Pożegnanie z mitem DC-7

.

Jednym z aspektów katastrofy Tu-154M 101 w Smoleńsku, często poruszanym w dyskusjach jest miejsce w którym znaleziono urwaną końcówkę lewego skrzydła.

Przypomnę, że Komisja Millera ze względu na przyjęty przez siebie cel uznała, że jej praca nie wymaga szczegółowego badania miejsca katastrofy i wraku, ponieważ tak na dobrą sprawę do ustalenia przyczyn wystarczyło oprzeć się na kopiach zapisów rejestratorów pokładowych otrzymanych od strony rosyjskiej i zbadać trajektorię lotu do zderzenia z brzozą, uznając ją jako ostateczny element wypadku i rozpoczęcie destrukcji samolotu.

 Uwaga techniczna: Zdjęcia/ilustracje pod którymi występuje symbol lupy otworzą się w większym formacie po kliknięciu na nie

1a

Chciałbym przy okazji zwrócić uwagę na jedną rzecz. Na zdjęciu 2a poniżej (ze zbiorów ZL), czerwonymi strzałkami zaznaczyłem złamany cienki pień leżący w poprzek pod skrzydłem, jest on także widoczny na kolejnych zdjęciach. Żółte kółko z cyfrą 8 oznacza brzozę (wg. raportu MAK), natomiast przy 12 widać leżące skrzydło. Skąd musiałaby nadlecieć końcówka, żeby w ten sposób złamać drzewko? z góry pod małym kątem?

2a	2b

Jeszcze parę zdjęć. Zdjęcia leżącej końcówki skrzydła Tu-154M i jej okolic można też znaleźć w moich poprzednich notkach.

2-1	2-2
2-3	2-4
2-5	2-6
2-7	2-8

 

2-9	2-10	2-11
2-12	2-13	2-14
2-15	2-16	2-17
2-18	2-19	2-20
2-21	2-22	2-23
2-24	2-25	2-26
2-27	2-28

Osoby popierające oficjalne raporty KBWL LP i MAK, jako koronny argument potwierdzający możliwość przebycia przez urwaną końcówkę odległości podobnej do tej w Smoleńsku, przy zbliżonych warunkach początkowych, podają przykład testu rozbicia (ang. crash-test) samolotu DC-7 przeprowadzonego w 1964 r. w amerykańskim stanie Arizona. Notkę na ten temat pisał m.in. sympatyzujący z ZL/KBWL LP bloger Ford Prefect [2]. Temat ten poruszany był również przez naukowców, np. prof. M. Czachora czy prof. J. Gierasa [3].

Przykład testu DC-7 znany mi był od dawna, ale dopiero notka blogera SOKO, gdzie po raz kolejny przewija się temat DC-7, była impulsem do zajęcia się tą sprawą. Dopiero teraz zadałem sobie pytanie - dlaczego w tym teście urwana końcówka poleciała tak daleko? Odległość jaką może przelecieć obiekt determinuje wiele czynników, m.in. jego kształt, masa, konstrukcja, wysokość początkowa, prędkość, przeszkody, trajektoria, itd. Oderwana końcówka skrzydła może przelecieć w poziomie zarówno kilkanaście metrów, jak i grubo ponad 100 metrów, kręcąc w powietrzu ewolucje. Postanowiłem dokładnie zbadać, czy przypadkiem nie zaistniały specjalne okoliczności, które wpłynęły na odległość jaką przebyła odcięta końcówka skrzydła DC-7.

Do roku 1964 poprawa bezpieczeństwa lotów była już od wielu lat wiodącym tematem jakim zajmowała się amerykańska Federalna Administracja Lotnictwa (Federal Aviation Administration - FAA). Przeprowadzano szereg eksperymentów i testów zarówno elementów konstrukcyjnych samolotów jak i testów zderzeniowych całych maszyn. Rok 1964 był przełomowy. Na zlecenie FAA przeprowadzono dwa pełne testy rozbicia dużych samolotów transportowych - pierwszy w kwietniu z samolotem Douglas DC-7, a drugi we wrześniu z samolotem Lockheed L-1649. W obydwu przypadkach testy przygotował i przeprowadził oddział Aviation Safety Research and Engineering w Phoenix, Arizona. Testy odbyły się w dolinie Deer Valley, przy lotnisku w Phoenix.

Zanim przejdę do opisu testu z samolotem DC-7, najpierw trochę informacji o samym samolocie.

McDonnell Douglas DC-7

Prace nad następcą DC-6B, który miał skutecznie konkurować z samolotami Lockheed Constellation i obsługiwać dłuższe trasy rozpoczęły się w 1951 r. Pierwszy lot nowego DC-7 odbył się 18 maja 1953 r., a certyfikat zdatności do lotu (Certificate of Airworthiness - CAA) otrzymał 12 listopada 1953 r.
Poza długością kadłuba, wymiary DC-7 (czasem używana jest nazwa DC-7A) były identyczne jak jego poprzednika DC-6B. Zmiany konstrukcyjne dotyczyły zastosowania tytanu w niektórych elementach samolotu np. rufie, niektórych ramach i drzwiach podwozia. Podobnie jak i w starszych modelach DC-6, ster DC-7 pokryty był materiałem. Kadłub został przedłużony tuż obok krawędzi spływu skrzydeł o 40 cali (101,6 cm), ale nie dokonano w związku z tym modyfikacji ogona, ponieważ stwierdzono, że ogon DC-6B był wystarczający do zrównoważenia nowego samolotu mimo przesunięcia środka ciężkości, jak również zapewniał odpowiednią aerodynamikę wymaganą dla cięższego, o większej maksymalnej prędkości i większej mocy silników modelu.
W miejsce silników P&W R-2800 używanych w DC-6B, zastosowano mocniejsze o ok. 20% Wright R-3350 o mocy 3.250 KM.
 

3a	3b
3c	3d
3e	3f

 Skrzydła DC-7

Konstrukcja skrzydeł DC-7 jest bardzo podobna do DC-6B, dokonano pewnych wzmocnień strukturalnych w związku ze zwiększeniem maksymalnej masy i prędkości samolotu. Trochę powiększono "spar caps" (przedniego i środkowego dźwigara), oraz przeprojektowano gondole silników żeby uwzględniały większą siłę ciągu, moment obrotowy i masę nowych generatorów.
Podobnie jak we wcześniejszych modelach, skrzydło DC-7 oparte jest na dwóch profilach lotniczych [7] - na początku NACA 23016, a na końcu NACA 23012 [8]. Zewnętrzna część skrzydła składa się z końcówki, lotki, dwóch trymerów lotki i zewnętrznego panelu. Środkowa część skrzydła składa się z lewej/prawej klapy, sekcji łopatkowych klap i środkowego panelu. Fragment środkowej części skrzydła, który przechodzi przez kadłub jest integrowany z kadłubem w trakcie montażu w fabryce.

4a	4b
4c	4d
4e	4f
4g

Zdjęcia zewnętrznej części skrzydła [10] - zdjęcie nr 1 i zdjęcie nr 2.

Zdjęcia DC-6B (N836D) [11]

4-1	4-2
4-3	4-4
4-5

 Zdjęcie DC-7B (N4887C) w dużym formacie - link

Zdjęcie różnych modeli DC w dużym formacie - link 

Crash-test

W drugiej połowie 1963 r. FAA przyznała kontrakty w ramach programu testów "crash and fire hazard" na rok 1964. Obsługę testów DC-7 i L-1649 miała realizować Aviation Safety Engineering and Research - oddział Flight Safety Foundation Inc. w Phoenix, we współpracy z szeregiem innych instytucji.

Samolot DC-7, który wykorzystano w kontrolowanym teście zderzeniowym, opuścił linię montażową w lipcu 1954 r. i z numerem rejestracyjnym N6311C trafił do linii lotniczych United Air Lines. W bazach danych NTSB natrafiłem na wpis dot. incydentu lotniczego z udziałem tego samolotu [18], który miał miejsce 8 lat później, 14 października 1962 r. Fragment jednej z informacji prasowych:

"The incident involved a chartered United Air Lines DC7 carrying 39 telephone company repairmen from Fresno, Calif., to storm-stricken Oregon. At 4.000 feet over Sacramento, the plane lost its entire rudder and most of the vertical stabilizer, apparently through structural failure. The plane's commander, Capt. R.E. McKenna, landed safely at Mather Air Force Base by manipulating his engine throttles and ailerons."-"Incydent dotyczył wyczarterowanego DC-7 United Air Lines przewożącego 39 serwisantów z firmy telekomunikacyjnej z Fresno, Kalifornia, do dotkniętego burzami Oregonu.Na wysokości 4000 stóp nad Sakramento, samolot stracił cały ster i większość pionowego statecznika, najwyraźniej z powodu defektu/zniszczenia konstrukcji. Dowódca samolotu, kpt. R.E. McKenna bezpiecznie wylądował w bazie sił powietrznych Mather operując przepustnicami silników i lotkami."

Więcej na temat okoliczności tego zdarzenia można przeczytać w numerze RUPANEWS [21]

Był to pierwszy tego typu incydent z udziałem modelu DC-7 gdzie na skutek wibracji odpadły części samolotu. Wprawdzie nie udało mi się znaleźć informacji o losach samolotu po tym incydencie, ale natrafiłem na interesujący fakt. W raporcie fiskalnym FAA dla Prezydenta i Kongresu za rok 1964 r. [22] widnieje taka informacja:

"The first test of the series, involving a former DC-7 airliner purchased by FAA from an aircraft salvage company, took place in April 1964 at Deer Valley Airport, Ariz., just north of Phoenix" - "Pierwszy test z serii, z udziałem byłego samolotu pasażerskiego DC-7 zakupionego przez FAA od firmy złomującej samoloty, miał miejsce w kwietniu 1964 roku na lotnisku Deer Valley Airport w Arizonie, niedaleko na północ od Phoenix".

Za samolot FAA zapłaciła 29.000 USD - kilkadziesiąt razy mniej niż wynosiła cena nowej jednostki. Jest więc bardzo prawdopodobne, że po zakończeniu śledztwa w 1962 r. samolot już więcej nie latał i trafił na złomowisko oczekiwaniu na swój los. W lutym 1964 r. samolot otrzymał nowy numer rejestracyjny N68N, którym był oznakowany w czasie testu.

Z powodu kłopotów technicznych test został opóźniony o dwa dni i ostatecznie odbył się 24 kwietnia 1964 r. Do testu samolot opróżniony został z części zbędnego wyposażenia stałego i ruchomego, zamontowano m.in. czujniki (akcelerometry), nowe typy siedzeń do przetestowania, poduszki powietrzne, kamery, manekiny. Do specjalnego, dodatkowego baku odizolowanego od pozostałych wlano 20 galonów paliwa (ok. 75 litrów). Pozostałe baki wypełniono kolorowaną wodą lub wodnym żelem. Dokładny opis tego testu znajduje się w raporcie końcowym [1], więc tylko bardzo skrótowo napiszę o sekwencji zdarzeń.

5a (większy format)

Zdalnie sterowany samolot poruszając się po specjalnej szynie uderza najpierw w bariery (A i B), które urywają podwozie, inne bariery niszczą śmigła (jedna z łopatek przelatuje przez kadłub naruszając jego konstrukcję), przy okazji puszczają mocowania wszystkich czterech silników, następnie samolot pozbawiony podwozia przez chwilę leci w powietrzu, prawe skrzydło uderza w pierwszy słup telefoniczny (C), który odcina końcówkę skrzydła o długości ok. 12 stóp (3,6 m), uszkodzony zostaje główny zbiornik paliwa nr 4 wypełniony wodą. Po upływie ok. 0,15 sekundy od chwili zderzenia z pierwszym słupem, prawe skrzydło uderza w drugi słup łamiąc go, lewe skrzydło częściowo zahacza o barierę (D), następnie samolot uderza w zbocze o kącie nachylenia 8 stopni (E), kadłub częściowo się przełamuje, prześlizguje się po zboczu i uderza w drugie zbocze o nachyleniu 20 stopni, około 10 stóp (3 m) od jego szczytu (F). Wbrew przedtestowym oczekiwaniom, samolot nie zatrzymuje się na drugim zboczu tylko się od niego odbija i spada za nim.
Jak to wszystko wyglądało, można obejrzeć na materiale filmowym poniżej (F1), z którego skorzystam przy analizie lotu końcówki.

Film F1

Cytat z raportu końcowego:

"The aircraft accelerated smoothly and continuously during the 4000 foot run, impacting the landing gear barriers, as shown in Figure 22, at slightly over 139 knots, approximately 15 knots faster than had been planned." -"Samolot w sposób ciągły i płynny przyspieszał w trakcie rozbiegu na dystansie 4000 stóp (1219 m), uderzając w bariery dla podwozia, jak pokazano na rys. 22, przy prędkości nieco powyżej 139 węzłów (257,4 km/h) - około 15 węzłów (27,8 km/h) szybciej niż było to planowane."

Gdyby nie przypadek, nie zwróciłbym uwagi na fakt przekroczenia planowanej prędkości. W trakcie wyszukiwania informacji na temat tego testu znalazłem notkę prasową [23] gdzie czytamy:

"Carroll said a strong tailwind may have pushed the plane to more than the 140 miles per hour planned for the crash" - "Caroll powiedział, że silny wiatr od ogonamógł popchnąć go powyżej planowanej (prędkości) zderzenia do ponad 140 mil na godzinę."

Sprawdziłem jeszcze dane pogodowe w archiwum serwisu pogodowego Weather Underground.

I rzeczywiście, tego dnia między godzinami 13 a 18 wiał wiatr o sile między 15 a 21 mph (24 a 34 km/h) - zadziwiająca zbieżność z przekroczeniem planowanej prędkości o 15 mph.Skoro więc tylny wiatr wpłynął w zauważalny sposób na kilkudziesięcio-tonowy samolot, to tym bardziej wpłynął na trajektorię i długość lotu znacznie lżejszej odciętej końcówki prawego skrzydła DC-7. Na samym początku filmu poniżej widać silnie wiejący wiatr od ogona.

Film F2

A jak było w Smoleńsku? Według KBWL LP w Smoleńsku wiał wiatr przy ziemi z siłą 2-4 m/s (4,47-8,95 mph) z kierunku 110-130 stopni, a więc nie dosyć, że z boku w stosunku do samolotu, ale także był także 2-4.5 krotnie słabszy niż w czasie testu w Phoenix.

Mamy jeszcze ostatnie dane odzyskane z FMS Tu-154M. Na str. 493/695 załącznika nr 4 do raportu jest tabela 3-6 "Serial Number 281 Digital Outputs". W miejscu o współrzędnych N 54:49.471 E 032:03.126 o godzinie 06:41:02 (GMT) odnotowany został wiatr na dziób (Wind on Nose) o sile 3 kts (5,56 km/h = 1,54 m/s). Jaka była orientacja samolotu w tym momencie?

Wróćmy do testu. Żeby ułatwić analizę materiału zdjęciowego i filmowego organizatorzy testu przygotowali punkty referencyjne w postaci siatki linii, począwszy od przodu bariery dla podwozia głównego do szczytu mniejszego zbocza - co 25 stóp (7,62 m), oraz tyczki o wysokości 16 stóp (4,87 m) również rozmieszczone co 25 stóp.

Poniżej zdjęcia lotnicze z dwóch testów - z testu DC-7 (5b), oraz z testu L-1649 (5c), który odbył się w tym samym miejscu (zmniejszono nachylenia pierwszego zbocza o dwa stopnie), oraz dwa wykresy zmian prędkości samolotu z innego opracowania [12]. Przy okazji zauważyłem, że na zdjęciu 5b błędnie zaznaczona została linia 170 ft. Powinna być przesunięta w górę o jeden kwadrat (25 ft), lub oznakowana jako 145 ft.

5b (większy rozmiar)	5c (większy rozmiar)
5d (większy rozmiar)	5e (większy rozmiar)

Miejsca osadzenia słupów telefonicznych nie są jednakowe w obu testach. Z ilustracji 5c (L-1649) wynika, że prawy słup znajdował się w odleglości 183 ft (60+123) od bariery głównego podwozia, natomiast w przypadku DC-7 (5b) w odległości ok 75-80 ft (niebieskim kółkiem zaznaczyłem miejsce gdzie stał, a owalem - gdzie leży słup).

5f

Powyższy kadr na którym widać gdzie stały obydwa słupy pochodzi z filmu F2.

Film F3

Na zdjęciu poniżej zewnętrzny słup pokrywa się z wewnętrznym słupem ze względu na kąt patrzenia, natomiast ze względu na perspektywę i różne odległości tyczek i słupa do obserwatora, powstaje wrażenie, że słup stoi między 3 i 4 tyczką.

5g (większy rozmiar)

Dokładnego dystansu jaki pokonała urwana końcówka niestety nie znamy - na zdjęciu wrakowiska (5b) nie zaznaczono jej, a sama jakość kopii zdjęcia nie pozwala na jej identyfikację.W raporcie końcowym napisano tylko: "(...) outer twelve feet of the right wing was cut off. This section of the wing was found lying approximately half way up the 20 degree slope." -"(...) zewnętrzne dwanaście stóp prawego skrzydła zostało odcięte.Tą część skrzydła znaleziono leżącą mniej więcej w połowie 20-stopniowego zbocza."

Nie wiadomo jednak na ile precyzyjne jest to stwierdzenie, ponieważ na przykład w odniesieniu do szczytu tego wzniesienia napisano: "The top of the 20 degree rise was approximately 500 feet from the point of initial contact with the gear barriers." - "Szczyt 20-stopniowego wzniesienia znajdował się w odległości około 500 stóp (152,4 m) od punktu pierwszego kontaktu z barierami podwozia", natomiast na zdjęciu (5b) z raportu, szczyt zaznaczono linią 530 stóp (161,5 m).

W materiałach prasowych wysokość tego wzgórza określana była na 55 stóp [26][27][28], co przy kącie nachylenia 20 stopni pozwala wyliczyć długość zbocza (ok. 160 stóp) i jego podstawy (ok. 150 stóp). Z tego wynika, że końcówka leżała w odległości nie większej niż 115 m od słupa, a z uwagi na niepewność lokalizacji słupa i końcówki - gdzieś w przedziale od 105 do 115 m.

Przyjrzyjmy się teraz jak wyglądała trajektoria lotu końcówki. Z linkowanego wcześniej filmu wyselekcjonowałem interesujący mnie fragment, usunąłem powtarzające się klatki, poprawiłem trochę balans kolorów i spowolniłem prędkość nagrania. Ponumerowałem też klatki.

Film 4

Klatki filmu wykorzystałem do zrobienia panoramy terenu testu. Ręcznie zestawiłem "na zakładkę" poszczególne klatki z tego filmu, starając się jak najdokładniej nałożyć na siebie odpowiadające elementy. Nie jest to idealne nałożenie klatek ze względu na występowanie pewnych zniekształceń obrazu na poszczególnych klatkach. Jednocześnie, ponieważ ruch kamery w poziomie w czasie filmowania samolotu nie był jednostajny, stąd pewne różnice w grubości poszczególnych zakładek jakie pojawiły się przy nakładaniu klatek.

5h (większy rozmiar)

Byłem również ciekaw, jak zachowywała się końcówka na poszczególnych kadrach. Aby móc to obejrzeć, dodałem 100 px odstępy pomiędzy klatkami, a następnie wyciąłem paski o szerokości 100 px z samą tylko końcówką.

5i (większy rozmiar)

Żeby mieć pełen obraz przebiegu testu przygotowałem jeszcze jedno zestawienie. Na panoramę terenu testu naniosłem punkty (żółte kwadraciki) odzwierciedlające w przybliżeniu położenie środka urwanej końcówki na poszczególnych klatkach Filmu 2, oraz przybliżony profil terenu pod samolotem w oparciu o prezentowane wyżej zdjęcia i materiały filmowe. Cztery kolorowe zdjęcia pod panoramą są umieszczone na wysokości miejsc które pokazują.

5j (większy rozmiar)

5k (większy rozmiar) Samolot pozbawiony podwozia leci w powietrzu, skrzydło jest już przecięte, końcówka zaczyna odchylać się do góry ze względu na asymetrię sił aerodynamicznych. Widać również, że lotka  która zajmuje całą tylną krawędź, pod wpływem pędu powietrza odchyla się maksymalnie do tył

5l (większy rozmiar) Pojawia się ogień przy silniku, samolot wpada na pierwsze zbocze o nachyleniu 8 stopni.

5m (większy rozmiar) Urwana końcówka minęła ostatnią tyczkę referencyjną, która znajdowała się na wysokości szczytu pierwszego zbocza, czyli w odległości 255 stóp (77,4 m) od barier podwozia. Samolot przeskoczył pierwsze wzniesienie i zaraz zderzy się z drugim 20-stopniowym zboczem.

5n (większy rozmiar) Samolot jest na szczycie zbocza w odległości 530 stóp (161,5 m) od barier podwozia.

5o (większy rozmiar)

5p (większy rozmiar)

5q (większy rozmiar)

To co od razu rzuca się w oczy oglądając ilustrację 5j, to wyraźna korelacja między trajektorią samolotu, profilem i trajektorią urwanej końcówki. Wróćmy na chwilę do filmu nr 2, który pokazuje zdarzenie w zwolnionym tempie:

- Klatki 046 - 050 końcówka zaczyna opadać, coraz większy ogień przy silniku
- Klatki 051 - 056 końcówka przestaje opadać, następuje zapłon "mgły" paliwowej
- Klatki 057 - 065 końcówka która do tej pory wykonywała rotacje i zaczęła opadać, zaczyna się nagle wznosić w ślad za samolotem, który porusza się w górę wzdłuż zbocza, zmienia pozycję z / poprzez | by w końcu ustawić się \ w kierunku lotu
- Klatka 071 końcówka osiąga najwyższą wysokość i dalej zaczyna opadać

Jedynym wytłumaczeniem takiego "dziwnego" zachowania się końcówki jest zapłon chmury paliwa. Co to takiego ta chmura? Posłużę się cytatem [24]:

"In a crash, fuel is spilled in liquid form from broken fuel line and tanks, a premixed fuel vapor and air from the damaged engine induction system, and as fuel mist around the airplane when the spillage appears on the outside of the airplane while it is in motion.In the last case, the pressure and viscous forces of the air on the fuel rip it to mist that moves with the air around the airplane." - "Przy zderzeniu, paliwo rozlewa się w postaci ciekłej z uszkodzonego przewodu paliwowego i zbiorników paliwa, w postaci mieszanki oparów paliwa i powietrza z uszkodzonego układu ssania silnika, oraz jako mgła/chmura paliwa wokół samolotu, jeśli wyciek pojawił się na zewnątrz samolotu kiedy jest on w ruchu. W tym ostatnim przypadku, ciśnienie i siła lepkości powietrza działające na paliwo, rozrywają je na mgiełkę, która porusza się wraz z powietrzem otaczającym samolot."

Z kolei w opracowaniu [29] możemy przeczytać:

"Depending on the nature of the aircraft deceleration phase, the fuel mist could be projected ahead of the slowing aircraft, it could surround the slowing aircraft, or the fuel mist could trail behind. (...) Ignition of the mist occurred in as little as 0.6 second after impact. Flames spread rapidly through the mist (as fast as 45 ft/sec) as theflame front velocity was accelerated by the expanding burning mass of fuel and air." -"W zależności od rodzaju fazy w jakiej znajduje się spowalniający samolot, chmura paliwa może wyprzedzać samolot, może go otaczać, lub ciągnąć się za nim.(...) Zapłon chmury miał miejsce zaledwie 0,6 sekundy po zderzeniu. Płomienie szybko rozprzestrzeniły się w chmurze (45 ft/s = 13,71 m/s = 49,38 km/h), ponieważ prędkość czoła płomienia została przyspieszona przez rosnącą masę płonącego paliwa i powietrza."

Jeszcze raz opadanie końcówki i ponowne jej wznoszenie.

5r (większy rozmiar)

Co się więc takiego stało?

Urwana końcówka wraz z samolotem zbliżają się do pierwszego wzniesienia. Zaczyna się pożar przy silniku, który po chwili powoduje zapłon mieszanki oparów paliwa i rozdrobnionego pędem powietrza paliwa i oleju silnikowego. Zapłon chmury powoduje pojawienie się nagłej różnicy ciśnienia między "korytarzem" jakim porusza się chmura ognia, a "korytarzem" jakim leci urwana końcówka, powodując jej "zassanie" w kierunku lecącej chmury. Końcówka zaczyna się ustawiać największą powierzchnią w kierunku poruszającej się chmury. Ponieważ samolot w tym momencie porusza się już w górę po zboczu, przy jednoczesnym wietrze od ogona, końcówka zamiast opaść również zaczyna się wznosić podążająć za chmurą (zdjęcie 5p). Ze względu na rosnący opór powietrza na końcówce, jej prędkość zaczyna maleć w stosunku do poruszającego się samolotu, który pokonuje pierwsze zbocze i wpada na drugie - 20-stopniowe. Oddziaływanie chmury palącego się paliwa na lecącą końcówkę słabnie i końcówka zaczyna po paraboli opadać na ziemię.
Na filmach nie widać momentu upadku końcówki skrzydła, ale mogła jeszcze przynajmniej raz się odbić od ziemi, czy zostać uderzona z tyłu fragmentem samolotu zanim ostatecznie spoczęła na miejscu gdzie ją znaleziono. Gdyby któryś z tych czynników nie wystąpił - np. inna prędkość samolotu względem końcówki, inne ukształtowanie terenu, inny kierunek wiatru, czy w końcu brak zapłonu chmury paliwa, to ta końcówka nie poleciałaby tak daleko i upadłaby najprawdopodobniej w odległości 30-50 m od słupa.

Podsumowanie

W momencie kiedy zabierałem się do pracy nad notką nie znałem przekonywującej odpowiedzi na pytanie - dlaczego ta końcówka poleciała tak daleko. Miałem już wcześniej pewne podejrzenia, które nawet zasygnalizowałem pod notką Forda Prefecta poświęconą locie urwanej końcówki, ale były to tylko podejrzenia, które teraz przerodziły się w pewność. Tylko wyjątkowy zbieg okoliczności sprawił, że ta końcówka przeleciała dystans ponad 100 metrów. Powoływanie się więc na przykład crash-testu DC-7 przy tłumaczeniu dlaczego końcówka skrzydła Tu-154M znalazła się w odległości 111 metrów od brzozy, gdzie miało nastąpić jej oderwanie się od skrzydła jest według mnie chybione. Czy w Smoleńsku końcówka mogła się oderwać na brzozie? Jest to mało prawdopodobne, choć możliwe, gdyby pojawiły się dodatkowe czynniki (wybuch, podmuch wiatru), które spowodowałyby wydłużenie jej lotu.

Samym mechanizmem niszczenia i przecinania skrzydła DC-7 przez słup telefoniczny nie będę się zajmował - zostawiam to specjalistom od wytrzymałości materiałów i badania szybkozmiennych procesów dynamicznych. Może im przydać się także i to opracowanie [30] gdzie opisane są testy zderzeń sekcji skrzydła DC-7 ze zbiornikami paliwa.

W podobnym teście zderzeniowym o którym już krótko wspomniałem,  skrzydło samolotu Constellation L-1649 przecięło podobny słup do tego jaki użyto kilka miesięcy wcześniej w teście DC-7. Zacytuję fragment z późniejszego opracowania [29]:

"The behavior of the two aircraft structures during the tests were quite different. The DC-7  structure was of the older design technique using relatively ductile skin supported by longerons, etc. The Constellation used a newer stressed skin design incorporating high-strength, relatively low elongation, aluminum similar to today's aircraft. In addition, the Constellation Model 1649 contained a totally new wingstructure broke into many small, jagged pieces of metal on impact, as contrasted to the DC-7 structure, which tended to crumple, crush, and tear." of increased span incorporating huge chemically milled, machined skins. structure broke into many small, jagged pieces of metal on impact, as contrasted to the DC-7 structure, which tended to crumple, crush, and tear."- "Zachowanie się obu konstrukcji lotniczych w trakcie testów było bardzo różne. W konstrukcji DC-7 wykorzystany był projekt starszej techniki opartej na relatywnie plastycznym poszyciu wspomaganym dźwigarami, itp. W Constellation zastosowano nowszą konstrukcję poszycia, o wysokiej wytrzymałości, o stosunkowo niskiej ciągliwości, aluminium podobne do tego jakie stosowane jest w dzisiejszych samolotach. Ponadto Constellation Model 1649 miał całkowicie nowe skrzydło, o zwiększonej rozpiętości, gdzie zastosowano duże partie poszycia poddawanego chemicznemu frezowaniu. Konstrukcja Constellation rozpadła się przy uderzeniu na wiele małych, poszarpanych fragmentów metalu, w przeciwieństwie do konstrukcji DC-7, która miała tendencję do mięcia, zgniatania i miażdżenia".

Na zakończenie jeszcze kilka zdjęć z crash-testu DC-7 z 1964 r., małe zestawienie DC-7 i Tu-154M, a także zdjęcie z opracowania [25] opisującego testy zderzeniowe samolotów A3 i RB66.

(większy rozmiar)	(większy rozmiar)
(większy rozmiar)	(większy rozmiar)
(większy rozmiar)	(większy rozmiar)

 

	DC-7	Tu-154M
Długość	33,20 m	47,90 m
Wysokość	8,74 m	11,40 m
Szerokość kadłuba	3,18 m	3,80 m
Rozpiętość skrzydeł	35,81 m	37,55 m
Ilość dźwigarów	3	3
Powierzchnia nośna skrzydeł	135,92 m²	201,50 m²
Obciążenie skrzydeł	72,5 lb/ft² (353,88 kg/m²)	470 kg/m² (96,3 lb/ft²)
Maksymalna masa startowa	55 429 kg	100 000 kg
Prędkość maksymalna	650 km/h	950 km/h

 

1. FULL-SCALE DYNAMIC CRASH TEST OF A DOUGLAS DC-7 AIRCRAFT, 1965 - link
2. Ford Prefect, Lot Końcówki - Analiza Dc-7 - link
3. J. Gieras, "Hypothetical Collision Of Tu-154m With Birch Tree Versus Full-Scale Crash Dynamic Tests Of Dc-7 And Lc-1649" Prezentacja - link, Artykuł - link
4. Full-Scale Dynamic Crash Test Of A Lockheed Constellation Model 1649 Aircraft, Technical Report, October 1965 - link
5. Crash Simulation Of Transport Aircraft For Predicting Fuel Release, Simulation Of The Lockheed Constellation Model L-1649 Full-Scale Crash Test, October 1965, Final Report - link
6. Flight magazine, 1954, 1955, 1961, 1962, 1964
7. Airfoils - link
8. Wind-Tunnel Investigation of an NACA 23012 , 1941 - link
9. Advisory Circular, FAA, Maintenance Inspection Notes For Douglas Dc-6/7 Series Aircraft 1967
10. Lostflights - link
11. FAA gallery - link
12. FLOOR ACCELERATIONS AND PASSENGER INJURIES IN TRANSPORT AIRCRAFT ACCIDENTS, USAAVLABS TECHNICAL REPORT 67-16, May 1967
13. Flickr DC-7 - link
14. Delta C & S Air Lines, A Review of DC-7, 1954
15. John L. Whittle, Air-Britain The Douglas DC-6 & DC-7 Series, 1971
16. Santa Monica Airport, Aviation History - link
17. Flying magazine, November 1963
18. FAA database - link
19. CAB Investigates Cause of Trouble in Miracle Landing, Star News, October 17, 1962
20. Plane Crew Hailed For Skill In Crisis, The New York Times, October 21, 1962
21. UNITED EMERGENCY LANDING, 50 YEARS AGO, AT MATHER AFB, Rupanews, Journal of Retired United Pilots Association, September 2012
22. Federal Aviation Agency. Sixth Annual Report to the President and the Congress. Fiscal Year 1964
23. Experimental Plane Crash Exceeds Goal, Morning Herald Newspaper, April 25, 1964 - link
24. REPORT 1133-NATIONAL ADVISORY COMMITTEE FOR AERONAUTICS, MECHANISM OF START AND DEVELOPMENT OF AIRCRAFT CRASH FIRES, 1953 - link
25. FULL-SCALE AIRCRAFT CRASH TESTS OF MODIFIED JET FUEL, Robert H. Ahlers, 1977 - link
26. Machine Design, July 1, 1965
27. Compressed Air Magazine, 1964
28. Science Digest, August 1964
29. A Study of Transport Airplane Crash-Resistant Fuel Systems, 2002 - link
30. AN INVESTIGATION OF METHODS TO CONTROL POST-CRASH FUEL SPILL FROM INTEGRAL FUEL TANKS, 1971 - link
31. San Diego Air & Space Museum Archives
32. gettyimages
33. itnsource.com
34. Movie Tone
35. Raport PKBWL LP