Zmiana osiągów samolotu ze względu na warunki atmosferyczne - analiza Waszych odpowiedzi i nazwisko nagrodzonej osoby

Artykuł przygotowany we współpracy z ICAO4.me - Centrum Lotniczego Angielskiego (www.icao4.me)

W opublikowanym w ubiegłym miesiącu artykule opisywałem hipotetyczną, choć inspirowaną prawdziwymi wydarzeniami sytuację, która mogła zdarzyć się w gorący letni dzień. Przywołana w artykule historia odnosiła się do lotu, gdzie pilot postanowił dotankować samolot do pełna i z kompletem pasażerów rozpoczął start z lotniska w Kielcach Masłowie. Ważnym dla prawidłowego odbioru historii jest informacja o pogodzie tego dnia. Piękne słońce, niewiele chmur, w zasadzie głównie pojedyncze budujące się TCU. 

Temperatura w Kielcach wynosiła 35 stopni, powietrze robiło się dość lepkie i ciężkie, zapowiadając popołudniowe burze. Podczas startu pilot zaobserwował powolny rozbieg, opóźnione oderwanie i bardzo powolne wznoszenie. Krótko po starcie, gdy jeszcze nie zdążył schować podwozia, zauważa, że jego IAS zaczął spadać. Dostrzegł też zmianę kierunku wiatru, który z czołowego, zmienił się w wiatr boczny, wiejący od zbocza, które pilot mijał właśnie po swojej prawej stronie. 

Ostatecznie samolot rozbija się o ziemię, dociśnięty staczającymi się ze zbocza rotorami. 
Cała historia jest zdarzeniem, które nie miało miejsca w Polsce, ale jest inspirowane historią lotu z 30 sierpnia 2007, jaki miał miejsce w Kalifornii.

Śledczy podczas badania zdarzenia ustalili, że przyczyną wypadku było kilka elementów, które finalnie doprowadziły do tragedii. Przede wszystkim zwrócili uwagę na nieprawidłowe załadowanie samolotu, które powodowało jego nadmierne obciążenie, a co za tym idzie, obniżało osiągi. Dodatkowym elementem była wysoka wartość wysokości gęstościowej przy takich warunkach meteo, co przyczyniło się do jeszcze większego spadku osiągów. Podczas badania zwrócono również uwagę na brak wykonania prawidłowych obliczeń do startu przez pilota i zignorowanie wydłużonego rozbiegu, który mógł stanowić sygnał ostrzegawczy i zapowiadać późniejsze kłopoty.

Warto w takiej sytuacji pamiętać o zasadzie 50/70, w myśl której po osiągnięciu 50% planowanej długości rozbiegu powinniśmy mieć 70% prędkości rotacji. Jeśli ten warunek nie jest spełniony, bezpiecznym rozwiązaniem jest przerwanie startu. Ważne jest tutaj oczywiście założenie, że nasze obliczenia do startu były prawidłowe. Dlatego warto zawsze zwracać uwagę na szczegóły, jak informacje w tabelach osiągów dotyczące nawierzchni, nachylenia pasa, czy właśnie temperatury/wysokości gęstościowej.

Opisywanie zdarzenie dobitnie pokazuje, że niedopilnowanie szczegółów, albo nadmierna wiara w szczęście i maksymalne osiągi mocnego silnika, mogą doprowadzić nas do sytuacji, z której ciężko się potem wyratować.

Jak zawsze w tej serii, poprosiłem Was o udzielenie odpowiedzi na pytania dotyczące tego lotu i Waszego działania w opisywanej sytuacji. Dziękuję za wszystkie odpowiedzi, szczególnie za te, zawierające indywidualne komentarze i opinie. Wielu z Was zwraca w nich uwagę na cenne detale. Paweł pisze “Pilot powinien zawsze zaokrąglać wyniki w bezpieczną stronę. Nigdy nie przekraczać wskazanych wartości w instrukcji użytkowania samolotu.”, co powinno być bardzo dobrym przypomnieniem dla wszystkich z nas. 

Mateusz dodaje nieco bardziej bezpośrednio “Myślę że pilot przez swoje lekceważące podejście do osiągów nowego samolotu („bo dla niego bym nowy i do tej pory zachwycał się pewnie lepszymi osiągami niż z poprzednich samolotów”) i doświadczenie, które mówiło mu w głowie ‘ciepło i parno ale nie takie rzeczy ze szwagrem robiłem’ doprowadziło do tego wypadku”. W podobnym tonie temat podsumowuje Stanisław: “Zabrakło zdrowego rozsądku. Wygrała rutyna z pewnością w swoje możliwości w połączeniu z pośpiechem.” oraz drugi Mateusz: “35 stopni, 4 dorosłe osoby + paliwo po korek, ok niby 900m pasa ale chyba dziękuje”. I ten komentarz wydaje się być trafnym skrótowym podsumowaniem sytuacji.

Rozbierając ją jednak na kawałki, pochylmy się nad Waszymi odpowiedziami na pytania. Pierwsze z nich dotyczyło poszukiwania głównej przyczyny wypadku:

a.    przekroczenie MTOW
b.    zmiana kierunku wiatru przy starcie i wynikające z niej zmiany osiągów samolotu
c.    duszenie, które ograniczyło możliwość dalszego naboru wysokości
d.    wysoka temperatura, która przełożyła się na znaczną wysokość gęstościową
e.    kombinacja wszystkich powyższych czynników

W drugim pytaniu poprosiłem Was o oszacowanie (lub wyliczenie) wysokości gęstościowej w dniu, w którym odbywał się lot. Bardzo często nie zdajemy sobie sprawy, jak w ciepły parny dzień wysokość gęstościowa szybko rośnie, obniżając osiągi samolotu. Możliwe do wyboru były następujące odpowiedzi:

a.    podobna do elewacji lotniska lub nieco niższa (pomiędzy 500 a 1500 ft)
b.    około 2000 ft
c.    około 3000 ft
d.    około 4000 ft
e.    około 5000 ft

Wasze odpowiedzi wskazywały głównie na wartość około 4000 ft (połowa odpowiedzi), lub około 3000 ft (około ⅓ odpowiedzi). Przy elewacji lotniska w Kielcach 1010ft w ciepły słoneczny dzień, wysokość gęstościowa została wyliczona na 4125 ft. To ogromna różnica, która pokazuje, jak bardzo zmienią się osiągi samolotu. Okazuje się jednak, że tylko mniej niż połowa odpowiadających była w stanie prawidłowo zidentyfikować tę wartość. W mojej ocenie to najlepszy dowód na to, że nie doceniamy znaczenia tego parametru w codziennych operacjach. 

Warto pamiętać, że wysokość gęstościowa nie będzie czynnikiem ograniczającym osiągi tylko na wysoko położonych górskich lotniskach, lecz może także realnie obniżać osiągi samolotu na lotniskach, które położone są stosunkowo nisko, tak jak w omawianym przykładzie. Pośrednio nawiązuje do tego w swoim komentarzu Lech, pisząc “...ale że pilot nie poczuł dyskomfortu i nie przerwał startu po prawie 2x dłuższym rozbiegu niż powinien on być, to ja nie mam słów.”

Trzecie pytanie odnosiło się do Waszych pomysłów na ograniczenie ryzyka. Możliwe do wyboru odpowiedzi zawierały następujące warianty:

a.    zmodyfikować porę startu i/lub ograniczyć masę do startu, aby otrzymać lepsze osiągi samolotu
b.    po starcie kierować się dalej od wzgórza, a nie w jego kierunku, wylatując przez punkt Kilo lub Tango
c.    przyjąć do wznoszenia IAS dający mniejszą prędkość postępową, ale większą prędkość pionową
d.    przerwać start w chwili gdy rozbieg wskazywał na kiepskie osiągi
e.    każdy z powyższych

Prawie połowa z Was uznała, że każda z powyższych opcji byłaby pomocna, natomiast druga znacząca część wskazała przede wszystkim na modyfikację pory startu, co wydaje się najbardziej oczywistym rozwiązaniem. Warto jednak pamiętać, że czasami samo przesunięcie startu na późniejszą porę dnia nie da nam idealnych efektów, choć zdecydowanie może pomóc. Dopiero połączenie takich działań z ograniczeniem obciążenia i odpowiednim planowaniem startu może być pomocne. Warto zwrócić uwagę także na cenny komentarz Huberta: “W takim wypadku rozważałbym również wznoszenie „po kręgu”, aby nabrać wysokości nad punktem i dopiero odlecieć na trasę.”. To rozwiązanie faktycznie mogło być skuteczne, gdyż dodanie sobie tych kilku minut lotu pozwoliłoby albo bezpiecznie wrócić do lotniska, albo w rozsądny sposób nabrać nieco więcej wysokości.

W kolejnym pytaniu mieliście okazję powiedzieć, co sami zrobilibyście w sytuacji, w której znalazł się opisywany pilot. Opcje do wyboru były następujące:

a.    starałbym się za wszelką cenę utrzymać wznoszenie, zadzierając nos w górę
b.    próbowałbym odsunąć się od zbocza, aby wyjść z duszenia, jednocześnie obniżając nos dla uzyskania/zachowania prędkości
c.    tak jak pilot opisany w artykule
d.    w ogóle nie podjąłbym się startu przy takich warunkach

Rozkład odpowiedzi wydaje się podobny. Ponad połowa uczestników ankiety uznała, że w ogóle nie podjęłaby się startu, natomiast prawie 40% stwierdziło, że chciałoby odsunąć się od zbocza, aby wyjść z obszaru duszenia, jednocześnie zwracając uwagę na utrzymanie prawidłowej prędkości. Słuszną uwagę w komentarzach podaje też Asia: “Uważam, że ze wszystkich błędów, jakie popełnił pilot (bo wiadomo, że wypadek to suma przypadków), jeden był szczególnie łatwy do zniwelowania. A konkretnie tankowanie, na które mi nie byłoby szkoda czasu w trakcie międzylądowania. Przecież znacznie trudniej byłoby wyeliminować czas, miejsce czy pogodę…”.

Cieszy mnie, że tak wielu Czytelników ma świadomość, że przeciążony samolot, operujący na granicy swoich osiągów, w gorący letni dzień, to gotowy przepis na zagrożenie. Jeśli już jednak znajdziemy się w takiej sytuacji, warto pamiętać o stosowaniu wszelkich sztuczek, które mogą nam pomóc. Jedną z nich jest wykorzystanie ruchów powietrza i sprzyjającego terenu oraz wiatru. Dlatego też przed lotem warto zapoznać się z ukształtowaniem terenu w rejonie lotniska i z panującą w rejonie pogodą, aby jeszcze lepiej zaplanować swoje działanie po starcie.

Piąte pytanie dotyczyło obliczeń mass and balance, które powinny stanowić podstawowy element przygotowania do lotu, choć jak dobrze wiemy, często są przez pilotów pomijane. 

Możliwe odpowiedzi zawierały tylko trzy warianty:
a.    tak, przed każdym lotem
b.    zależy - jeśli lecę w standardowej konfiguracji to raczej nie
c.    nie, mój samolot ma dobre osiągi, a ja znam go na wylot

I w tym miejscu chciałbym podziękować za szczere i otwarte odpowiedzi. Prawie 60% ankietowanych odpowiedziało w sposób, jaki dobrze oddaje realia latania w general aviation. Jeśli latamy w standardowej konfiguracji, samolotem który znamy, większość z nas tych obliczeń zazwyczaj nie wykonuje. Czy jest to dobre i bezpieczne? Można polemizować. Wygodne? Zdecydowanie. O ile jednak, znając samolot (zakładając że jest to zawsze ten sam egzemplarz, nie tylko ten sam model), faktycznie ma to uzasadnienie, o tyle zachęcam, aby nawet przy pomijaniu takich obliczeń (zakładam, że kiedyś wcześniej je wykonaliśmy i wiemy że mieścimy się w parametrach zgodnych z Instrukcją), warto zastanowić się, jak samolot zachowa się w określonym dniu. Szczególnie jeśli występują któreś ze skrajnych warunków - duża wilgotność, wysoka elewacja, wysoka temperatura, pełne obciążenie samolotu, nachylony pas, wysoka trawa, trudny teren wokół itp. Może to przyczynić się do znaczącej poprawy bezpieczeństwa naszych operacji.

Przedostatnie pytanie odnosiło się do obliczeń wysokości gęstościowej z uwzględnieniem gorących dni i weryfikacji jej wpływu na osiągi samolotu. Możliwy zestaw odpowiedzi zawierał takie opcje:

a.    tak, zawsze obliczam/sprawdzam wysokość gęstościową i analizuję tabele osiągów
b.    tylko jeśli lot ma odbywać się z lotniska które ma elewację dużo wyższą niż to do którego jestem przyzwyczajony
c.    czasami spojrzę na wysokość gęstościową jaką pokazuje mi aplikacja/awionika, ale nie zastanawiam się zbytnio nad nią
d.    w ogóle nie biorę tego pod uwagę - wysokość to wysokość, samolot albo jest sprawny, albo nie

I znowu, rozkład odpowiedzi wygląda w mojej ocenie dość wiarygodnie i oddaje rzeczywistość, jaką możemy obserwować na naszych lotniskach. Równo połowa ankietowanych wskazuje, że zawsze wykonuje obliczenia, a kolejne 40% przyznaje, że dokonuje weryfikacji tylko wtedy, gdy lot odbywa się z lotniska położonego dużo wyżej niż zazwyczaj. Warto jednak zwrócić uwagę na przykład z opisywanego zdarzenia - jak widać nie trzeba zbyt wysokiej elewacji, aby wysokość gęstościowa utrudniła bezpieczne wykonanie operacji. Warto patrzeć na warunki do startu nieco szerzej, biorąc pod uwagę również ukształtowanie terenu i zakładając od razu kilka planów działania, które możemy wdrożyć zależnie od faktycznych osiągów samolotu, jakie zaobserwujemy po starcie.

Ostatnie pytanie z zestawem odpowiedzi dotyczyło korzystania z tabel osiągów podawanych przez producenta. Możliwe odpowiedzi składały się z poniższych opcji:

a.    tylko przeliczam je dla określonych warunków (ciśnienie, temperatura, wysokość)
b.    przeliczam je i biorę poprawkę, że to osiągi uzyskane przez pilota testowego - dla siebie dokładam pewien bezpieczny margines
c.    nie przeliczam wartości, ale biorę poprawkę, że to osiągi uzyskane przez pilota testowego - dla siebie dokładam pewien bezpieczny margines
d.    jedno z powyższych plus biorę poprawkę na wiek samolotu i spadek jego osiągów wraz z degradacją podzespołów
e.    nie korzystam z takich tabel, bo rzeczywistość nigdy nie pokrywała się z tym, co jest w nich opisane
f.    nie korzystam z takich tabel, sam wiem najlepiej jak mój samolot się zachowuje

Odpowiedzi jakich udzieliliście wskazują na dość realistyczne podejście do informacji zawartych w tabelach dołączonych do instrukcji użytkowania. Dwa najważniejsze czynniki o których warto moim zdaniem pamiętać to umiejętności pilota i wiek sprzętu. Kiedy tabele są opracowywane, wartości w nich zawarte pochodzą z lotów testowych na nowym egzemplarzu, wykonywanych przez doświadczonych pilotów, którzy są w stanie wycisnąć ze sprzętu wszystko co najlepsze. Warto mieć to na uwadzę i niekoniecznie brać podawane wartości za pewnik. 

Należy też pamiętać o jeszcze jednym elemencie - najczęściej podane osiągi odnoszą się do warunków ISA na poziomie morza, zatem jeśli nasz lot odbywa się w pogodzie, która znacznie od wzorcowej atmosfery odbiega, do tego jeszcze elewacja terenu jest inna niż zero, to i osiągi będą się różnić od tego, co zostało zawarte w tabelach. Cieszy mnie natomiast, że tylko 2% odpowiadających wskazało, że w ogóle nie korzysta z takich informacji. Już sam nawyk sięgania do instrukcji, aby sprawdzić pewne parametry, jest cenny. 

Choć skuteczny będzie dopiero wtedy, gdy będziemy pamiętać, aby robić to prawidłowo i mieć pewien dystans do zawartych tam informacji. Jeden z kapitanów z którym miałem kiedyś przyjemność latać, miał w zwyczaju do każdej wymaganej instrukcją wartości dodawać po kilka procent “na zapas”. Mówił, że to dla rodziny, żeby bezpiecznie do nich wrócić. A rodzinę miał dużą, więc ten bufor bezpieczeństwa po kilka procent na głowę każdego domownika sprawiał, że potrafił doliczać (lub odliczać, zależnie od parametru) i po 20% do planowanego paliwa, spodziewanych osiągów, czy bezpiecznego zapasu prędkości na wietrznym podejściu. Być może ten bufor bywał przesadny, jednak im więcej takiej bezpiecznej strefy sobie stworzymy, tym łatwiej będzie nam poradzić sobie w sytuacjach, w których niespodziewany bieg wydarzeń sprawi, że brak jakiegokolwiek buforu wpędzi nas w kłopoty.

Bardzo dziękuję wszystkim Czytelnikom za zaangażowanie w pytaniu z miejscem na swobodną wypowiedź. Ten tekst zebrał bardzo wiele Waszych uwag, co bardzo mnie cieszy. Tym bardziej, że w zasadzie wszystkie były bardzo trafne. Tym bardziej więc trudny był wybór odpowiedzi, jaka zostanie nagrodzona. Jednak po długich obradach zdecydowaliśmy, że bezpłatny dostęp do kursu frazeologii Aviation English o wartości 300 zł powędruje do Dawida (me***ak@g***.com), który zaproponował dość kompleksowe spojrzenie na sytuację, pisząc:

"Przykra sprawa, MTOW nie ma miał znaczenia raczej, zmiana o te kilka kg nie spowodowała by aż takiej różnicy. Wysokość gęstościowa spora plus elewacja ponad 3tys już mają znaczenie, dodatkowo gęste mokre powietrze też nie służy osiągom. 

Kłopotliwe dla zachowania wznoszenia było nie schowanie podwozia. Dodając te wszystkie czynniki doszliśmy do braku wznoszenia. Wiara w mocny silnik bywa zgubna. Na pewno lot w kierunku zbocza nie pomagał, dodatkowo minimalny zakręt ale zakręt odbiera nieco prędkości a i tak juz idziemy na rzęsach. Myślę ze lepszym pomysłem byłby lot z kierunkiem pasa w poziomie na maksymalnej mocy. Nawet jeśli opadał na pełnych obrotach to zawsze nieco wisiał na silniku i prędkość zderzenia była by mniejsza plus w konfiguracji nos w górze na ogon i podwozie główne."

I o ile można nie zgodzić się z pierwszą uwagą dotyczącą MTOW (fakt - nie musiała mieć przeważającego wpływu na problemy, jednak jej przekroczenie samo w sobie jest już dość karygodne), o tyle pozostałe wskazane argumenty brzmią rozsądnie i zasadnie.

Bezpiecznych pięknych lotów!

Łukasz Wieczorek,
egzaminator lotniczego angielskiego (LPE), pomysłodawca i współzałożyciel ICAO4.me, filolog, pilot-instruktor