Fizyka Smoleńska
Piszę o rzeczach pięknych: fizyce, lotnictwie, wszechświecie i superkomputerach. Ale też o smutnych: wyjaśniam katastrofę smoleńską. Odsłaniam manipulacje oszustów politycznych i nieuków, ich pseudonaukę o nazwie "fizyka smoleńska". Fot.: Lot nad Hudson
118 obserwujących
90 notek
923k odsłony
  14451   0

23. Beczka smoleńska, I. Rodzaj obrotu. Metodologia.

Przechodzę do najważniejszej być może części bloga: analizy lotu #101 po utracie dużej części lewego skrzydła, w skrócie: do teorii beczki smoleńskiej. Po krótkim wyjaśnieniu czterech rodzajow beczek w lotnictwie, odpowiem w tym i następnym odcinku bloga na następujace kluczowe dla zrozumienia katastrofy pytania:

W jaki sposób i co można przewidzieć stosujac fizykę: jak samolot będzie się obracał w pół-beczce i jak bedzie wygladała jego trajektoria w przestrzeni?

Czy wielki samolot potrafi się obrócić do góry kołami w zaledwie kilka sekund, czy potrzebuje do tego więcej czasu?

Z drugiej strony, czy obrót po odłamaniu końcowki może być aż tak szybki, że odłamanie mogło nastapić z dużym opóźnieniem, tj. dużo dalej, niż przy 44-centymetrowej średnicy brzozie na działce p. Bodina?

Czy robiąc pół-beczkę, samolot zaczepi lewym skrzydłem o ziemię pomiedzy brzozą a faktycznym miejscem katastrofy?

Czy fizycznie obliczony tor lotu widziany z góry zagina się zauważalnie, tj. zmienia kierunek, na samej brzozie lub pomiędzy brzoza a punktem, gdzie samolot był już przechylony na bok o 90-120 stopni (2-3 sekundy za brzozą), czy też dopiero pózniej?

Czy na końcu trajektorii, fizycznie przewidywany kierunek lotu odchylony jest od pierwotnego kierunku w lewo o obserwowany w rozkładzie szczątków kąt około 20 stopni?

Czy kształt trajektorii w pionie i miejsce pierwszego uderzenia kadłuba o ziemię (nie tylko odległość za brzozą, ale i odległość od osi pasa, czyli położenie na mapie) zgadzają się ze śladami zebranymi i dobrze udokumentownymi pod Smoleńskiem?

 

23.1 Rodzaje beczek

Beczka smoleńska bywa nazywana różnie, wiele osób nazywa ją wg. mnie błędnie -- autorotacyjną. Niestety, w polskojęzycznym wiki nie wymieniono i nie wytłumaczono wszystkich wazniejszych rodzajow tego manewru lotniczego, napisano tylko "Beczkę dzielimy na powolną (sterowaną) i szybką (autorotacyjną)" i wyjaśniono te dwa rodzaje, powołując się na dwie polskie prace o akrobacji szybowcowej. Dlatego dla wyjaśnienia, zacznę od pełniejszego przeglądu beczek. Zadziwiająco mało informacji znajduje się też w ang. wikipedii; najlepsze podręczniki papierowe to aerobatyka w ujeciu Williamsa (1977), a także Szurovego i Gouliana (1994 oraz 1997) [zob. bibliografie]

  • Beczka lotkowa (aileron roll). Mimo, że na wejściu do tego rodzaju beczki nadajemy sterem wysokości pochylenie do góry +15 (w powolniejszych dwupłatach +20) stopni, ta część manewru nie należy do beczki per se. Do beczki lotkowej używamy bowiem wyłącznie lub glównie lotek (kręcimy wolant lub pochylamy drażek sterowy w lewo lub w prawo). Inne powierzchnie kontrolne nie są zasadnicze. W beczce lotkowej typowo samolot wznosi się nieco i opada na koniec do poziomu wyjściowego.
  • Beczka powolna to beczka podobna do lotkowej, w której staramy się jednak by oś podłużna samolotu nie zataczała kręgu na niebie, a była jak najbardziej wycelowana w jednym kierunku - do kontrowania tendencji do takiego ruchu osi używamy ster kierunku (pedały) jak i star wysokości (ciagniemy kolumnę sterowniczą lekko do siebie/od siebie, w odpowiednich fazach beczki). Beczka powolna odbywa się na jednym poziomie i powoduje w pozycji odwróconej ujemne przeciążenia, co nie miało miejsca pod Smoleńskiem. 
  • Beczka powolna cylindryczna (barrel roll, proponuję polską nazwę: beczka cylindryczna)  to w pewnym sensie kombinacja pętli i beczki, ponieważ przeciwnie, niż w beczce wolnej, staramy się by oś podłużna samolotu zatoczyła duży okrąg na niebie a statek powietrzny poruszał się po powierzchni cylindra, wznosząc się i opadajac znacznie względem ziemi, a nie tylko obracając. Czas takiej beczki jest rzędu 10 s lub więcej, co wyklucza ją jako figurę zrobioną przez tupolewa.
  • Beczka szybka lub autorotacyjna (ang.: flick roll, amer.: snap roll) to zupelnie inny manewr i w systemie oznaczeń figur akrobacji Aresti zaznaczana jest trójkatem na linii, zamiast zakrzywioną strzałką w poprzek linii, jak w przypadku beczek wolnych. Jest to w zasadzie jeden zwitek korkociągu w poziomie, do którego wchodzimy przeciągajac OBA  skrzydła samolotu przy użyciu odpowiedniego szybkiego zastosowania steru wysokosci i zaraz po tym pełnego wychylenia steru kierunku, co powoduje glębokie przeciagniecie (deep stall) na jednym ze skrzydeł.  Prędkość wejściowa jest duża, 1.7-2 razy przekracza predkość przeciagnięcia (w tupolewie #101 musiałaby wynosic 350-400 km/h). 
    Jest kilka szkół i wariantów, w niektórych stosujemy też później wychylenie lotek, ale nie jest ono ani typowe, ani zasadnicze (Williams 1977, O'Dell 1984), gdyż robiąc beczkę głównie lotkami da się zrobić tylko poziomą  spiralę, a nie poziomą beczkę autorotacyjną. Bardzo gwałtowne wejście do szybkiego obrotu poprzez przeciągnięcie generuje duże początkowe przeciążenia (3-4g), czasem opisywane jako brutalne (Szurovy i Goulian 1997, O'Dell 1984). Takich sił nie zarejestrowano. Ważne jest też, że obrót jest wymuszony przez duże przeciągnięcie, a nie odwrotnie. Beczka #101 zaczęła się przy brzozie, gdzie skrzydła nie były nawet bliskie przeciągnięcia. (Są różne opinie na ten temat, ale nie wszystkie są uzasadnione).

Więc jaka była (pół)beczka TU-154M pod Smoleńskiem? Nie autorotacyjna i nie powolna. Wg. mnie, to była prawie klasyczna beczka lotkowa spowodowana przez duży moment (parę sił) wymuszajacy obrót wokół osi podłużnej.

Lubię to! Skomentuj101 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Polityka