Siergiej Amielin
Сергей Амелин
Aml
 

10.3. Możliwe następstwa użycia autopilota

FRAGMENT KSIĄŻKI

Jak wynika z raportu MAK, na wysokości decyzji (100 m) autopilot był nadal włączony. Został wyłączony dopiero na wysokości 10 m, koło bliższej radiolatarni prowadzącej, czyli tuż przed zderzeniem z drzewem. Oznacza to, że na wysokości decyzji piloci nie przeszli na ręczny tryb sterowania. I tu pojawia się pytanie: jakie działania podjęła załoga na wysokości decyzji? Czy próbowali odejść na drugi krąg, ale z jakiegoś powodu się to nie udało? Może kontynuowali zejście poniżej wysokości decyzji i próbowali wylądować, a dopiero w ostatniej chwili spróbowali odejść na drugi krąg, co z kolei nie udało się z powodu zbyt małego zapasu wysokości?

Raport MAK nie daje odpowiedzi na to pytanie. Jest w nim jedynie bardzo ogólnikowe sformułowanie: „Do wyłączenia autopilota w płaszczyźnie podłużnej i wyłączenia automatu ciągu doszło przy próbie odejścia na drugi krąg”. Nie wiadomo jednak, w którym momencie ta próba się rozpoczęła.

Rzecz w tym, że przerwanie podejścia do lądowania nie musi wcale wiązać się z wyłączeniem autopilota – w skład ABSU-154-2 wchodzi bowiem moduł automatycznego odejścia na drugi krąg. Na wolancie piloci mają specjalny przycisk: „Odejście”. Po naciśnięciu go następuje cała sekwencja czynności wykonywanych automatycznie: manetki gazu przesuwają się do położenia startowego, silniki gwałtownie zwiększają obroty, ster wysokości również ustawia się odpowiednio. W rezultacie samolot zwiększa prędkość i gwałtownie nabiera wysokości, odchodząc na drugi krąg; autopilot i automat ciągu nadal działają i stabilizują ruch w górę. Jest tylko jeden szkopuł – nie wiadomo, czy ten przycisk działa, gdy lądowanie nie jest lądowaniem automatycznym w obecności ILS (tą kwestią zajmę się później).

Możliwe są cztery warianty rozwoju wydarzeń, a także ich różne kombinacje:

1. Piloci celowo zeszli poniżej wysokości decyzji, próbując nawiązać kontakt wzrokowy z ziemią.
2. Piloci popełnili błąd i przegapili wysokość decyzji. W efekcie nieumyślnie zeszli poniżej wysokości decyzji, choć nie mieli zamiaru lądować. O tym, że się pomylili, zorientowali się zbyt nisko i nie zdołali odejść na drugi krąg, gdyż uderzyli skrzydłem w drzewo.
3. Piloci wiedzieli, że znajdują się poniżej wysokości decyzji, ale nie mogli zapobiec dalszemu zniżaniu się samolotu.
4. Piloci próbowali wylądować, ale w trakcie wyrównania do lotu poziomego doszło do nadmiernej utraty wysokości, co doprowadziło do katastrofy.

Pierwszy wariant zakłada świadomą decyzję pilotów. Przyczyną takiego rozwoju wydarzeń jest wyłącznie czynnik ludzki.

Wariant drugi może mieć kilka przyczyn. Do pilnowania wysokości decyzji służy specjalna funkcja radiowysokościomierza. Przed lądowaniem załoga ustawia na radiowysokościomierzu wysokość, na której powinna zadziałać sygnalizacja ostrzegająca, że samolot osiągnął właśnie wysokość decyzji i że ją przekracza. Instrukcja eksploatacji Tu-154M stwierdza, że sygnalizator powinien zostać ustawiony tak, by informował o przekroczeniu wysokości decyzji, ale możliwe, że piloci samolotu nr 101 z jakichś powodów nastawili go na mniejszą wartość. I to jest pierwsza przyczyna.

Drugą przyczyną w wariancie drugim może być wpływ ukształtowania terenu. Podchodząc do lądowania od wschodu, samolot przelatywał w poprzek szerokiego parowu, którego dno znajduje się 60 metrów poniżej poziomu pasa startowego. Jeśli maszyna w chwili przekraczania wysokości decyzji znalazła się nad tym parowem, to do rzeczywistej wysokości lotu nad pasem doszła jeszcze jakaś część tych sześćdziesięciu metrów. W efekcie sygnalizacja zareagowała z opóźnieniem, gdy samolot przeleciał nad dnem parowu i znalazł się nad wznoszącym się zboczem, zbliżając się do lotniska.

Warianty trzeci i czwarty mają podobną przyczynę; różnią się tylko wysokością, na której piloci próbowali przerwać zniżanie. W pewnych warunkach samolot może kontynuować zniżanie nawet wtedy, gdy piloci próbują je przerwać i odejść na drugi krąg. Jedna z przyczyn takiego zachowania się maszyny (włączony automat ciągu) została już opisana powyżej.

Wariant trzeci może mieć inną przyczynę – niesprawność samolotu. Jednak MAK twierdzi, że maszyna była absolutnie sprawna i wszystkie jej systemy działały prawidłowo.

Do nadmiernego zniżenia się samolotu w wariancie trzecim mogło dojść z jeszcze jednego powodu. Korzystanie z autopilota może, w pewnych sytuacjach, prowadzić do katastrofy. Jak już ustaliliśmy, sterowanie ręczne przy autopilocie włączonym w trybie stabilizacji jest niemożliwe, jednak samolotem nadal można sterować dwoma pokrętłami na panelu ABSU, regulując jednym pokrętłem pochylenie (w przód i w tył), a drugim przechył (na prawe lub lewe skrzydło). Pierwszym koryguje się prędkość pionową zniżania samolotu, a drugim nakierowuje się maszynę na pas, ale wolno to robić tylko do wysokości decyzji. Potem należy przejść na sterowanie ręczne i wylądować albo odejść na drugi krąg.

Jednak ten sposób utrzymania samolotu na ścieżce schodzenia ma poważny minus. Podczas wyrównywania lotu do poziomu lub podczas odejścia na drugi krąg maszyna nie reaguje od razu, lecz potrzebuje zapasu wysokości, by wyhamować swój wcześniejszy ruch w dół i zmniejszyć do zera prędkość pionową. To zjawisko będziemy dalej, na nasze potrzeby, nazywać osiadaniem. Występuje ono zawsze. Żeby wyrównać lot podczas zniżania, trzeba poruszyć sterami oraz jednocześnie dodać gazu, bo inaczej samolot zacznie zwalniać, gdyż w locie poziomym oraz wznoszącym opór powietrza jest większy. Żeby odejść na drugi krąg, trzeba zwiększyć obroty do mocy startowej. Otóż jeśli wyrównuje się lot pokrętłem kanału podłużnego na panelu ABSU z działającym automatem ciągu, to osiadanie jest znacznie większe (trzy-, a może nawet czterokrotnie) niż w przypadku ruchu wolantem i manetkami gazu. Oznacza to, że potrzeba znacznie większego zapasu wysokości, aby taki manewr przeprowadzić w ten sposób. W dodatku wartość osiadania, czyli to, o ile metrów samolot jeszcze się zniży, zanim zacznie lecieć poziomo lub się wznosić, zależy od prędkości opadania. Im szybsze opadanie, tym większy zapas wysokości jest potrzebny. Zależność jest kwadratowa. Dwukrotne zwiększenie prędkości opadania sprawia, że do zatrzymania ruchu potrzeba nie dwa, lecz cztery razy więcej wolnej przestrzeni pod samolotem. Jeśli przed wyrównaniem na wysokości decyzji samolot nr 101 leciał z nadmierną prędkością pionową, to przy sterowaniu pokrętłami mogło mu nie wystarczyć wysokości.

Nie są to przypuszczenia czysto teoretyczne. Użycie autopilota w taki sposób doprowadziło już do wypadku lotniczego. Manewr nie został wprawdzie przewidziany przez instrukcję eksploatacji, ale, mimo wszystko, jest wykorzystywany w praktyce. Dosłownie kilka dni po opublikowaniu raportu MAK, użytkownik podpisujący się Latałem na 154-m zasugerował na jednym z lotniczych forów następujący scenariusz rozwoju wydarzeń w przypadku samolotu nr 101:

W tym samolocie był wspaniały sprzęt nawigacyjny, piloci na pewno go znali i umieli się nim posługiwać. Zaprogramowali kurs i ścieżkę schodzenia w FMS (UNS-1D) z korektą według satelitarnego systemu nawigacyjnego (GPS). System automatycznego sterowania Tu-154M pozwala ustawić automatyczne podejście według kursu i doskonale go utrzymuje, uwzględniając dryf i turbulencje przy podejściu, co zostało niejednokrotnie sprawdzone.

Jednak ścieżkę schodzenia trzeba trzymać ręcznie. Wprawdzie pokrętłem też można ją utrzymać, ale mogą pojawić się problemy. Każdy samolot osiada przy odejściu na drugi krąg – schodzi jeszcze trochę w dół, zanim przerwie zniżanie – i dopiero później zaczyna nabierać wysokości. Wartość osiadania jest różna dla różnych typów samolotów. Na Tu-154M jest mniej więcej równa kwadratowi prędkości pionowej podzielonemu na pół. Oznacza to, że przy prędkości pionowej 4 m/s będzie ona wynosić 8 m, a przy 6 m/s już 18 m – w idealnych warunkach i przy użyciu przycisku odejścia. Przy niewyważonym samolocie i nieprawidłowym odejściu wartość osiadania może zwiększyć się kilkukrotnie. Na pewno piloci samolotu nr 101 znali to zagadnienie teoretycznie, jednak wskutek niewystarczającej praktyki nie zdołali w porę zareagować.

W swoim czasie, gdy byłem pilotem instruktorem Tu-154M, oblatywałem samolot po remoncie mechanizacji skrzydeł; według programu należało zrobić po cztery podejścia z odejściem, przy różnych kątach ustawienia klap (28°, 36°, 45°).

Nieco wcześniej, w Mińsku, przy podejściu do lądowania doszło do wypadku irańskiego samolotu. Piloci lądowali z użyciem autopilota (ABSU). Kurs maszyny był utrzymywany automatycznie, zniżanie po ścieżce schodzenia regulowano pokrętłem pochylenia na panelu sterowania ABSU. W efekcie ścięli świerki przed lotniskiem, ale mimo wszystko wylądowali.

Potem samolot oddano do zakładu remontowego. Wszyscy byli zdziwieni, że się nie rozbił. Ze slotów i klap wyciągano kawałki drzew, z amortyzatorów wózka podwozia głównego wyjęto fragment świerkowego pnia o średnicy 10 cm i długości metra.

Postanowiłem sprawdzić, jak steruje się samolotem na ścieżce za pomocą pokrętła, którego zwykle używa się tylko na większej wysokości. A więc: utrzymanie ścieżki wyszło mi bardzo dobrze, ale odejście na drugi krąg, mówiąc oględnie, nie za bardzo. Przy prędkości pionowej około 3,5–3,7 m/s osiadanie wynosiło od 30 do 40 m, podczas gdy normalna wartość osiadania przy takiej prędkości pionowej wynosi nie więcej niż 8 m!

Myślę, że to właśnie przytrafiło się pilotom samolotu nr 101. Podchodzili w trudnych warunkach, bez wystarczającego doświadczenia; być może było to ich pierwsze (i niestety – ostatnie) podejście do lądowania na lotnisku wojskowym według radiolatarni prowadzących, przy braku widzialności ziemi. Szli normalnie po kursie i ścieżce. I być może udałoby im się wylądować, jednak popełnili szkolny błąd. Zaczęli patrzeć przez okna, szukać ziemi; w takich wypadkach zwykle zaczyna się zwiększać prędkość pionową. Przed sobą zobaczyli nie ziemię, lecz wierzchołki drzew, spróbowali odejść, ale użyli pokrętła i doszło do osiadania. I to był koniec.

Prawdopodobieństwo tego, że piloci samolotu nr 101 używali pokrętła, jest bardzo wysokie. To przypuszczenie jest bardzo istotną częścią składową późniejszych hipotez wyjaśniających przebieg katastrofy.