
0		0,7	15

 Taka ścieżka jest typowa i piloci z dużym nalotem powinni znać ją na pamięć (przynajmniej punkty charakterystyczne).

Dla mnie mówienie, że piloci byli nieświadomi, że źle lecą i jeszcze dają się wprowadzać w błąd KSL-owi, to jest robienie z pilotów już kompletnych idiotów, którymi wg mnie nie byli.

Ja twiedzę, że tu jest błąd założenia, że KSL- sprowadzał ich po ścieżce z karty podejścia. Wg mnie on ich sprowadzał po tej samej ścieżcie co podchodzili 7 kwietnia. Wg rysunku 47 z raportu MAK gdzie nałożono loty z 7 i 10 kwietnia, wynikało by, że samolot podchodził ścieżka 3.5 stopnia, z wysokości 400m nad DRL.

Takie podejście poprawnie wykonane daje dokładne trafienie na wysokość 15m nad progiem pasa (czyli tak jak powinno być). Można policzyć, że prawidłowa ścieżka z punktu

DRL: (6250m, 400m)

do punktu

PRÓG (0m, 15m)

powinna mieć nachylenie:

α = arc tg (dy/dx) = arc tg ((400m-15m)/(6250m-0m)) = arc tg (0.0616) = 3,52°

czyli nie jest to tylko przypuszczenie ale coś co ma realne podstawy.

Przypuszczam, że podobną ścieżką choć trochę bardziej stromą postanowił zniżać się kapitan Protasiuk 10 kwietnia, uważając, że znajomość przybliżonych wskazań przyrządów sprzed 3 dni ułatwi mu nawigację we mgle. Przypuszczam też, że wybrał trochę większy kąt zniżania, by osiągnąć wysokość decyzyjną trochę wcześniej by mieć więcej czasu na manewrowanie centrujące samolot w bramce reflektorów APM.

Gdyby schodził ścieżką 3.5°, podobnie jak 7 kwietnia, to przy tym samym sposobie zniżania, wysokość decyzyjną osiągnął by w odległości:

X100_3.5 = 6250 - (400m-100m)/tg(3.5)=1345 m od progu (1.4 mili morskiej od KTA) co przy średniej

prędkości 80m/s dawało ok. 14 sekund na manewrowanie (uwzględniając APM-y 200m od progu).

Jeżeli jednak przyjąć ścieżkę 4.5 stopnia, to wysokość decyzyjną osiąga się w odległości:

X100_3.5 = 6250 - (400m-100m)/tg(4.5)=2438 m od progu (równo 2 mile morskie od KTA)

czyli osiągamy wysokość decyzyjną JESZCZE PRZED OSTATNIM WĄWOZEM.i mamy prawie 2xwięcej czasu na manewrowanie.

Jak widać ta teoretycznie wyznaczona wartość dziwnie jest bliska wartości rzeczywistej z fragmentu raportu polskiego ( strona 215):

"O godz. 6:40:44,5 (98 m nad poziomem lotniska, 113 m wg RW, w odległości 2291 m od progu DS 26) Dowódca Sił Powietrznych powiedział: „100 metrów”."

błąd wynosi 147m (co uwzględniając dokładność przyrządów i lot we mgle jest prawdopodobne).

 

Tak też sobie myślę, że nieszczęście główne zaczęło się w momencie gdy pilot na wysokości 100m nie ogłosił "Odchodzimy" i nie rozpoczął odejścia, tylko zniżał się jeszcze mierząc odległość samolotu radiowysokościomierzem od krzywego terenu o nieznanym dokładnie ukształtowaniu. Wg mnie piloci nie znali dokładnie ukształtowania terenu na ostatnich 2km przez lotniskiem.

Jest taki fragment rozmowy między pilotami, który miał miejsce niedługo po minięciu DRL:

6:40:09.0 S- (Tam
6:40:09.5 jest obniżenie ?).
6:40:10.0
6:40:10.5
6:40:11.0 X ......
6:40:11.5
6:40:12.0 S- (Tam jest
6:40:12.5 obniżenie ?), Arek.
6:40:13.0 A- (Wiem,
6:40:13.5 zaraz
6:40:14.0 będzie.
6:40:14.5
6:40:15.0 Tam, to jest taki ... ?)

Z tej rozmowy wynika, kilka spraw:

- o ukształtowaniu terenu wypowiada się drugi pilot, który nigdy nie widział tego podejścia,

- używa słowa OBNIŻENIE, które sugeruje, że lotnisko leży w dolinie, tj. teren obniża się a potem jest raczej płasko aż do lotniska,

- dowódca, który widział podejście 3 dni wcześniej nie ma jednak sprecyzowanego zdania co tam właściwie jest, szuka jakiegoś słowa na jego określenie porównawcze (co sugeruje wcześniejsze słowo TAKI).

Wygląda więc, że opierając się na dwóch niedokładnych informacjach:

- wysokości podstaw chmur na 50m, choć z jaka podano, że pdstawy są GRUBO PONIŻEJ 50m

- teren przed lotniskiem, to dolina z jednym zboczem opadającym (co sugeruje słowo OBNIŻENIE)

dowódca postanowił zejść poniżej 100m do poziomu podstaw chmur czyli ok. 50m. Teoretycznie ta wysokość choć niezgodna z przepisami była by bezpieczna (brak tak wysokich przeszkód na podejściu)

GDYBY MIERZONO JĄ  OD POZIOMU PROGU PASA CZYLI CIŚNIENIOWO

jeżeli jednak podejście robiło się na radiowysokościomierzu, a raczej poprawniej radioodległościomierzu pionowym, to przy zagłębieniu wąwozu do 56m, mierząc 100m od dna wąwozu samolot już jest na ok. 50m od wysokości progu pasa. Zniżając się dalej wg RW ze 100m do 50m pilot w zupełnie niezamierzenie wchodzi w cień zbocza, o którym nie wie.

Pierwsze 100m nawigatora było zmierzone gdy byli jeszcze przed jarem i od terenu obniżonego o 20m względem poziomu pasa.

Drugie 100m mierzone było od dna jaru, a następnie samolot wleciał nad podnoszące się zbocze.

Wg wariometru samolot opadał ze stałą prędkością ale jednocześnie teren się zaczął pod nimi teren podnosić czego oni nie mieli na przyrządach ale widział, to TAWS, który mierzy obie prędkości.

Widać, to np. w alercie 35 TAWS-a

Alert Record 35
------------------------------------------------------
Alert Record Type: ALERT
Alert Date (M/D/Y): 04/10/2010
Alert Time (H:M:S): 06:40:29
Alert: ROC_CAUTION
Present Position Latitude: 54.825939 deg
Present Position Longitude: 32.091148 deg
Airplane Altitude: 1104.448535 ft
Baro Altitude: 1104.000000 ft
Radio Altitude: 699.250000 ft

; Sink rate jest liczone z różnicy ciśnień czyli dotyczy ruchu tylko względem powietrza

Sink Rate: -1335.726030 ft/min  -> -6,79 m/s 

' Closure rate jest otrzymywane z odczytów radiowysokościomierza a więc mierzy prędkość zbliżania się do terenu (czyli uwzględnia też ruch terenu).

Closure Rate: -2335.895723 ft/min  -> -11,87 m/s

widać, że samolot opada 6.8m/s (to pokazywał wariometr) ale jednocześnie zbliża się do ziemi z prędkością prawie 12m/s, bo teren się pod samolotem podnosi (a tego już piloci nie widzieli)

 

To właśnie spowodowało, że czas do ziemi skrócił się o prawie połowę ... ale piloci o ty nie wiedzieli.

jak się zorientowali, to już było za późno, a do tego jeszcze nie mieli silników na pełnym ciągu więc nie mogli też osiągnąć dużej siły nośnej (bo przy zwiększaniu kąta natarcia skrzydła owszem rośnie siła nośna ale tez rośnie opór czołowy hamujący samolot, a spadek prędkości zmniejsza siłę nośną:

Fn = 0.5 * Cy * ρ * S * V ²

Cy - współczynnik siły nośnej regulowany kątem natarcia skrzydła w zakresie zależnym od położenia klap.

ρ - gęstość powietrza - rośnie w miarę opadania samolotu

S - powierzchnia skrzydła (201.45 m²)

V - prędkość skrzydła względem powietrza

 

Opór czołowy:

X = 0.5 * Cx * ρ * S * V ²

Cx  - współczynnik oporu czołowego rośnie z kątem natarcia i po wypuszczeiu podwozia

Tak więc gdy pilot zwiększa kąt natarcia to rosną obie wielkości Fn i X, jeżeli silniki nie mają pełnego ciągu, to maleje prędkość V (wynikająca z równoważenia ciągu przez opór czołowy) a to powoduje, że maleje siła nośna i nie można jednocześnie uzyskać jej duzych wartości. Zmniejszenie siły nośnej, to mniejsze przyspieszenie pionowe i wolniejsze zwiększanie prędkości pionowej i wolniejsze wznoszenie ... i mała szansa na wyjście nad drzewa na podnoszącym się zboczu i to drzewa, o których się nie wie, bo mgła była okrutna ....