Czwartek, 26.04.2018 r.

Przeczytałem „Raport techniczny”

Zapewne niektórzy z Państwa pamiętają mój wpis (z września 2013 roku) dotyczący zastosowania systemów inżynierskich w badaniach przyczyn katastrof lotniczych. Pisałem wtedy m.in.: „(...) Czy przeglądali Państwo raport komisji Millera? Ponad 300 stron raportu i ponad 100 załącznika, i ani słowa o komputerowej symulacji rozpadu samolotu, symulacji uszkodzenia skrzydła na skutek uderzenia w drzewo, nic. W ogóle w dokumentach owych ani razu nie pojawia się zwrot „symulacja”, „symulacji”, „MES” (to ostatnie to już wpisałem niemalże dla żartu). Podobnie w dokumencie MAK (…) nie ma śladu posługiwania się jakimkolwiek oprogramowaniem...”

Maciej Stanisławski

O „Raporcie technicznym” można było przeczytać w wielu mediach, zarówno tych po prawej, jak i lewej stronie naszej sceny politycznej. Co ciekawe, wiele głosów krytycznych na temat tego „opracowania” wypłynęło ze strony publicystów kojarzonych raczej z prawicą – i to głosów podważających wagę tego raportu. Jest on tymczasem o tyle istotny, że – jak czytamy we wstępie, cyt.:

„(...) Niniejszy dokument zbiera i przedstawia istotne fakty, informacje i okoliczności, które nie zostały wzięte pod uwagę w raportach Międzypaństwowego Komitetu Lotniczego w Rosji (raport MAK) i komisji KBWLLP (raport Millera). Ustalenia Komisji Millera okazały się w świetle przeprowadzonych badań nieprawdziwe, błędnie wskazując przyczyny katastrofy i powtarzające niezgodne z prawdą ustalenia komisji MAK. Tym samym raport Komisji Badania Wypadków Lotniczych Lotnictwa Państwowego pod przewodnictwem Jerzego Millera z dnia 29 lipca 2011 roku w sprawie Katastrofy Smoleńskiej jest nieważny i niniejszym zostaje anulowany”...

Skoro raport Komisji Millera został uchylony (czy wręcz anulowany), to na chwilę obecną nie dysponujemy zatem żadnym ważnym – w znaczeniu pełnoprawnym – dokumentem wyjaśniającym przyczyny katastrofy pod Smoleńskiem. Gdyż „Raport Techniczny” także de facto nim nie jest, stanowi jedynie „furtkę”, przepustkę do prowadzenia dalszych badań. I to badań prowadzonych profesjonalnie – na tyle, na ile można je wykonać nie dysponując ani wrakiem samolotu (w kraju mamy jedynie jego niewielkie fragmenty), ani oryginałami tzw. czarnych skrzynek, za to z użyciem metod naukowych. I oczywiście komputerowych systemów inżynierskich, o czym za chwilę.

Kilka słów o eksperymentach i modelach fizycznych
Chyba rok, albo dwa lata temu (przepraszam za rażącą niedokładność, ale nie jest ona tutaj istotna) media obiegły fragmenty wideo pokazujące eksperyment pirotechniczny, polegający na zdetonowaniu dwóch rodzajów ładunku wewnątrz „kadłuba samolotu”. Pamiętam komentarz, brzmiący mniej więcej tak, że „oto powstała dokładna rekonstrukcja fragmentu kadłuba samolotu” i na niej przeprowadzono eksperyment. „Dokładna rekonstrukcja”. Po takiej zapowiedzi, każdy inżynier, technik, branżowiec, ba... każdy obdarzony minimalnym zmysłem technicznym spodziewałby się ujrzeć istotnie konstrukcję o pełnym owalnym przekroju, z wręgami, łączoną na nity, z iluminatorami etc. Tymczasem moim oczom ukazał się... blaszany barak z namalowanymi oknami. Jakieś przypominające namiotowe maszty „wręgi”, wzmocnienia... Z oryginalnym samolotem może miało to wspólne jedynie niektóre wymiary, ew. materiał użyty jako poszycie. Jednym słowem, oczekiwania (przypominam: „dokładna rekonstrukcja kadłuba”) zostały gwałtownie zderzone z rzeczywistością („aluminiowy barak”).
A przecież wystarczyłoby powiedzieć o „makiecie fragmentu kadłuba” (nawet nie „modelu” – a takie słowo pojawia się w „Raporcie Technicznym”), aby przyjęte na potrzeby eksperymentu uproszczenia nie były tak rażące. Bo makieta spełniła swoje zadanie – dobrze zademonstrowała efekty eksplozji ładunku umieszczonego wewnątrz zamkniętej przestrzeni o kształcie zbliżonym do kadłuba prawdziwego samolotu i zbudowanej z podobnych materiałów.

Makieta (nie „zrekonstruowany kadłub”!) spełniła swoje zadanie – dobrze zademonstrowała efekty eksplozji
dwóch rodzajów ładunku umieszczonego wewnątrz zamkniętej przestrzeni o kształcie zbliżonym do kadłuba
prawdziwego samolotu i zbudowanej z podobnych materiałów... Powyżej wybuch (i skutek eksplozji)
paliwa lotniczego, poniżej – ładunku termobarycznego...

Źródło: Raport Techniczny

To komentarze osób (nie tylko dziennikarzy) demonstrujących swego czasu nagranie z tej „symulacji”, a mówiących o „zrekonstruowaniu kadłuba samolotu” - powodowało nie tylko „dysonans poznawczy” (jaka rekonstrukcja, gdy tu widać metalowy barak?), ale i odwracało uwagę od efektów eksperymentu. Tak, prawdziwa rekonstrukcja nie tylko kadłuba samolotu, ale całego płatowca – tym razem cyfrowa – przeprowadzana jest obecnie przez inżynierów z NIAR (National Insitutue for Aviation Research) z Uniwersytetu Stanowego w Wichita (Kansas), z wykorzystaniem dobrze znanych Czytelnikom CADblog.pl rozwiązań z dziedziny inżynierii odwrotnej (ang. reverse engineering). Skanowanie 3D bliźniaczego Tu-154, w tym struktury skrzydeł, kesonu, wnętrza kadłuba etc. doprowadzi do zbudowania dokładnego modelu cyfrowego samolotu – a wtedy rezultaty komputerowych symulacji przeprowadzonych (metodą MES) na całym płatowcu nie powinny pozostawiać już żadnego pola na spekulacje, czy domysły na temat tego, co dokładnie zaszło na pokładzie rządowego Tupolewa feralnego 10 kwietnia – i co doprowadziło do śmierci wybitnych osób świata polskiej polityki.

Wracając do eksplozji w makiecie kadłuba – na prezentowanych zdjęciach widać różnicę między zdetonowanym paliwem, a ładunkiem termobarycznym. I dla celu takiej demonstracji istotnie nie miało znaczenia, czy zdetonowano go w „modelu”, czy w prawdziwym samolocie.

Źródło: Raport Techniczny

Z kolei eksperymenty przeprowadzone w tunelu aerodynamicznym (z wykorzystaniem modelu samolotu Tu-154M w skali 1:40, na zdjęciu powyżej w tunelu T-1 Instytutu Lotnictwa), jak i zaawansowane symulacje z użyciem dynamiki płynów (przeprowadzone przez cztery niezależne instytucje: WAT, Akron University, Instytut Lotnictwa, Metacomp) pokazują, że utrata końcówki skrzydła zmniejszająca jego rozpiętość o około 6,5 m będzie skutkować utratą siły nośnej – właściwej dla badanego przypadku – o 4,8% do 8,7% w zależności od kąta natarcia; a to oznacza, że płatowiec nie musiał przechylić się na stronę uszkodzonego skrzydła...

MES i symulacje...
W poprzednim akapicie padły słowa: „zaawansowane symulacje z użyciem dynamiki płynów”. Takich metod, takich sformułowań, zabrakło w raportach MAK i Komisji Millera, o czym już pisałem na łamach CADblog.pl (link tutaj). Każdemu zainteresowanemu polecam zatem samodzielne przeprowadzenie „eksperymentu”, mającego na celu sprawdzenie, czy takie pojęcie, jak „symulacja”, „symulacje”, czy „MES” pojawiły się w Raporcie Technicznym. Wystarczy – podobnie jak uczynił to piszący te słowa – skorzystać z narzędzia wyszukiwania w Acrobat Reader.
Efekt okazał się satysfakcjonujący. Nawet „MES” pojawia się w treści tego raportu i przyznam szczerze, że także to (niby drobiazg, ale...) przekonuje mnie do jego treści i stawia daleko wyżej, niż wspomniane wcześniejsze oficjalne „opracowania”.

Symulacja rozpadu Tu-154 uderzającego w sztywny grunt. Na jej potrzeby „grunt” miał
właściwości... betonowej nawierzchni

Źródło: Raport Techniczny

Przeprowadzona przez NIAR symulacja uderzenia drzwi samolotu TU-154M w miękki grunt...

Źródło: Raport Techniczny

Szczególnie polecam lekturę stron 79-83: „Falsyfikację hipotezy całkowitego rozpadu samolotu w wyniku niskoenergetycznego uderzenia w ziemię” i „Symulację uderzenia drzwi w miękki grunt” – ta ostatnia przeprowadzona przez wspomniany już NIAR. A skoro o NIAR kolejny raz mowa...

Inżynieria odwrotna: cyfrowa rekonstrukcja 3D samolotu Tu-154M
To właśnie naukowcy z NIAR, korzystając z udostępnionego w 23. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Mińsku Mazowieckim bliźniaczego Tu-154M nr 102, podjęli się stworzenia wirtualnego modelu samolotu. Zdekompletowano wnętrze, elementy poszycia zewnętrznego – wszystko po to, by można było przeprowadzić możliwie dokładne skanowanie struktur nośnych i elementów konstrukcyjnych Tupolewa, a następnie wykonać jego model CAD 3D – aby poddać go kolejnym eksperymentom w cyfrowym świecie.

– (…) wiele firm lotniczych na świecie nie daje swoich konstrukcyjnych rysunków, więc do celów badawczych trzeba wytworzyć je od nowa, w tym przypadku wykorzystuje się samolot bliźniaczy. Znajdujący się w Mińsku Mazowieckim samolot został więc „wypruty”, żeby można było zobaczyć jego konstrukcyjne elementy i zrobić dokładny skan maszyny. Potem ta „chmura” trójwymiarowych punktów zostanie wprowadzona do komputera, aby zbudować model powierzchniowy... – tłumaczył prof. Wiesław Binienda na łamach tygodnika „Gazeta Polska” (wyd. 08/2018, s. 12).

Fot. Naukowcy z NIAR na pokładzie Tu-154M nr 102 na płycie lotniska w Mińsku Mazowieckim...

Autor: M. Czutko, wpolityce.pl

Jak informuje tygodnik, „nie ma na świecie drugiej instytucji mającej takie możliwości technologiczne i naukowe, jak National Institute for Aviation Research”. Istotnie, instytut ten, dysponujący rocznym budżetem w wysokości 50 mln USD (sic!), zatrudniający ponad 400 osób i prowadzący kilkanaście laboratoriów z najnowocześniejszym wyposażeniem, uznawany jest w USA za najlepszą akademicką placówkę zajmującą się lotnictwem. Do jego klientów należą m.in. Boeing, Bombardier Learjet, Cessna, czy Beechcraft. Wichita często określana jest jako „lotnicza stolica świata”, a w samym stanie Kansas produkuje się blisko połowę wszystkich samolotów wytwarzanych w USA. Instytut współpracuje także z NASA i Federal Aviation Administration, m.in. w zakresie badań nad zaawansowanymi materiałami kompozytowymi używanymi w przemyśle lotniczym i kosmicznym...

„Raport Techniczny” można pobrać tutaj. Polecam lekturę wspomnianych fragmentów, a w wolnej chwili – całości tego interesującego dokumentu.

(ms)