Trzaski komisji Millera

Coś słychać, czyli synchronizacja

Komisja Millera przyjęła interesującą taktykę synchronizacji zapisów czarnych skrzynek rejestrującej akustykę w kabinie pilotów (CVR) oraz parametrycznej (FDR) – rejestrującej parametry lotu. Problemem jest tutaj, że według autorów Załącznika parametryczna czarna skrzynka zapisuje dane w stosunku do tej rejestrującej dźwięki z pewnym opóźnieniem, które może być w przedziale od 0 do 5 sekund:

System rejestracji MSRP wykorzystuje do odmierzania czasu lotu blok ITW-4. Aktualny czas wprowadzony jest do ITW-4 przed lotem przez obsługę przygotowującą samolot. 10.04.2010 r. do ITW-4 wprowadzono czas warszawski. Czas lotu odmierzany przez ITW-4 jest bezpośrednio zapisywany na czwartej ścieżce rejestratora rozmów MARS-BM oraz, ze względu na przyjęty sposób kodowania, z opóźnieniem rejestrowany w systemach MSRP i ATM-QAR. Maksymalne opóźnienie zapisu czasu zarejestrowanego w MSRP i ATM-QAR w stosunku do MARS-BM wynosi nie więcej niż 5 s.

(s. 9 Załączników)

Eksperci komisji Millera najwyraźniej nie chcieli lub nie byli w stanie bezpośrednio określić tego opóźnienia, stąd przyjęli dosyć oryginalną taktykę synchronizacji: znajdź charakterystyczne momenty lotu i spróbuj dopasować zapisy. Za rodzaj uniwersalnego znacznika (przynajmniej w końcowej fazie lotu, a najprawdopodobniej na cały) posłużyła „pancerna brzoza”, na której samolot miał utracić część lewego skrzydła. Otóż zgodnie z narracją komisji Millera jednemu z trzasków słyszanych na CVR w ostatnich sekundach lotu przypisano pierwszy skok pionowego przeciążenia z FDR i sprawa załatwiona:

Opóźnienie zapisu systemu MSRP [parametrycznego rejestratora] w stosunku do MARS-BM [rejestratora głosu] określono, porównując moment wystąpienia zjawisk charakterystycznych dla zderzenia z przeszkodą, w wyniku którego nastąpiła utrata lewej końcówki skrzydła. Zgodnie z zapisem MSRP uderzenie w brzozę rejestrowane jest o godz. 08:40:59,375 czasu MSRP (występuje skokowa zmiana wartości przeciążenia pionowego). Na podstawie analizy zapisu dźwięku w kabinie samolotu odgłos uderzenia wystąpił o godz. 08:41:02,8 czasu MARS-BM. Z powyższych danych wynika, że czas MSRP jest opóźniony o 3,425 s w stosunku do czasu MARS-BM. Do dalszych analiz przyjęto opóźnienie 3 s.

(s. 9 Załączników)

Co prawda, na wykresie parametrów lotu ze strony 51 Załączników do Raportu rysunek 32 „skokowa zmiana wartości przeciążenia pionowego” następuje prawie sekundę przed uderzeniem w brzozę, ale jak widać nie przeszkodziło to ekspertom komisji Millera twierdzić, że zsynchronizowano dźwięki z kabiny pilotów z zapisami parametrów z dokładnością do setnej częsci sekundy.

Komisja przyjęła zatem, że skokowa zmiana wartości przeciążenia pionowego spowodowana była właśnie uderzeniem w konkretną brzozę. Skąd to jednak wiadomo? Zapis parametrów lotu zarejestrował skokową zmianę przeciążenia, ale samo to nie mówi nic o źródle czy też przyczynie tego impulsu. Najwyraźniej członkowie komisji po prostu radośnie założyli, bez żadnych dodatkowych badań, że ten skok przeciążenia to jest właśnie uderzenie w konkretną brzozę. Co więcej, założenie to było fundamentem dalszej synchronizacji zapisów pomiędzy CVR a FDR, jako że moment uderzenia w brzozę określono na podstawie „analizy zapisu dźwięku w kabinie samolotu”. W kabinie nikt jednak nie krzyknął, że właśnie teraz samolot uderza lewym skrzydłem w brzozę. Za moment ten komisja Millera przyjęła po prostu jeden z trzasków zarejestrowanych na nagraniu. Samolot miał jednak uderzać w szereg drzew w ostatnich sekundach lotu. Skąd zatem wiadomo, że jeden z trzasków to właśnie uderzenie w konkretną brzozę? Zanim wrócimy do tego tematu warto jednak w nagraniu cofnąć się nieco wcześniej.

 

“Obniżenie amplitudy sygnału”

Tak skomentowana jest fragment nagrania 6:39:42.0 (UTC) ze stenogramów rozmów z kabiny pilotów w Załączniku nr 8 do raportu Millera s. 123. Było to w momencie, gdy samolot wchodził w krytyczną fazę lotu około 10 sekund przed przelotem nad dalszą radiolatarnią, dwie minuty przed katastrofą. „Chwilowe obniżenie amplitudy sygnału na wszystkich kanałach” trwa około pół sekundy i jest wyraźnie słyszalne na zapisie, tuż przed słowami kontrolera posadka dopelnitielno. Widmo spektralne sygnału pokazuje spadek amplitudy (choć nie przerwanie zapisu) na całym zakresie częstotliwości (przy drugiej grafice kliknij, by powiększyć):

 

 

 

 

 

 

Komisja Millera nie kłopotała się wyjaśnieniem czym spowodowany był ten spadek amplitudy. Czy jest to sytuacja normalna dla zapisów czarnej skrzynki? Czy zdarza się często? A jeśli tak to czym powodowana? „Obniżenie amplitudy sygnału” zostało jak widać niestety pozostawione bez wyjaśnienia.

 

Szum zderzeń z drzewami

Poniżej spektrogram przedstawiający widmo akustyczne z ostatnich sekund lotu wraz z moimi komentarzami (kliknij, by powiększyć).

 

 

Zwraca uwagę kilka rzeczy. Szum tła – prawdopodobnie silników – rozciąga się na cały zakres widma częstotliwościowego z charakterystycznym „grzbietem” w okolicach 2,5 kHz. Z analizy częstotliwości nie wynika oczekiwany wzrost natężenia szumu silników w efekcie przestawienia silników na moc startową w momencie, gdy samolot znajdował się nad bliższą radiolatarnią, nawet wtedy, gdy sygnał nie jest „przesłonięty” przez inne dzwięki. (W momencie uderzenia w brzozę silniki miały znajdować się na około 60% swojej mocy i w ciągu 3 sekund rozpędziły się o 30%.) Widoczna jest także częstotliwość alarmu przekroczenia zadanej wysokości z czystym szczytem w okolicach 400 Hz i nieco ponad dwusekundowy przerywany sygnał bliższej prowadzącej.

Jak już wspomniałem synchronizację pomiędzy parametrami lotu a zapisem dźwięku z kabiny pilotów przeprowadzono w dosyć oryginalny sposób przez przypisanie jednemu z trzasków impulsowych skoków przeciążenia pionowego. Trzask ten miał odpowiadać uderzeniu w pancerną brzozę, jak to przedstawia poniższa grafika z Załączników do Raportu (s. 9, kliknij, by powiększyć):

 

 

Jak widać z powyższej grafiki, za uderzenie w brzozę przyjęto mniej więcej środek prawie dwusekundowych ciągłych trzasków zarejestrowanych na czarnej skrzynce. Skąd jednak wiadomo, że jeden z całego ciągu trzasków to właśnie pancerna brzoza? Zgodnie z oficjalną wersją samolot zniżał się z dużą prędkością opadania aż do okolic bliższej radiolatarni. Wtedy to pilot, orientując się wreszcie w zagrożeniu, podciągnął gwałtownie stery i przestawił silniki na maksymalny ciąg. Gdy milknie sygnał bliższej radiolatarni po około pół sekundy zarejestrowany jest bardzo krótki (rzędu 0,04 sekundy) ale wyraźny trzask, o ostrym skoku amplitudy:

 

Po upływie następnej pół sekundy rozpoczyna się trwający około 0,6 sekundy ciąg trzasków, które także nie wywołują reakcji załogi. Czy były to drzewka młode drzewa o średnicy konarów około 10 cm ścinane na wysokości 4 metry nad gruntem przez samolot przed uderzeniem w pancerną brzozę? I wreszcie kolejne, trwające 1,3 sekundy trzaski, których początkiem miała być pancerna brzoza. Od tego momentu do końca zapisu upływa około 4,5 sekundy – mniej więcej tyle by samolot przy prędkości postępowej 75 m/s przeleciał 350 metrów dzielącą w linii prostą brzozę od miejsca upadku maszyny. Co mniej pasuje w tym obrazie to ciągłe głośne trzaski: zgodnie z oficjalna narracją następną przeszkodą, w którą uderzył samolot po uderzeniu w brzozę była grupa drzew przy „ulicy” Gubienko oddalonych od brzozy o blisko 50 metrów. Kolejna przeszkoda to grupa świerków oddalonych od brzozy o około 130 metrów. Tymczasem na zapisie mamy ciągłe 1,3 sekundowe dudnienie, tak jakby wszystko to zlało się w jedno. W tym czasie samolot powinien przelecieć około 100 metrów. Przy tej prędkości postępowej samolot po 1,3 sekundy powinien zresztą dopiero dolatywać do tej grupy świerków. Po tym następuje blisko półsekundowa cisza z wyraźnym spadkiem mocy sygnału, po czym kolejna trzysekundowa grupa trzasków i krzyków już do końca.

 

Wnioski

Zgodnie z raportem komisji Millera przesunięcie czasowe pomiędzy zapisami czarnych skrzynek: parametrycznej i głosowej może być rzędu do 5 sekund. Kwestia różnic czasowych pomiędzy różnymi systemami samolotu oraz pomiędzy nimi a zegarem elektrowni smoleńskiej jest zresztą jedną z bardziej zagadkowych kwestii w badaniu katastrofy – sam pisałem o tym tutaj. Synchronizacji pomiędzy zapisami czarnych skrzynek komisja Millera dokonała w prymitywny sposób: przypisując zmianie jednego z parametrów lotu jeden z trzasków zarejestrowanych w kabinie pilotów. Nie przedstawiono żadnych empirycznych dowodów, że jeden z nagranych trzasków to faktycznie uderzenie w pancerną brzozę, co z kolei było przyczyna impulsowego skoku przeciążenia pionowego. Po prostu założono prawdziwość wizji katastrofy zaprezentowanej światu kilka dni po katastrofie przez rosyjskiego fotoamatora Siergieja Amielina i na tej podstawie budowano całą późniejszą narrację. Przypomnijmy, że Amielin kilka dni po katastrofie zrobił „wizję lokalną” terenu w okolicach katastrofy (tylko do którego miał dostęp) i na podstawie ukszodzeń oddalonych od siebie czasem o kilkaset metrów drzew opracował (lub też poproszono go by przekazał) wersję przebiegu katastrofy, która później stała się narracją zarówno MAK-u, jak i PKBWL. Jeśli z rozumowania dotyczącego „synchronizacji poprzez brzozę” usuniemy amielinowe założenia otwiera to obszar zupełnie innych interpretacji przebiegu tragedii.