Размышления вольного социолога (sapojnik) wrote,
Размышления вольного социолога
sapojnik

Categories:

Что же там взорвалось?

Марк Солонин (авиаинженер по образованию, между прочим) задает, как всегда, хорошие, очень четкие вопросы по аварии Ту-154.

"Итак, "максимальная высота, на которую поднялся лайнер, составила 250 метров при скорости 360-370 км/час... обнаружены и подняты 12 крупных и почти 2000 мелких обломков самолета, 19 тел и 230 фрагментов тел погибших". Фотографии обломков в большом количестве выложены в Сети: разорванная в клочья обшивка фюзеляжа, скрученные винтом силовые шпангоуты, оторванные куски корневой (т.е. самой прочной) части крыла, разорванные "по мясу" рычаги какого-то механизма, сечением в хороший рельс... Это всё результаты падения на воду с высоты 250 метров на скорости 370 км/час? И человеческие тела, отделенные от встречи с водой силовой конструкцией фюзеляжа, затем амортизирующей удар декоративной обшивкой салона, затем толстыми креслами, от такого падения превратились во "фрагменты"? Так бывает?

Для ответа на последний вопрос обратимся к Википедии, статья Water Landing ("посадка на воду") https://en.wikipedia.org/wiki/Water_landing#Survival_rates_of_passenger_airplane_water_ditchings. Там аккуратно собраны краткие описания трех десятков случаев посадки (падения) на воду пассажирских самолетов.

Обстоятельства аварии - самые разные. Иногда это была вполне осмысленная, управляемая экипажем попытка спасти терпящий бедствие самолет. Одна из самых знаменитых (о ней даже художественный фильм снят) историй - "чудо на Гудзоне", когда 15 января 2009 г. огромный аэробус А-320, взлетая с аэропорта Нью-Йорка, попал на взлете в стаю птиц, после чего с заглохшими двигателями благополучно приводнился. Самолет не разрушился, 150 пассажиров и 5 членов экипажа остались живы, 78 человек получили незначительные ушибы и лишь пятеро - серьезные травмы. Посадочная скорость аэробуса, имевшего взлетный вес, была, вероятно, в диапазоне 230-250 км/час - это, конечно же, меньше, чем 370 (а по кинетической энергий так и вдвое меньше), но и результат никак не похож на "2000 обломков".

Иногда столкновение с водной поверхностью было внезапным/вынужденным. Так, сюжетом для фильма ужасов может стать история, произошедшая 23 ноября 1996 г. с "Боингом"-767 эфиопских авиалиний. Самолет был захвачен угонщиками, причем такими тупыми, которые затеяли драку с экипажем в кабине воздушного судна. В результате самолет врезался в воды Индийского океана в полетной конфигурации (с невыпущенными закрылками), на большой скорости и вращаясь вокруг продольной оси. Машину разорвало на три части; пассажиры, оставшиеся безо всякого руководства, в панике начали надувать спасательные жилеты и это помешало большинству из них выбраться наружу из тонущих обломков. Погибло 125 человек из 175, бывших на борту. Но и в этом прискорбном случае люди не превращались во "фрагменты тел".

Страшно не повезло пассажирам, которые 9 февраля 1982 г. поднялись на борт "Дугласа" DC-10 японских авиалиний. При заходе на посадку в аэропорту Токио командир экипажа в припадке безумия выключил двигатели и перевел самолет в пикирование. На скорости порядка 240 км/час самолет врезался в воду, при этом оторвалось правое крыло и носовая часть фюзеляжа; из 174 человек, находившихся на борту, погибло 24.

По меньшей мере три аварии произошли с самолетами советского производства. 21 августа 1963 г. после выработки топлива пассажирский Ту-124 благополучно приводнился на Неве, счастливо увернувшись от всех мостов. 7 августа 1980 г. Ту-154 румынской авиакомпании промахнулся мимо посадочной полосы и рухнул в море у берегов Мавритании, 1 человек погиб, 167 остались живы. 11 июля 2011 г. в небе над поселком Стрежевой у пассажирского Ан-24 загорелся один из двух двигателей; самолет упал в воды реки Обь, при этом оторвалась хвостовая часть фюзеляжа и сам горящий мотор. Из 37 человек, находившихся на борту, 7 погибли, 20 получили травмы различной тяжести.

У меня нет ни одного ответа. Есть только вопрос: почему результат падения в воду Ту-154 так разительно не похож на все прочие подобные аварии?" http://www.solonin.org/ru/article_vyisota-skorost-oblomki/

Однако в комментариях к статье Солонина (на его сайте) есть и очень неплохое на вид описание физики процесса. Не могу не привести:

"Описанные случаи падения в воду - не единственные. Самолеты падают в воду значительно чаще и больше.

Что касается фрагментации самолета и пассажиров, то тут может помочь некоторое понимание физики процесса.

Самолет входит в жидкую среду. Как направлен вектор скорости относительно его продольной оси? Если совпадает или близок к ней, то разрушения фюзеляжа будут незначительными. Что "торчит" (крылья, двигатели и т.п.) обломает, а фюзеляж пострадает только в том случае, если ПОСЛЕ касания, его закрутит вокруг некой вертикальной или горизонтальной оси, перпендикуляроной продольной оси фюзеляжа. Тогда резко возрастет сопротивление несжимаемой среды, именуемой вода. Она и будет создавать неравномерные нагрузки, ломающие и дробящие фюзеляж. В этом случае - чем меньше скорость, тем меньше обломков.

Что касается рассматриваемого случая, то самолет вошел в воду в положении, когда вектор скорости значительно отклонен от продольной оси самолета. Т.е. сначалав воду вошла хвостовая часть.

Т.е. при вхождении в жидкую (несжимаемую(!)) среду возник эффект, который привел к резкому торможению задней части самолета, тогда как его центр масс находился вне пределов вектора скорости. Это привело к моментальному возникновению угловой скорости, направленной вниз под углом к продольной оси самолета и вращению фюзеляжа вокруг поперечной оси, перпендикулярной оси фюзеляжа и проходящей ближе к задней его части (не через центр масс).

Учитывая длину фюзеляжа (около 50 метров), на его носовую часть действовали нагрузки в несколько Меганьютонов (т.е. сотни тонн в секунду). Такие ускорения неизбежно фрагментируют все мягкое и живое внутри хрупкой скорлупы, именуемой фюзеляж самолета. Что ближе к хвосту - остается более-менее целым, все, что ближе к носу - превращается в мелкое крошево.

Следующий этап - это касание поверхности всем фюзеляжем. Как он входил в воду - сказать трудно, но скорее всего не "нырял", а со всей этой угловой скоростью плюс имеющаяся горизонтальная составляющая от полетной скорости плюс вертикальная составляющая скорости снижения (самая маленькая) фюзеляж хряпнулся о несжимаемую, но жидкую поверхность. К слову сказать, скорость свободного падения в нижних слоях атмосферы составляет примерно 200 км/ч. Редко больше. Здесь только полетная скорость была в 1,5 раза выше. Если борт был в докритических или близких к критическим углах атаки, то его тангаж (угол продольной оси к горизонту) был градусов 15-20. Подсчитать высоту передней оконечности фюзеляжа над уровнем моря можете самостоятельно.

Знающие люди говорят, что в этом случае воздействие на тело пропорционально не квадрату, а кубу скорости.

Большая части кинетической энергии перешла во внутреннюю. При падении на твердую поверхность живое тело в таких случаях просто испаряется. Т.к. здесь поверхность твердой не была, то удар привел к дополнительной фрагментации.

Дальше началось разрушение фюзеляжа. Вода несжимаема, но текуча. Поэтому при первом ударе фюзеляж вероятнее всего просто разломился, как это бывало при большинстве посадок на воду. Но сразу после этого на отдельные части фюзеляжа стали действовать силы сопротивления текучей среды, в которую он входил на высоких скоростях. И силы эти были разнонаправленными в силу текучести среды. Т.е., в отличие, например, от Синая, где центроплан А321 шлепнулся на землю с 10 тыс и остался целым, хоть и сплющенным, т.к. никакого воздействия на него после падения не было, тут воздействие было. Жидкая среда, проникшая внутрь фюзеляжа на огромных скоростях, стала разрывать и дробить его изнутри. Отсюда фрагментация самого самолета".
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 277 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →