Tajemnice raportu z eksperymentu na symulatorze lotu

Na konferencjo prasowej w czerwcu 2017 podkomisja - jeszcze z niewywalonym Markiem Dąbrowskim w składzie - pokazała taki slajd.

Tajemnicą było, skąd AEROPAG AREODYNAMIKÓW - ci po prawej - wziął wykres w lewym dolnym rogu. Co ma wisieć, nie utonie więc po latach wyjaśniło się, że z tytułowego raportu.

Poniżej wykres ze str. 4 raportu zestawiony z wykresem aeropagu.

Rzecz w tym, iż wykres brązowy w raporcie TO KAT POCHYLENIA A NIE NATARCIA i tak MAK go podpisał, ale przecież areodynamicy z podkomisji Macierewicza nie rozróżniają kątów pochylenia, natarcia i wznoszenia. Ekspertom pod wezwaniem Biniendy, który onegdaj odczytywał wymiary z rysunku z tyldą pośrodku wyjaśniam, iż wykres po lewej stronie też zawiera tyldę pośrodku, ale w dalszej części notki pokaże cały. Jednakowoż ostatecznym dowodem na nierozróżnianie przez podkomisję rzeczonych kątów jest skopiowanie czerwonego, dolnego wykresu z błędem popełnionym przez autorów raportu, którzy narysowali go o jeden przedział skali za nisko. Jak ktoś nie wierzy, to może rejestrowany kat natarcia z raportu KBWL przeliczyć według wzoru

AoA_oblicz - 0,5 * AoA_rejsstr + 3 st. i przekona się, że wychodzi o 5 st. więcej niż na powyższym wykresie. Wzór na przeliczanie kąta natarcia pojawił się na blogu P. Artymowicza ale nie pamiętam, kto go opublikował. Potem ja sprawdziłem, że nie jest to sztywna zależność.

Aeropag areodynamików nie dość, że zmarnował szansę przyłapania MAK na pomyłce, to sam błysnął radosną niekompetencją.

Rzecz była też łatwa do zauważenia wprost gdyż kąty natarcia z symulatora i obliczeniowy z lotu w miejscach, gdzie nie następują zmiany prędkości zniżania różnią się o mniej więcej jeden przedział.

Kolejne tajemnice to po prostu zawartość samego raportu. Raport zawiera trzy strony z wykresami.

Na str. 6 są wykresy parametrów automatycznego odejścia z prędkości zniżania 4,2 m/s. Utrata wysokości wynosi wtedy 9 m.

Na str. 5 sa wykresy parametrów odejścia z prędkości zniżania 7,5 m/s i wysokości 19,2m. Przy prędkości zniżania około 0 m/s następuje dotknięcie kołami ziemi czyli utrata wysokości to minimalnie więcej niż owe 19,2m.

Wykres na str. 4 zawiera najwięcej parametrów.

Na symulatorze przy odejściu z prędkości zniżania 7,9 m/s utrata wysokości wynosi 23,3 m. Na podstawie tej informacji oraz ze str.5 można przyjmować, że utrata wysokości przy prawidłowym wyhamowywaniu zniżania z prędkości smoleńskiej wyniesie nieco ponad 20 m. Poniżej fragment wykresów ze str.4 pokazujący prawidłowe odejście na symulatorze (zielone) i manewr wykonywany w Smoleńsku (czerwone).

Najważniejsza jest jednak informacja, co za początek manewru wykonywanego w Smoleńsku przyjęli autorzy raportu. Nie jest to ani komenda głosowa ani regulaminowe dodanie gazu tylko moment, w którym przyspieszenie pionowe na stałe wychodzi ponad 1 g, ponieważ wtedy rozpoczyna się hamowanie zniżania. Na wykresie jest to o czasie 10:40:52,25 i jest zaznaczone zieloną, pionową liną przerywaną. Wtedy samolot jest około 52 m nad gruntem i około 23 m nad poziomem pasa. Pierwsze 3 - 4 sekundy od początku manewru smoleńskiego nie przesądzają o zamiarze odejścia.

Można sprawdzić, czy przeciążenie, prędkość zniżania oraz wysokość podlegają związkom znanym z fizyki choć nieznanym podkomisji. W dalszej części posługuję się zdigitalizownymi z wykresów w raporcie z symulatora przeciążeniami.

Aby wyliczyć prędkość pionową po czasie 0,125s (digitalizując, tak podzieliłem wykresy) do prędkości w danej chwili dodaję średnią przyspieszenia w tej chwili i po 0,125 pomnożoną przez 0,125 s (Taka operacja ma swoją nazwę, ale aby nie wywoływać demonów z przeszłości nie będę jej używał ). Tę czynność powtarzam w kolejnych krokach.

Ponieważ otrzymany w ten sposób wykres prędkości pionowej (zielona ciągła) dobrze zgadza się z zarejestrowanym przez symulator (zielona przerywana), analogiczną operację wykonuję dla przyspieszenia zarejestrowanego przez MSRP tupolewa (czerwona).

Mając już przebiegi prędkości pionowych używam ich do wyliczenia wysokości w taki sam sposób jak poprzednio przeciążeń do wyliczenia prędkości.

Znowu wykres wyliczony z przeciążeń (zielona ciągła) w miarę dobrze pokrywa się ze zmierzonym przez aparaturę symulatora (zielona przerywana) więc wykres wysokości lotu tupolewa (czerwona) można uznać za w miarę wiarygodny. Minimum trajektorii jest wprawdzie nieco spóźnione ale przejście na wznoszenie następuje przed urwaniem fragmentu skrzydła na tych wykresach uwidaczniającym się brakiem wzrostu przeciążenia mimo rosnącego kąta natarcia.

Powtórzmy - na górnym wykresie linia czerwona to wysokość względem gruntu (nad jarem), na środkowym względem pasa wyliczona z przeciążenia pionowego z raportu MAK powtórzonego w raporcie z symulatora (wykresy są tak samo wyskalowane) a na dolnym prędkość pionowa. Pionowa przerywana linia to moment, w którym wysokość radiowa tupolewa wynosiła 20m.

Wracając do kwestii nieokreślonego początku manewru smoleńskiego - początek poprawnego manewru odejścia (przestawienie gazu i dopiero ciągnięcie wolantu) nastąpił więc mniej więcej na wysokości pasa startowego z prędkości zniżania około 5 m/s.
Obliczenia mogą być obarczone wieloma błędami wynikłymi na przykład z niedokładności wykresów i ich digitalizacji , systematyczną różnicą w wyskalowaniu akcelerometrów symulatora i tupolewa, niedokładnością wyznaczenia pionowej prędkości zniżania samolotu, różnicami w profilach gruntu, itd, itp.. Mimo tego wynik uzyskany wyłącznie na podstawie przeciążenia pionowego zacytowanego w tym raporcie jest bliski śladom w botanice.
Podkomisja poza tym dokumentem, miała parametry z lotu 07.04 oraz z eksperymentów wykonanych bliźniaczym tupolewem jednak w raporcie ani załącznikach nie ma po nich śladu. Jedynym opracowaniem dotyczącym trajektorii jest dzieło NIAR jeszcze bliższe obliczeniom trajektorii P. Artymowicza i moim niż tu przedstawione wnioski z raportu z symulatora. Obliczenia G. Kowaleczki odtwarzają zachowanie samolotu z zarejestrowanej pracy sterów i silników więc schodzą o szczebel głębiej.