Антон Кайдалов
Загадки авиакатастроф: истории из черного ящика
Почти каждое авиационное происшествие порождает доказательства, которые необходимо понять и правильно оценить, чтобы понять течение и причины авиационного происшествия и чтобы принять меры по предотвращению происшествий в будущем.[1]
© Кайдалов Антон, текст, 2024.
© ООО «Издательство АСТ», 2024.
Вступление
Человечество всегда стремилось научиться летать! Высота манит, волнует, очаровывает… А потому лучшие умы на протяжении столетий трудились над разгадками секретов полета. От древних греков до Леонардо Да Винчи, Сэра Кейли, Отто Лилиенталя и капитана первого ранга Александра Федоровича Можайского. И главным образцом для подражания при создании первых летательных аппаратов являлись, конечно же, птицы.
Но уже в конце XVIII века братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье решили пойти по другому пути и создать летательный аппарат легче воздуха. Так, летом 1783 года широкой публике был продемонстрирован первый в мире воздушный шар. Изделие за 10 минут поднялось на высоту примерно 1,5–2 километра, после чего благополучно опустилось на землю. Однако дальнейший опыт их применения показал, что воздушные шары были слишком большими и плохо управляемыми, а исход полета очень сильно зависел от погоды.
В конце XIX века на воздушные шары стали ставить двигатели. Получился поистине летающий кит – дирижабль. Но век медлительных, плохо слушающихся рулей монстров был недолог. Несколько катастроф дирижаблей в 30-х годах ХХ века, а также низкая экономическая эффективность стали им приговором.
Дерзновенный штурм неба уже на крылатых аппаратах начался в конце XIX – начале ХХ века. И до сих пор неизвестно, чей механизм оторвался от земли первым: биплан Шанюта-Херринга, самолет братьев Райт или паролет А. Ф. Можайского. Но, к сожалению, порой созданное человеком имеет свойство выходить из строя в самый неподходящий момент. И паролет Можайского, и «flyer» братьев Райт в свое время попали в серьезные авиационные инциденты, которые сегодня были бы классифицированы как аварии. Вообще, нужно сказать, что пионеры авиации заплатили высокую цену за возможность летать. По оценкам историков авиации средняя продолжительность профессиональной жизни первых авиаторов не превышала трех лет.
Человеческое тело абсолютно непригодно к полетам. Мы не обладаем орлиным зрением или системой ориентации перелетных птиц. Да и аэродинамические свойства человеческого тела сродни летучести топора. Мы чужды воздушному океану, отторгающему каждого, кто нарушает его законы.
Недостаточно просто построить летательный аппарат. Для успешных полетов необходимо освоить много научных дисциплин и процессов. Профессия «пилот» требует огромной отдачи, терпения, сил и труда. Поначалу пилотам приходится проходить курсы по предметам, не связанным напрямую с летательными аппаратами: от метеорологии до орнитологии, от медицины до географии. А позже – постоянное обучение и повышение квалификации: зачеты, экзамены, тесты, тренажеры. Пилоты учатся всю жизнь.
Во время полета летчику приходится ежесекундно анализировать огромное количество информации, связанной как напрямую с работой летательного аппарата, так и с внешними условиями полета. Особенностью летной работы является то, что скорость протекающих процессов значительно превышает скорость процессов, к которым привыкла человеческая психика. Это хорошо заметно во время быстрой езды, когда с увеличением скорости развивается туннельное зрение. Тогда наш мозг приоритизирует информацию и перестает воспринимать все возрастающий ее поток.
То же самое происходит и в полете. Есть несколько десятков основных параметров, которые необходимо одновременно контролировать и анализировать. Ведь информация о работе воздушного судна и воздушной обстановке меняется ежесекундно. И нет возможности остановиться, отдохнуть и собраться с мыслями.
Во взаимодействии летательного аппарата и человека лежат причины большинства серьезных авиационных происшествий. Либо пилот в какой-то момент перестает понимать свой самолет, или самолет перестает понимать, что от него хочет пилот. Иногда во взаимодействие «пилот-самолет» вмешивается погода или какие-либо иные внешние факторы. И если пилот вовремя не распознал, что и как воздействует на него и его «крылья», печальный исход неизбежен.
К слову, именно так произошла первая известная в истории авиационная катастрофа. Легенда гласит, что пилот по имени Икар не учел конструктивных особенностей своего летательного аппарата и в самый неподходящий момент подставил его под внешнюю силу – Солнце, которая его разрушила. Это наиболее раннее описание принципа: «всегда оставаться в зоне и своего комфорта и в зоне эксплуатационных возможностей летательного аппарата».
Пилот по своей сути – это стратег. И первое, чему должен научиться каждый пилот – это «лететь впереди самолета». Самое страшное начинается тогда, когда экипаж «опаздывает» за своим самолетом. Поэтому продумывание каждого следующего шага и прогнозирование нештатных ситуаций подготавливает психику и снимает часть работы по осмыслению тогда, когда такая ситуация происходит. У летчиков-испытателей и боевых летчиков это единственно возможный вариант работы. Он включает длительную предполетную подготовку, пешие полеты, отработку полета в кабине на земле и т. д.
Все это имеет только одну цель – не допустить ситуации, когда сознание, психика и мозг останутся со сложной ситуацией один на один. В таком случае человек гарантировано не справится. Нескончаемый поток информации, постоянный анализ техники и самоанализ, а также необходимость принятия немедленных решений создадут ситуацию, сходную с зависанием компьютера, когда он перестает воспринимать информацию и исполнять команды. Обстоятельство, к сожалению, неустранимое, пока самолетом управляет человек. Полностью передать управление летательным аппаратом компьютеру на данный момент не получается. А у нашего мозга пока есть возможности чувствовать ситуацию лучше, чем у искусственного интеллекта.
Еще одной распространенной причиной авиационных катастроф являются проблемы с техникой. Авиация развивается, а, следовательно, и летательные аппараты совершенствуются и усложняются. И чем сложнее механизм, чем больше в нем взаимосвязанных и взаимозависимых деталей, узлов и агрегатов, тем больше вероятность того, что даже самая небольшая поломка может вызвать цепь событий, которые приведут к катастрофе.
Согласно правилу, сформулированному в 40-х годах прошлого века американским авиационным инженером-конструктором Эдвардом Мерфи: «нельзя создать механизм, который не будет выходить из строя в процессе эксплуатации». Вся история транспортных средств – это история погони за неким магическим набором решений, применение которых позволит создать абсолютно надежный, экономичный и экологичный механизм.
Любой летательный аппарат – это компромисс желаний и возможностей. Поэтому построить абсолютно надежный летательный аппарат пока нереально. Но все к этому стремятся. Авиастроение традиционно находится на острие погони за совершенством. В данном процессе всегда происходит борьба между различными интересами.
Прочнистам для достижения абсолютной прочности конструкции нужен большой вес, что абсолютно не устраивает двигателистов, компоновшиков и аэродинамиков. Для летучести аэродинамикам нужно прямое толстое крыло, что неприемлемо для двигателистов. Двигателисты вообще называют планер средством безопасной доставки двигателя по воздуху из точки А в точку Б и все, что их интересует – это сколько можно разместить топлива и где. Компоновщикам же нужно, чтобы самолет был легче пушинки, двигатели потребляли одну каплю в час, а крыло было очень тонким. Их цель – перенести пассажиров и грузы за сущие копейки на (желательно) гиперзвуковой скорости.
И третья группа причин авиационных катастроф – внешнее воздействие. От забывчивых техников и невнимательных диспетчеров до птиц, гроз, ветра, льда, захватчиков и… человеческой жадности…
Причины авиакатастроф универсальны, так же как и человеческая натура. Принципы авиационного дизайна и правила эксплуатации техники также универсальны, поскольку основаны на точных науках и законах воздушного океана, которые не знают национальных границ. А это диктует необходимость широчайшей международной кооперации и унификации всего, что связано с проектированием и эксплуатацией авиационной техники. Осознание этой необходимости пришло к человечеству в начале ХХ века. В 1929 году была принята первая Международная конвенция, унифицировавшая некоторые правила авиационных перевозок. Расцвет международного регулирования гражданской авиации пришелся на послевоенный период с принятием в 1944 году Конвенции о международной гражданской авиации и созданием Международной Организации Гражданской Авиации (ICAO).
Большинство государств-членов ICAO внесли в свое национальное законодательство не только стандарты, но и большинство рекомендаций, так или иначе касающихся обеспечения безопасности полетов, выработанные международной организацией на протяжении своей истории. И это неудивительно. Данные правила в буквальном смысле пишутся кровью пилотов и, к сожалению, пассажиров.
Каждая из катастроф, описанная в настоящем сборнике, послужила в той или иной степени основой для совершенствования правил безопасности полетов. Тем самым вносится скромный, но кровавый вклад для сохранения гражданской авиации как самого безопасного вида транспорта. Тем более обидно, когда случайное стечение обстоятельств, перегоревшая лампочка или забытый в воздухозаборнике ключ приводят к гибели людей и уничтожению самого красивого творения человеческой инженерной мысли – самолета.
В отличие от автомобильных, практически каждая авиационная катастрофа попадает на первые страницы мировых СМИ. За расследованиями следят как специалисты, так и журналисты, блогеры и просто любители авиации. Поскольку расследования длятся не один месяц, а судебные процессы иногда затягиваются на годы, невольно создается впечатление, что гражданская авиация – гораздо более опасный вид транспорта, чем он есть на самом деле. Однако это не более чем происки СМИ ради громких заголовков, фокусирующихся на каком-то одном обстоятельстве в цепочке причин. И уже много лет количество погибших в мире в авиакатастрофах не превышает нескольких сотен человек из более чем трех миллиардов пассажиров, перевозимых ежегодно.
Этот сборник – лучшее напоминание о том, какой ценой обеспечивается безопасность самого надежного в мире вида транспорта.
Сборник рассчитан на широкого читателя. Авторы старались описать сложные процессы развития авиакатастроф и их технических причин максимально простым языком, чтобы даже далекий от авиации читатель мог понять, о чем идет речь. Так что да простят нам авиаторы такие слова, как «правое/левое крыло» вместо полуплоскостей, «хвост» вместо стабилизатора, метры вместо футов и прочее. В то же время мы стремились рассказать истории без присущей множеству подобных публикаций и сериям телевизионных программ примитивизации.
Желаем Вам безопасных полетов!
Для расшифровок
БИ – бортинженер
БМ – бортмеханик
БП – бортпроводник
Д – диспетчер
КВС – командир воздушного судна
2П – второй пилот
2П-ст – второй пилот-стажер
Э – неустановленный член экипажа
ШТ – штурман
Глава 1. Ту-154
Ту-154 – самый массовый советский реактивный пассажирский самолет. До конца 2000-х годов оставался одним из основных самолетов на маршрутах средней дальности в России. Также активно эксплуатировался в нескольких иностранных авиакомпаниях. Первый полет он совершил еще в 1968 году. В России его гражданская эксплуатация завершилась в 2020 году. Но, по разным данным, Ту-154 до сих пор выполняет коммерческие перевозки в КНДР.
Всего в СССР и в России было построено 1026 этих самолетов разных модификаций. В процессе эксплуатации Ту-154 постоянно модернизировался, в том числе с учетом выводов и рекомендаций по результатам расследований аварий.
В результате катастроф и серьезных аварий был потерян 71 Ту-154. Всего в этих происшествиях погибли 3078 человек. В этой главе мы расскажем о самых значимых из них.
«Андрюха, не паникуй!» Катастрофа Ту-154 под Донецком
22 августа 2006 года Ту-154М авиакомпании «Пулково» вылетел из Анапы в Санкт-Петербург. Командиром воздушного судна был очень опытный пилот – 49-летний Иван Корогодин. Он налетал более 12 тысяч часов, около половины из них на Ту-154 (2349 в должности КВС). Второй пилот, 59-летний Владимир Онищенко, имел налет более 11 тысяч часов, 2200 из них на Ту-154. Он находился в кабине, но участия в пилотировании не принимал. На его месте в правом кресле сидел 23-летний второй пилот-стажер Андрей Ходневич. Также в кабине были штурман, 36-летний Игорь Левченко, и бортинженер, 51-летний Виктор Макаров. В салоне 5 бортпроводников обслуживали 160 пассажиров. Кроме штурмана, все остальные члены летного экипажа осваивали Ту-154 в постсоветский период. Это на первый взгляд незначительное обстоятельство сыграет немаловажную роль в этой трагедии.
Взлет прошел гладко. Когда самолет вошел в воздушное пространство Украины, диспетчеры в Харькове не предупредили экипаж о наличии впереди прямо по курсу следования грозового фронта, который в тот момент находился на удалении примерно 100 километров. В итоге сложилась ситуация, что лайнер летел курсом прямо на грозовой фронт, а пилоты не имели никаких данных о его размерах. Это не позволило экипажу правильно оценить обстановку и принять решение об изменении маршрута.
Когда самолет набрал 11 000 метров, штурман, вероятно, понял, что высота облачности не позволяет обойти грозовой фронт сверху, и запросил разрешение диспетчера на набор 11 600 метров. КВС сказал уточнить причину: «По грозе…». Диспетчер разрешение дал.
ШТ: Сейчас быстрей набрать надо.
Э: Режим 90.
Э: Через двадцать (нрзб) контроль будет.
КВС: Режим сохраняем.
ШТ: «Харьков-Радар», Пулково 6-12, разрешите набор 3-8-0.
КВС: По «Грозе» скажи.
Д: Пулково 612, следуйте эшелон[2] полета 3-6-0 LISPO.
Звуковой сигнал.
ШТ: Разрешите набрать 3-8-0.
Д: Пулково 612, набирайте эшелон полета 3-8-0.
Э: (нрзб) Ну вот (нрзб).
ШТ: Набираю эшелон полета 3-8-0, Пулково 6-12.
Лайнер летел прямо в грозу, причем на высоте, близкой к максимально допустимой (12 100 метров) для самолета с текущей полетной массой и центровкой. До грозового фронта в тот момент оставалось около 50 км, что оставляло возможность для его обхода или возврата на аэродром вылета. Однако, КВС продолжал набор высоты прежним курсом. Впоследствии комиссия выявит у него склонность к риску и недооценке последствий, а также некритичность со склонностью к отрицанию негативной информации.
ШТ: (нрзб) с провалами, ***.
КВС: Надо ее, наверное, выше (нрзб).
Э: Ой, Андрюшка сдрейфил.
Э: (смех).
Э: Андрей.
Э: Так, вроде светленько.
Э: Нормально.
ШТ: Вот сверху тут (нрзб).
Согласно руководству по летной эксплуатации, запас высоты при обходе грозовой облачности сверху должен быть не менее 500 метров, что в текущих условиях не обеспечивалось. Видимо оценив это, экипаж запросил разрешение на обход грозы слева. Диспетчер дал разрешение, но к этому моменту очаг грозы уже находился в непосредственной близости к курсу самолета. Экипаж изменил курс, но для обхода грозовой облачности этого было недостаточно.
Когда самолет вошел в грозовой фронт, началась турбулентность. Экипаж продолжал полет на скорости ниже рекомендованной (450 км/ч). Судя по всему, КВС осознавал, что в случае дальнейшего набора высоты сужается диапазон скоростей для пилотирования, повышается вероятность возникновения колебаний, особенно в условиях турбулентности, уменьшается запас по углу атаки[3] и располагаемая тяга двигателей. Но в то же время он стремился выбраться из грозы, поэтому дал команду запросить разрешение подняться еще выше, до 11 900 метров.
КВС: Давай временно 400 или какой, ***, а то это *** полная, да. Проси 390, а то нам не обойти ***.
ШТ: Переключил.
ШТ: «Контроль», Пулково 6-12.
Д: Пулковский 612-й, слушаю вас.
КВС: Добавляй, да.
ШТ: Пулково 6-12, разрешите набор временно эшелон 3-9-0.
КВС: Сильная болтанка и т. д. скажи.
Д: Пулковский 612-й, набирайте 3-9-0.
ШТ: Набираем эшелон 3-9-0. Спасибо большое, Пулково 6-12.
КВС: Еще *** наберем его.
КВС: 3-9-0.
КВС: Набираем.
КВС: Куда от них уйти, ***.
Э: Гроза внизу.
В процессе набора на самолет обрушился град. Скорость полета упала, в том числе из-за включения противообледенительной системы двигателей. Когда лайнер достиг заданного эшелона, экипаж, вероятно, включил режим стабилизации высоты. Автопилот отклонил руль высоты на пикирование, что привело к колебаниям вертикальной перегрузки. Штурвал был взят на себя, из-за чего произошло увеличение угла атаки до критических значений и сработал автомат углов атаки и сигнализации перегрузок (АУАСП).
КВС Ни *** ***, ***.
КВС Мама не горюй, ***.
КВС: Опа, *** еще и град, ***, ***.
КВС: Да я (нрзб).
КВС: Там куда-нибудь можно в сторонку, Игорек отойди еще.
КВС: Игореш.
КВС: Игорь!
ШТ: Что?
КВС: В сторону можно куда-нибудь еще от нее отойти, ***?
Э: (нрзб) нет.
КВС: Скажи, заняли 390, Андрюха, ***.
2П-ст: Пулково 612, заняли эшелон 390.
Звуковой сигнал АУАСП
Затем экипаж отключил автоматический режим стабилизации. В данный момент приборная скорость полета составляла 420 км/ч и продолжала уменьшаться, угол атаки был 6°. Самолет разбалансировался в продольном и боковом каналах.
Чтобы увеличить запас по углу атаки, надо было начинать снижение, что и предложил один из членов экипажа (вероятно, второй пилот) во время очередного срабатывания АУАСП. Однако главной опасностью для командира являлось попадание самолета в центр грозовой активности, а это он как раз и ассоциировал со снижением. Поэтому он ответил отказом и дал команду установить двигателям номинальный режим работы. Другие члены экипажа не осуществляли необходимого контроля за скоростью, углом атаки и другими параметрами полета и не информировали КВС о выходе этих параметров за допустимые пределы.
Звуковой сигнал АУАСП
Э: Снижаемся (нрзб). Углы, углы.
КВС: Куда снижаемся, *** дураки! ***.
КВС: Ставь номинал на ***.
БИ: Номинал.
Звуковой сигнал АУАСП
Возникшие после отключения автоматики колебания КВС пытался погасить движениями штурвала на себя – от себя. Он хотел удержать самолет на заданной высоте. Эти неграмотные действия в сочетании с другими привели к развитию расходящихся колебаний по тангажу[4], углу атаки и увеличению перегрузки. Самолет начал задирать нос, а скорость падала. При этом никто из членов экипажа не добавил двигателям оборотов, увеличив тем самым тягу для компенсации потери скорости.
Несмотря на появившиеся признаки приближения к сваливанию[5] (ощутимая тряска штурвала[6]), КВС не осознал реальную опасность и не перевел самолет в снижение отдачей штурвала от себя. В результате лайнер на углах атаки, превышающих предельно допустимые, попал в режим аэродинамического подхвата, то есть самолет непроизвольно задрал нос и за пять секунд поднялся почти на 400 метров. При этом правый крен достиг 50°, а угол тангажа – 45,7°. В этот момент приборная скорость упала до нуля (произошла полная потеря подъемной силы), самоотключились боковые двигатели и Ту-154 свалился в плоский штопор[7].
КВС: Сильная болтанка скажи, ***.
ШТ: Сильная болтанка.
Д: Пулковский 612-й, снижайтесь 3-6-0.
КВС: Снижаемся, ***.
Звуковой сигнал ВБЭ
Звуковой сигнал АУАСП
КВС: Спокойно, все держим.
КВС: Держим, ***.
БИ: Генераторы вылетают.
БИ: Помпаж[8]. Снижайся, Ваня. Помпаж.
КВС: Смотри по КИ-13-му. Крены.
Э: (нрзб) нормально, нормально(нрзб).
КВС: Скорости смотрите, скорости!
Э: Ну, упала чуток.
КВС: (нрзб) ***, в штопор свалимся.
На данном этапе экипаж уже не контролировал свой самолет и не понимал, что с ним происходит. Пилоты пропустили момент, когда самолет перешел в неуправляемое падение. При этом не было зафиксировано ни одной попытки экипажа отдать штурвал «от себя». Вместо этого пилоты тянули на себя, что было абсолютно неэффективно. Анализ переговоров экипажа свидетельствует о полном отсутствии понимания того, что происходит, и беспомощности пилотов, в первую очередь, КВС.
КВС: У нас все выбило.
БИ: Я понимаю.
Э: Только куражимся.
БИ: Правильно.
КВС Вова, давай командуй.
2П: Я не знаю, по-моему, влево надо.
ШТ: Влево, Ваня.
КВС: Беру влево.
Э: (Шасси) выпустить(им)?
ШТ: Снижаемся, снижаемся.
Э: Во-во влево, давай, давай, нормально.
Э: (нрзб) вверх, вверх.
Э: Высотомеры.
Осознав катастрофичность ситуации, КВС велел передать сигнал бедствия «SOS», что и было выполнено вторым пилотом-стажером. Самолет находился в штопоре 2,5 минуты, после чего запись самописца оборвалась.
КВС: На себя, на себя, на себя, на себя, на себя. Андрюха, тяни на себя. Андрюха, тяни на себя. А себя, Андрюха теперь (нрзб).
КВС: Режим взлетный.
Э: Левая нога, крен убери.
2П-ст: (нрзб) (Не убивайте).
КВС: Андрюха, не паникуй!
Э: …
КВС: (Земля).
Ту-154 на большой скорости врезался в землю неподалеку от поселка Сухая Балка в Донбассе. При ударе взорвались топливные баки, после чего фюзеляж разорвало на части. В катастрофе не выжил никто.
Украина объявила 23 августа днем траура, а праздничные мероприятия ко Дню независимости Украины (24 августа) были отменены. В России день траура объявили 24 августа.
Причиной катастрофы стал вывод самолета при полете в штурвальном режиме на закритические углы атаки, что привело к сваливанию с последующим переходом в плоский штопор и столкновением с землей на большой вертикальной скорости. Экипаж при обходе зон грозовой деятельности и турбулентности допустил раскачку самолета по тангажу и выход за эксплуатационный диапазон углов атаки.
Видео-реконструкция с записями черных ящиков.
Ситуация перешла в критическую из-за отсутствия контроля за скоростью полета и отсутствия у экипажа навыков по недопущению попадания самолета в режим сваливания и неудовлетворительного взаимодействия в экипаже.
Такое явление, как аэродинамический подхват было прекрасно известно и изучено. В том числе благодаря мужественному поведению экипажа Ту-104 Гарольда Кузнецова в 1958 году, сумевшего перед самым крушением своего борта передать диспетчеру параметры полета при подхвате и сваливании в плоский штопор. В советский период тренировки действий экипажа при подхвате были обязательны и проводились на тренажерах Ту-154 не менее одного раза в год. После распада Аэрофлота на несколько десятков региональных авиакомпаний, не обладавших финансовыми и организационными возможностями сохранить систему текущей подготовки и переподготовки экипажей, данные тренировки стали одной из жертв фрагментации гражданской авиации России в первые постсоветские годы. А рекомендации по технологии действий экипажа при подхвате были исключены из Руководства по летной эксплуатации (РЛЭ) Ту-154[9].
Комиссия, расследовавшая эту трагедию, привлекла к работе как летчиков-испытателей, так и линейных пилотов Ту-154. Никто из них не сумел повторить весь набор ошибок, совершенных экипажем рейса при имитации условий того полета. После публикации отчета технология действий экипажа при подхвате была возвращена в РЛЭ Ту-154.
Родственники погибших взыскивали компенсации с авиакомпании через суды. Присужденные суммы составили от 400 000 до 2 600 000 рублей.