Dokąd leciał FMS pierwszego pilota?

Po katastrofie w Smoleńsku, do badania przez Universal Avionics Systems Corporation (UASC) w Stanach Zjednoczonych trafiły trzy urządzenia elektroniczne z pokładu rozbitego Tu 154M:
   - TAWS (Terrain Awareness and Warning System),
   - FMS P1 (Flight Management System pierwszego pilota),
   - FMS P2 (Flight Management System drugiego pilota).

Dokładne szczegóły można znaleźć w "Załączniku Nr 4 Technika Lotnicza I Jej Eksploatacja do Raportu KBWLLP", dlatego nie będę tu ich powtarzał.


FMS P1

O ile odzyskanie danych z TAWS i FMS P2 było bezproblemowe, o tyle na skutek zniszczeń fizycznych niemożliwe było uruchomienie FMS P1 i pobranie z niego danych. Tu też nie będę wdawał się w szczegóły, dość powiedzieć, że jedyną informacją jaką posiadamy z FMS P1 są dane podane na stronie 496 wspomnianego powyżej załącznika. Pochodzą one z Cross-Side FMS Inputs (łącza po którym oba FMS-y wymieniały się danymi). FMS P1 przesłał do FMS P2 następujące dane:

Czerwoną ramką oznaczyłem parametr, który będzie analizowany w dalszej części notki - pozycję GPS. Dla porównania pozycja zapisana w FMS P2 ze strony 489:



Nie wiemy, czy te pozycje zostały wyliczone w podobnym momencie. Poradzimy sobie w ten sposób, że policzymy ich odległości od punktu oznaczanego jako TAWS38. Mamy więc następujące dane:

Uwaga! TAWS38 zakodowany jest odmiennie od FMS1 i 2.

Obliczenia odległości przeprowadzono na stronie Kalkulator GPS.
    Odległość od TAWS38 do FMS1 wynosi 143,24 m.
    Odległość od TAWS38 do FMS2 wynosi 142,04 m.
    Odległość od FMS1 do FMS2 wynosi 17,21 m.

Z tych danych możemy wywnioskować, że odległości FMS1 i FMS2 od TAWS38 są zbliżone i z dużym prawdopodobieństwem pochodzą z tego samego czasu. Dzieli je jednak ponad 17 metrów odległości. Dla ułatwienia orientacji nałożyłem te punkty na mapę satelitarną.

Nie robiłem tu żadnych korekt na przesunięcia map satelitarnych, zakładam też, że program Google Earth prawidłowo wyliczył położenie punktów na mapie. LAST GPS to ostania pozycja wyliczona przez GPS wbudowany w FMS P1.


Ponieważ FMS P1 i FMS P2 korzystają w zasadzie z tych samych trzech GPS-ów dla obu wyliczona pozycja powinna być bardzo zbliżona. Różnica 17,2 metra świadczy o tym, że któryś FMS-ów się "pogubił" i źle wyliczył pozycję.

Wzajemne rozmieszczenie poszczególnych punktów oraz miejsca katastrofy prowadzi do oczywistego wniosku, że poprowadzenie sensownej trajektorii przez punkt FMS1 jest niemożliwe. Taka trajektoria prowadząca na miejsce katastrofy wymagałaby średnich przeciążeń poprzecznych przekraczających 2 g (niedostępnych dla samolotu w konfiguracji ze Smoleńska), jak na rysunku poniżej.


Z drugiej strony, wiele śladów wskazuje na mniej wymagającą trajektorię przechodzącą w pobliżu FMS2 (drzewa w okolicy ulicy Kutuzowa), np. zbliżoną do pokazanej na kolejnym rysunku.



Logicznym wnioskiem jest przyjęcie pomyłki FMS P1.


Przy okazji przyglądając się odległości FMS1 od przedłużenia prostej łączącej TAWS37 i 38 (zaledwie 10 metrów) można dojść do wniosku, że z wielkim opóźnieniem FMS P1 zareagował na fakt zmiany toru lotu przez samolot tak, że w miejscu TAWS38 mógł wyliczyć pozycję położoną właśnie na tej prostej.

I tu dochodzimy do problemu...


TAWS

Zaglądając do konfiguracji TAWS (strona 438) znajdujemy:

Wynika z tego, że dane GPS dla TAWS były pobierane z FMS P1. Dopiero, gdyby FMS P1 nie dostarczał danych, źródłem stałby się FMS P2. W związku z tym, że FMS P1 się pogubił i 2 sekundy po TAWS38 wykazywał dewiację około 17 metrów w prawo, możemy zadać pytanie, czy stwierdzone odchylenie miało wpływ na dane związane z TAWS38. Skoro TAWS w punkcie TAWS38 nadal nie stwierdził zmiany kierunku lotu, to wynika z tego, że położenia, które do niego dotarły z FMS P1, nadal układały się mniej więcej w linię prostą.

Istnieje możliwość, że TAWS został zmylony nie tylko przez podzespoły odpowiedzialne za monitorowanie zetknięcia podwozia z podłożem, ale także przez dane dostarczone z FMS P1.


Dla dopełnienia obrazu, policzymy średnie przyśpieszenie poprzeczne, najpierw przy założeniu, że samolot zaczął skręcać tuż za brzozą, a później - tuż za TAWS38.

Warunek końcowy to zmiana toru lotu o 27 metrów (odległość od przedłużenia prostej łączącej TAWS37 i 38) w punkcie oznaczonym FMS2.


Samolot skręca tuż za brzozą:

Czas na wykonanie manewru to 2 sekundy między TAWS38 i FMS2 plus 1,6 sekundy na pokonanie odległości od brzozy do TAWS38, razem 3,6 sekundy. Liczymy przyśpieszenie:

a = 2 * s / t² = 2 * 27 / 3,6² = 4,17 m/s² = 0,42 g


Samolot skręca tuż za TAWS38:

Czas na wykonanie manewru to 2 sekundy między TAWS38 i FMS2. Liczymy przyśpieszenie:

a = 2 * s / t² = 2 * 27 / 2² = 13,5 m/s² = 1,38 g

Należy pamiętać, że są to średnie przeciążenia. Początkowo samolot lecąc z małym przechyłem bardzo niewielką część siły nośnej przekształci w przeciążenie poprzeczne, dlatego potrzebne przeciążenie należy pomnożyć przynajmniej przez 150% otrzymując odpowiednio 0,63 g i 2,07 g. Ta druga liczba znacznie przekracza możliwości samolotu w konfiguracji ze Smoleńska.

Żeby móc znaleźć się w punkcie FMS2 samolot musi zacząć skręcać przed TAWS38.


Fakt zmiany toru lotu już przed TAWS38 potwierdzają czarne skrzynki ATM QAR i MŁP-14-5, które zanotowały obok szybko rosnącego przechylenia na lewe skrzydło, także zmianę "magnetic heading" o wartość około 7 stopni w miejscu TAWS38.

Wszystko to prowadzi do prostej konstatacji: samolot w rzeczywistości musiał zmieniać tor lotu w lewo już przed TAWS38, natomiast nieodnotowanie tego przez TAWS jest konsekwencją otrzymywania takich a nie innych danych z FMS P1.

Jeśli przyjmiemy, że FMS P1 nieprawidłowo wyliczał pozycję już w TAWS38, to z dużym prawdopodobieństwem zakłócenie jego działania nastąpiło równocześnie z innymi anomaliami (obroty silników, przeciążenie pionowe, ster kierunku), które były analizowane w notce  Artefakty w czarnych skrzynkach - interpretacja fizyczna, na niecałą sekundę przed TAWS38.

Istnienie punktu FMS1 pokazuje, że tak naprawdę parametrom zanotowanym przez TAWS w punkcie TAWS38, nie można do końca ufać. Niektóre kręgi usiłowały stworzyć wrażenie wyższości zapisów TAWS i FMS nad pozostałymi mechanizmami rejestracyjnymi. W przypadku niezgodności preferowały "zachodnią technikę". Niestety, ta technika wygenerowała wzajemnie sprzeczne dane.


Co ciekawe, znany badacz TAWS38, Kazimierz Nowaczyk, twórca mantry:

"Nie było żadnej brzozy i beczki, samolot aż do TAWS38 leciał prosto, nie skręcał i nie przechylał się"

przekreślający ją punkt FMS1 całkowicie pominął. Czyżby oprócz "znikniętego TAWS38" był "zniknięty FMS1"?