Почему не снижается количество катастроф в авиации

Кроки разрушенного самолёта Ту-154Б-2 в районе Сочи

Сразу после крушения рассматривалось множество версий причин катастрофы, вплоть до террористического акта. Ранее сходились на технической неисправности на борту самолёта, связанной с отказом системы управления закрылками.

При этом комиссией не рассматривается версия, характеризующая достаточно сложный скрытый отказ в электрооборудовании самолёта, связанный с нарушением целостности электрической цепи, приводимым к пожару, взрыву или к формированию опасной ложной команды (донесения). Это объясняется отсутствием соответствующей нормативной базы и самого прибора на борту самолёта, способного обнаружить данный отказ, а также незнанием членами комиссии алгоритма поиска его признаков среди оставшихся обломков самолёта.

Тем не менее, комиссия уже сегодня смогла бы сформулировать указанную версию причины катастрофы данного самолёта путём проведения минимума необходимых действий по выявлению основных её признаков следующих нарушений:

- клеммное соединение провода с коммутационным силовым элементом системы электроснабжения самолёта. Основные признаки – сваривание клемм, их оплавление или неплотный контакт;

- изменение внешнего вида и состояния электрических жгутов и кабелей, проводящих электрические сигналы на выходные элементы механизации крыла (перемещение закрылков, предкрылков, интерцепторов, элеронов, руля высоты, руля направления и стабилизатора) и других элементов системы управления самолётом. Основные признаки – изменение цвета провода, оплавление или обугливание его изоляции, вспучивание компауда кабеля;

- обрыв провода или его механическое соединение с элементами конструкции системы управления. Основные признаки – ослабление винтового соединения или нарушение качества пайки, обгорание места контакта провода в штепсельном разъёме, выплавление контактной ножки от соединителя бортового прибора, оставшейся в штепсельном разъёме кабеля;

- подгорание контактного поля штепсельного разъёма прибора и кабеля из-за дугового воздействия на него и другие нарушения.

Выявление указанных признаков направлено на определение места возможного нарушения целостности конкретной электрической цепи на борту самолёта, являющейся отправной точкой к определению первопричины катастрофы.

Указанный отказ невидим для бортовых технических средств контроля и поэтому он не мог быть зарегистрирован «чёрным ящиком». Исходя из этого, члены комиссия могли прийти к ошибочному выводу об исправности самолёта, в условиях чего остановились на возможной версии ошибки пилота: «Вместо того, чтобы убрать шасси, пилот убрал закрылки». А ведь до выполнения штатной команды УБРАТЬ ШАССИ несанкционированно убрать или выпустить закрылки могла та самая упомянутая ранее ложная команда.

Из этого может следовать, что экипаж до уборки шасси мог заметить аварийную ситуацию: либо закрылки пошли на нештатное повышение угла их раскрытия свыше 28^о, либо пошли на нештатную преждевременную их уборку. Экипаж, скорее всего, верно оценил первую ситуацию и правильно действовал по уборке закрылков, но, как будет показано ниже, его действия невозможно было исполнить ввиду высокой вероятности неизбежности надвигающейся катастрофы, которую они уже могли предвидеть при оценке сложившейся ситуации. Если бы имела место вторая ситуация, высококлассному экипажу, скорее всего, удалось бы вернуться в Адлер и осуществить аварийную посадку.

Исходя из сказанного, представляется целесообразным рассмотреть два возможных варианта версии первопричины «нарушение целостности электрической цепи», вызванного разрывом провода питания +27В внутри жгута (кабеля) на борту самолёта.

В рамках данной статьи не представляется возможным рассмотреть другие варианты этой версии, к которым могут относиться отказы управления предкрылками, интерцепторами, рулями высоты и направления, стабилизатором, гидросистемами и др. элементами управления, влияющими на возможность их проявления в данной катастрофе. При этом важно, что ни один из этих вариантов не рассматривался комиссией по расследованию данной катастрофы.

Вариант 1. Нештатный выпуск закрылков.

Данный вариант может подтверждать информацию из СМИ therussiantimes.com от 23.02.2017: «За несколько секунд до крушения в Черное море один из пилотов сообщил своему коллеге, что произошло нечто непоправимое с закрылками».

Исходное состояние закрылков самолёта на момент отрыва колёс шасси самолёта от взлётно-посадочной полосы: переключатель выпуска и уборки закрылков установлен в положение «ЗАКРЫЛКИ-28». «Закрылки раскрыты на угол 28^о.

Как показывает анализ системы механизации крыла самолёта, нарушение целостности электрической цепи могло произойти, например, в месте возможного разрыва провода питания +27В внутри жгута или кабеля (рис.1), а, может быть, в месте соединения проводов какого-либо штепсельного разъёма или клеммного соединения.

Можно предположить, что процесс плавления изоляции провода +27В начался на подготовительном этапе самолёта к взлёту. К этому времени за счёт предшествующих рейсов самолёта неконтролируемая ширина искрового промежутка постепенно увеличивалась и расширилась до величины, достаточной для достижения температуры плавления изоляции, после чего момент замыкания проводов могла образоваться ложная команда на выпуск закрылков, прошедшая на электрогидроклапан ЭГК 1, который открылся и направил гидрожидкость под давлением 210±30 кгс/см² на гидродвигатель 1. При этом гидродвигатель 2 (канал 2) занимал статическое положение, поэтому вал дифференциала вращался с двое меньшей скоростью. Выходной вал рулевого привода РП-60-1, воздействуя через трансмиссию на подъёмники, увеличивал угол закрылков в диапазоне 28^о – 45^о, тем самым повышая подъёмную силу самолёта и увеличивая угол его тангажа (задирая нос) и тем самым уменьшая его скорость. В момент достижения критического угла атаки самолёт мог потерять устойчивость в направлении движения по курсу.

Функциональная схема формирования ложной команды на выпуск закрылков

В данной ситуации приостановить выпуск закрылков было невозможным. От момента замыкания проводов в жгуте ложная команда (сигнал +27 В) могла непрерывно или эпизодически присутствовать на обмотке электрогидроклапана ЭГК 1, гидрожидкость поступала на гидродвигатель 1, выходной вал рулевого привода РП-60-1 через трансмиссию и подъёмники нештатно и увеличивал угол раскрытия закрылков от 28^о к 45^о. Об этих самых внезапных 10 секундахособой ситуации говорили начальник службы безопасности полетов авиации ВС РФ и Председатель Госкомиссии, подтверждая нештатную работу техники.

В условиях сильного задира носа самолёта, тем более в условиях малых высоты и скорости катастрофа могла стать неизбежной.

Возможность проявления рассматриваемой версии подтверждается записью бортового самописца: «На третьей минуте полёта, когда лайнер

находился на высоте 450 метров над уровнем моря, сработали датчики системы курсовой устойчивости», затем машина стала резко терять высоту из-за проблем с закрылками.

Кроме этого, закрылки, имеющие нештатное повышенное раскрытие при взлёте (28^о÷45^о), могли подвергаться воздействию высокого аэродинамического воздушного напора, рассчитанного только на угол раскрытия закрылок не более 28^о. Закрылки его могли не выдержать при скорости 370 км/час и наиболее слабые из них могло сорвать этим воздушным потоком, что, в результате могло привести к механическому разрушению функционально важных элементов самолёта ещё в процессе его аварийного полёта, что и определило большую площадь их разброса.

Можно предположить, что командир верно оценил критичность ситуации, для выхода из которой экипаж делал всё возможное.

Но ситуация могла ещё более усложниться возможными штатными действиями экипажа, обусловленными его попыткой уменьшить нарастающий опасный угол атаки самолёта.

Экипаж самолёта, скорее всего, заметивший нарастающий угол выпуска закрылков, за эти 10 секундособой ситуации мог успеть подать штатную команду на их уборку, включив электрогидроклапан ЭГК 2. Как было сказано, на ЭГК 1 уже действовала нештатная ложная команда на выпуск закрылков. Гидрожидкость с выходов обоих ЭГК 1 и ЭГК 2, встречаясь одновременно на входе гидродвигателя 1, и создавая на нём нештатное встречно направленное и уравновешенное высокое давление 210±30 кгс/см², прекращает вращение выходного вала гидродвигателя 1 (как бы заклинивает его).

При этом создаётся нештатная двукратная нагрузка, которая могла привести к разрушению не только самого гидродвигателя, но и дифференциала, гидропривода РП-60-1, а также крыла, в целом.

На кроках разрушенного самолёта, представленного на рис.2, хорошо видны места разрушения элементов механизации левого крыла самолёта и разрыва самого крыла.

Вариант 2. Нештатная уборка закрылков.

Вариант, более вероятный и опасный по сравнению с предполагаемой версией комиссии об ошибке пилота.

Последствие: формирование ложной команды на уборку закрылков в системе механизации крыла.

Исходное состояние закрылков самолёта до подачи команды на уборку шасси самолёта: переключатель выпуска и уборки закрылков установлен в положение «ЗАКРЫЛКИ-28»; «Закрылки раскрыты на угол 28^о, соответствующий начальному этапу взлёта самолёта.

В результате плавления изоляции оголённый провод передачи команды на уборку закрылков мог оказаться прижатым другими проводами к оголённому проводу питания +27В.

В момент замыкания проводов на электрогидроклапан ЭГК2 прошла и начала действовать ложная команда на уборку закрылков. электрогидроклапан открылся, в результате чего гидрожидкость под давлением 210±30 кгс/см² поступила на гидродвигатель 1.

Выходной вал рулевого привода РП-60-1, воздействуя через трансмиссию на подъёмники, стал уменьшать угол раскрытия закрылков с 28^о до 0^о, пропуская штатную остановку на угле 15^о. В этом случае при преждевременном малом раскрытии механизации крыла самолёта (в том числе предкрылков и стабилизатора), его подъёмная сила, скорость и высота стали недостаточными для обеспечения устойчивого взлёта, в результате чего могла произойти катастрофа.

Но ситуация могла ещё более усложниться возможными штатными действиями экипажа, обусловленными его попыткой приостановить уборку закрылков.

Экипаж самолёта, скорее всего, заметивший уменьшение угла раскрытия закрылков, мог успеть подать штатную команду на их выпуск, включив электрогидроклапан ЭГК 1. Как было сказано, на ЭГК 2 уже действовала нештатная ложная команда на уборку закрылков. Далее, как это предполагается в варианте 1, наступают 10 секунд особой ситуации, после которых начинает разрушаться самолёт.

Приведенные и подобные им ситуации не отражаются в соответствующих технических регламентах, в конструкторской и эксплуатационной документации. В этих условиях ни момент возникновения указанной дуги (может быть, задолго до катастрофы), ни процесс её развития (от минуты до суток и более) не выявлялись, не анализировались, не регистрировались бортовым самописцем. Поэтому не мог выдаваться предупреждающий сигнал о соответствующем уровне опасности. В этом случае члены комиссии и прокуратура, расследующие данное и более ранние происшествия, по результатам записей «чёрных ящиков» имели юридическое основание для утверждения об исправном техническом состоянии самолёта, хотя фактически эти утверждения могли оказаться ложными. Это тянуло за собой отсутствие факта установления первопричины происшествия с обязательными его опасными последствиями в будущем.

Такое стечение обстоятельств могло сказаться в прошлом 2016 году при катастрофах самолётов Боинг-777 в Доминиканской республике 10 февраля, Боинг-737 в Ростове н/Дону 19 марта, А320 над Средиземным морем 19 мая, ВАе-146 в Колумбии 29 ноября и других самолётов.

Из-за неточности диагностики техники могли следовать возможные ошибки экспертов в отношении вины экипажа. На практике возникают ситуации, когда пилоты, сами погибающие или травмируемые в авиационном происшествии, несправедливо обвиняются в его причине.

При этом само понятие «человеческий фактор» не всегда оправданно распространяется только на пострадавших пилотов, не охватывая при этом конструктора-разработчика авиационной техники и должностных лиц, непосредственно отвечающих за безопасность полёта воздушного судна.

На день написания данной статьи не берёмся предполагать окончательное решение Правительственной Комиссии, однако хотелось бы видеть в её рекомендациях основополагающий аспект предотвращения катастроф и аварий в авиации в будущем, направленный в адрес Государственного НИИ Гражданской Авиации, а именно: «На основе известного в России и в мире технического решения, способного выявлять дефектную дугу и предотвращать аварию и катастрофу от объекта, разработать устройство защиты самолёта или другого воздушного судна. По положительным испытаниям созданной разработки выдать в межгосударственный авиационный Комитет предложения о внесении соответствующих пунктов в Нормы лётной годности воздушных судов, как обязательного условия их сертификации».

Внедрение такого устройства значительно снизит количество аварий и катастроф в авиации, а, значит, и сохранит многие человеческие жизни

В Заключении хотелось бы напомнить содержание пункта 2 статьи 95 раздела 14 Федерального Закона «Воздушный кодекс РФ», в котором говорится, что целями расследования авиационного происшествия является установление причин авиационного происшествия и принятие мер по их предотвращению в будущем.