Inżynier lotniczy o tym, dlaczego oderwało się skrzydło tupolewa

- Od czterech lat słowo "brzoza" jest odmieniane przez wszystkie przypadki. Tymczasem według raportu komisji Millera zderzenie z drzewem było skutkiem, a przyczyną katastrofy - zejście poniżej minimalnej wysokości zniżania.

Prof. Krzysztof Sibilski: Absolutnie się z tym zgadzam. Przyczyną katastrofy było zejście za nisko. Dziwię się różnym ekspertom badającym zdjęcia, że nie zauważyli ścieżki wyciętej w drzewach.

- Według raportu komisji Millera około 1100 metrów od lotniska Tu-154M przyciął pierwsze drzewo.

- Pierwsze drzewa nie spowodowały większych uszkodzeń. Widzialność wynosiła 200 metrów (taką informację cztery minuty przed katastrofą przekazała załoga Jaka-40 - przyp. red.). W pewnym momencie pilot zobaczył przeszkodę - ściągnął wolant na siebie i zwiększył dopływ paliwa do silników. Zanim rozwinęły one pełen ciąg, minęło ok. 10 sekund. Samolot powoli się wznosił.

Uderzając w brzozę (ok. 850 metrów od lotniska - przyp. red.), samolot leciał z prędkością ok. 270 kilometrów na godzinę. Przednia krawędź skrzydła przeszła przez pień o średnicy około 40 centymetrów w ciągu 5-6 tysięcznych sekundy.

- Co się wtedy stało ze skrzydłem? Raport komisji Millera tego nie wyjaśnia, bo komisja uznała, że przyczyny katastrofy leżą gdzie indziej.

- Żeby to zrozumieć, trzeba wytłumaczyć, jak zbudowane jest skrzydło samolotu. W Tu-154M przez całą długość skrzydła biegną dwa dźwigary. W przekroju poprzecznym skrzydło dzieli się więc na trzy przestrzenie - między przednią krawędzią a pierwszym dźwigarem, między dźwigarami oraz między drugim dźwigarem a tylną krawędzią. To tzw. obwody wytrzymałościowe albo inaczej kesony. To one sprawiają, że skrzydło potrafi wytrzymać działanie potężnych sił. Zgodnie z prawami fizyki o wytrzymałości na naprężenia decyduje przekrój takiego obwodu. Jednak, gdy obwód zostanie rozerwany, zostaje już tylko wytrzymałość blachy, a ta ma grubość kilku milimetrów.

- Jak to się ma do katastrofy smoleńskiej?

- Na skrzydle wytwarzana jest siła nośna skierowana do góry, która równoważy ciężar samolotu i bezwładność. Gdy Tu-154M zaczął się wznosić, doszło do przeciążenia rzędu 1,25 g. To znaczy, że samolot zrobił się o 25 proc. cięższy i ważył nie 80, a ok. 100 ton. Siła nośna wytwarzana na obu skrzydłach musiała być większa.

Skrzydła udźwigną ciężar 100 ton tylko, jeśli są nieuszkodzone. Tymczasem w zderzeniu z brzozą została przecięta przednia krawędź skrzydła i pierwszy z dwóch dźwigarów. To potwierdzają nawet symulacje prof. Wiesława Biniendy (jeden z ekspertów parlamentarnego zespołu kierowanego przez Antoniego Macierewicza, który twierdzi, że uszkodzenie skrzydła po uderzeniu w brzozę "nie zmniejszyłoby powierzchni nośnej ani stabilności samolotu" - przyp. red.). Rozerwane zostały dwa kesony. Trzeci musiał utrzymać całe obciążenie siłami aerodynamicznymi działających na końcówkę skrzydła, ale nie był w stanie.

Nawet w samolotach wojskowych, konstruowanych tak, by znosiły poważne uszkodzenia, zniszczenie dźwigara powoduje zniszczenie konstrukcji. To nieprawda, że skrzydło tupolewa było pancerne. Twierdzenie o pancernym skrzydle jest tak samo śmieszne jak o pancernej brzozie.

- Skąd mamy pewność, że brzoza wbiła się na tyle głęboko, że zniszczyła pierwszy dźwigar?

- To potwierdził nawet prof. Binienda symulacją w programie LS Dyna. W Polsce takich symulacji nikt dotąd nie zrobił, ale były prowadzone obliczenia inżynierskie, które wykazywały znacznie większe uszkodzenia - nawet przecięcie ponad połowy skrzydła. Żeby móc przeprowadzić dokładne symulacje potrzeba m.in. zeskanować Tu-154M nr 102, który stoi w Mińsku Mazowieckim.

- Jak duża siła działała na końcówkę skrzydła?

- Liczyliśmy to różnymi metodami - i prof. Grzegorz Kowaleczko (prorektor dęblińskiej "szkoły orląt" - przyp. red.), i prof. Paweł Artymowicz (astrofizyk i pilot - przyp. red.), i ja. Wszyscy trzej zgodziliśmy się, że była to siła rzędu 10 tys. dekanewtonów, czyli mówiąc potocznie 10 ton. Te 10 ton powodowało, że końcówka skrzydła zginała się do góry i jednocześnie skręcała. Trzeba pamiętać, że skrzydło skośne, takie jak w Tu-154M, jest skręcane dużo bardziej niż skrzydło proste. Ostatni keson nie mógł tego wytrzymać.

- Jak długo trwał proces łamania i skręcania skrzydła?

- Mniej niż sekundę. Dla obserwatora z zewnątrz wyglądałoby to tak, jakby przeszkoda przecięła skrzydło.

- To w końcu skrzydło ścięło brzozę, czy brzoza skrzydło?

- Drzewo zostało ścięte przez skrzydło. Uderzenie spowodowało jednak na tyle poważne uszkodzenie skrzydła, że obciążenia aerodynamiczne doprowadziły do jego destrukcji. Przede wszystkim była to siła nośna rzędu 10 ton. Skrzydło nie było w stanie jej przenieść.

Jeszcze jedno. Wielu mówi o samolocie zrobionym z aluminium, ale Tu-154M był zrobiony z duraluminium. Ten materiał ma dużo większą sztywność i wytrzymałość doraźną, ale jest kruchy.

- Dlaczego samolot, któremu odłamała się część skrzydła, zaczyna się obracać wokół własnej osi, wykonuje beczkę?

- Z bardzo prostej przyczyny. Prawe skrzydło było nieuszkodzone, więc działała na nie większa - właśnie o 10 ton - siła nośna niż z drugiej strony. A ponieważ lewe skrzydło po odpadnięciu końcówki zrobiło się o ok. 6 metrów krótsze, miejsce przyłożenia siły nośnej było położone bliżej kadłuba.

- Czy piloci mogli to zrównoważyć?

- Nie. Utratę takiej części lewego skrzydła można było zrównoważyć przy prędkości ponad 600 kilometrów na godzinę (samolot leciał ok. 270 km/h - przyp. red.). Oczywiście piloci wychylili wolant w drugą stronę. Nie mogli zrobić nic więcej.

Prof. Krzysztof Sibilski - członek Amerykańskiego Instytutu Aeronautyki i Astronautyki, profesor w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych i na Politechnice Wrocławskiej, inżynier lotniczy, pilot szybowcowy, pułkownik rezerwy, absolwent Politechniki Warszawskiej, przez wiele lat pracownik naukowy Wojskowej Akademii Technicznej, uczestniczył w pracach nad samolotem PZL I-22 Iryda, jako ekspert przygotowywał symulacje ostatnich chwil przed katastrofami samolotów Su-22, MiG-21, I-22, TS-11 Iskra i Ił-62M w Lesie Kabackim. Jak mówi, odszedł z wojska w 2000 r. po konflikcie z przełożonymi dotyczącym przyczyn katastrofy Iskry, która rozbiła się podczas lotniczego rozpoznania pogody 11 listopada 1998 r. Wypromował dziewięciu doktorów (pierwszym był Maciej Lasek). Przez dwa miesiące był w komitecie naukowym pierwszej konferencji smoleńskiej, skąd odszedł, bo - jak uważa - "profesor od lotnictwa był potrzebny organizatorom tylko po to, by potwierdzić ich hipotezy".