Un articol de exceptie - marturia unui pilot de IAR 99
Locotenent comandor (retragere) ing. EMILIAN POPOVICI
in prezent cdt Boeing 737
Lecţii învăţate
Studiu de caz(uri)
Se spune că oamenii învaţă
din propriile greşeli. Însă oamenii inteligenţi şi eficienţi ştiu să înveţe şi
(sau mai ales) din greşelile altora. Iată de ce unul din scopurile sistemelor
de securitate a zborului din toate aviaţiile din această lume este acela de a încearca
să popularizeze cazurile deosebite petrecute în zbor, acţiunile (inspirate sau
mai puţin inspirate) ale echipajelor, propuneri de moduri eficiente de
rezolvare a unor situaţii similare. Nu de puţine ori, cazurile speciale apărute
în zbor nu prea seamănă cu cele descrise în check-list-uri, echipajele trebuind,
în astfel de situaţii, să improvizeze acţiuni, de multe ori într-un timp foarte
scurt. Voi încerca să surprind şi să descriu un fenomen mai puţin obişnuit,
acela de instabilitate a curgerii aerului în motoarele aeroreactoare la anumite
regimuri de zbor. Voi analiza fenomenul pe baza unor evenimente de zbor asemănătoare
(până la un punct), vorbind din punctul de vedere al ofiţerului cu securitatea
zborului, dar şi din acela al pilotului „păţit”. Pentru început voi enumera
evenimentele, ca ulterior să revin pentru a face conexiunea între ele, pentru a
surprinde fenomenul şi pentru a da explicaţiile specifice fiecărui eveniment,
cu sfaturile adecvate. Ca din partea unui pilot „păţit”...
14 Mai 2004. Avion Bae
Hawk 200 aparţinând Forţelor Aeriene Canadiene. Echipaj – pilot elev aparţinând
RAF, în pregătire pentru începerea programului „Advance Fighter”, şi pilot
instructor aparţinând CaAF, acesta din urmă cu o vastă experienţă de zbor pe
diferite tipuri de avioane. Echipajul executa „touch and go”.
Avion de antrenament Hawk 200 aparţinând Forţelor Aeriene Canadiene
După decolare, la
aproximativ 300 ft. AGL, echipajul observă o pasăre mare trecând pe sub botul
avionului, este perceput şocul impactului cu aceasta, apar vibraţii. Pilotul
instructor pune imediat avionul în pantă accentuată de urcare, menţinând maneta
de gaze pe pragul de maximal. Decizii greşite, şi vom vedea mai târziu de ce.
Pasăre mare aspirată în motorul unui avion Hawk aparţinând Forţelor Aeriene
Canadiene
Manevră instinctivă (greşită) de punere a
avionului în pantă accentuată de urcare
În continuare, pilotul
instructor introduce avionul în viraj (în urcare), în speranţa că vor putea
ateriza pe aerodromul de unde de-abia decolaseră, salvând astfel avionul.
Decizie, din nou, greşită.
Manevră instinctivă (greşită) de viraj spre
aerodrom, pentru încercarea aterizării
Între timp, echipajul
observă creşterea temperaturii gazelor mult peste cea normală. Instructorul
întreabă elevul dacă este pregătit de catapultare, acesta răspunde afirmativ.
În continuare, lucrurile se precipită. Motorul intră într-un regim instabil de
funcţionare, echipajul consideră că s-a oprit (sau este în curs de oprire), iar
instructorul ordonă hotărât catapultarea în momentul în care avionul se
angajează. Echipajul supravieţuieşte, instructorul însă serios rănit, dar
recuperat ulterior. De remarcat excelenta comunicare la bord, cei doi piloţi
înţelegându-se perfect, uneori şi din frânturi de cuvinte, inclusiv în privinţa
deciziei de catapultare.
Angajarea avionului, urmată de catapultarea
echipajului
22 Septembrie 2004. Avionul
IAR-99 Şoim nr. 721 aparţinând Forţelor Aeriene Române. Echipaj, comandorul Drăghici
Florea, pilot instructor – un pilot cu vastă experienţă de zbor pe diferite
tipuri de avioane. Pilotul elev – pilot cu pregătire medie de zbor pe diferite
tipuri de avioane, ofiţer cu securitatea zborului în Statul major al Forţelor
Aeriene. Subsemnatul... Am decolat pentru executarea unei misiuni de
interceptare în mod ATN (Advanced Training Network) – un tip special de misiune
de antrenament, specific avionului de antrenament avansat IAR-99 Şoim – până la
4 avioane se pot conecta în reţea prin intermediu staţiei radio COM 2, simulând
radiolocatoare virtuale, rachete şi contramăsuri virtuale, anunţând şi fiind
anunţate despre „ţintă lovită” sau „ţintă ratată”, şi altele, într-un cuvânt,
antrenamentul la care orice pilot din această lume, de cele mai multe ori,
poate doar să viseze...
Avion de antrenament avansat IAR-99 Şoim
aparţinând Forţelor Aeriene Române
Scurt timp după decolare, la aproximativ 70 metri
AGL, am simţit un şoc uşor, urmat de o mişcare nefirească a avionului în
profunzime. Am raportat coliziunea cu o pasăre, lucru de care însă acum nu-mi
mai pot aminti. Este posibil ca din cauza unei păsări să fi cedat lacătele
cupolei instructorului, aceasta largându-se, lovind fuselajul şi provocând
spargerea plexiglasului şi aspirarea acestuia în motor.
Momentul desprinderii cupolei şi aspirării în
motor a unor fragmente de plexiglas
În timp ce repun avionul în panta normală de
urcare, din nou, lucrurile se precipită. Aud vag la radio „025, ai păţit ceva ?
Ai avut o explozie dedesubt... 025, ai grija...”. Era colegul meu, Marin Petre,
aflat într-un L-39 aterizat înainte şi în rulaj pe bretelă, martor al întregii
scene. Probabil îi datorez viaţa (şi lui...) deoarece mi-a dat curaj, parcă era
lângă mine în cabină în momentul luării deciziei (este foarte important pentru
un pilot în dificultate să fie încurajat de cineva din „afară”). În acelaşi
timp, aud vag în intercomunicaţie pilotul instructor spunând că i-a sărit
cupola. Şi tot acum, brusc, motorul încetează să mai producă tracţiune.
Instinctiv, pun avionul în picaj, pentru a-i asigura viteza de planare şi a
avea timp să gândesc.
Momentul punerii avionului în picaj în vederea
asigurării vitezei de planare (unghi insuficient pentru a scoate avionul din
Regimul 2 de viteze) şi a unei eventuale aterizări pe direcţie
În mijlocul acestui coşmar, când toată lumea ne
chema la radio, auzeam întrebări, sfaturi, chemări, ulterior chiar ordine de
catapultare, în sinea mea mă lamentam „ia te uită ce am păţit, tocmai eu...”.
Însă, în acelaşi timp, mâinile mergeau singure, asigurând avionului viteză de
planare şi aplicând procedura de repornire în zbor, adică aducerea manetei de
gaze pe pragul de relanti şi cuplarea „Aprinderii în zbor”. Şi, stupoare,
motorul îşi revine, exact când raportam decizia de aterizare în faţă. În acest timp, pilotul
instructor, un pilot şi un om deosebit, se lupta cu curentul de aer năvălit cu aproape
300 km/h în cabina sa, smulgându-i masca de oxigen de pe faţă. În mijlocul
acestei lupte aude raportul meu despre aterizarea forţată, şi percepe
gravitatea situaţiei. Preia comanda (şi decizia mea de aterizare forţată).
Motorul revenit anterior, intră din nou în acelaşi regim, în care producea
orice altceva în afară de tracţiune... Renunţăm la speranţa recuperării sale şi
ne concentrăm pe aterizare forţată. În faţă însă, copaci... Aşa că nu avem ce
face şi schiţăm un uşor viraj. Foarte uşor, câteva grade înclinare, nesusţinut,
în coborâre. Viteza însă, scade continuu, ne şi mirăm cum de mai zboară avionul
la mai puţin de 170 km/h. La aproximativ 20 de metri, avionul dă să se angajeze
pe o aripă. Manevra inspirată (genială aş spune...) din palonier a
instructorului (avionul nu mai răspundea la comanda laterală a manşei, atât era
de mică viteza) îl redresează şi îl mai reţine în zbor planat încă câteva
secunde. Câteva, nu multe, dar esenţiale, făcând diferenţa între a fi şi a nu
mai fi... În final, avionul se angajează şi cade, de la câţiva metri însă. Şi,
spre şansa noastră, nu ia foc, deşi era plin cu petrol, ca la început de
misiune. Colegii ne recuperează, tehnicienii îşi riscă viaţa pentru a mă
extrage din scaunul de catapultare al cărui mecanism declanşator a fost parţial
acţionat la impact... Apoi medicii, în primul rând cel al unităţii care m-a
ţinut în viaţă în elicopter (aveam hemoragie internă), apoi cei de la Spitalul
Militar, care ne-au pus pe picioare, astfel încât acum zburăm din nou...
Momentul revenirii motorului, urmat de manevra
(greşită) de punere a avionului în pantă accentuată de urcare
Manevră (greşită) de viraj la foarte mică viteză;
avionul nu se angajează acum doar datorită manevrei inspirate a instructorului
de scoatere din înclinare prin presarea palonierului (manşa nu mai avea efect
lateral)
Angajarea avionului
1. – momentul apariţiei fenomenului
de desprindere a curgerii
2. – momentul iniţierii procedurii de repornire în
zbor, având ca prim efect scoaterea compresorului din instabilitate şi
reintrarea motorului în parametri normali de funcţionare
3. – „probă” a
funcţionării motorului – turaţia urmăreşte maneta de gaze
4. – motorul încă este în parametri normali de
funcţionare – turaţia urmăreşte maneta de gaze
5. – în urma sesizării de către echipaj că motorul
funcţionează (aproximativ) normal, maneta de gaze este dusă în plin (manevră
greşită); turaţia urmăreşte maneta de gaze până la aproximativ 80%, unde
reapare fenomenul de desprindere a curgerii
6. – compresorul (respectiv motorul) reintră în
regimul de instabilitate, echipajul abandonează motorul, concentrându-se pe
aterizarea forţată
În lunga perioadă de recuperare care a urmat, am
avut timp să întorc pe toate părţile accidentul, să mă întreb ce s-a întâmplat.
A fost aspirat plexiglas în motor, apoi motorul a început să se comporte
ciudat. Nu s-a oprit totuşi. Şi îmi amintesc două alte evenimente, amândouă cu
IAR-99. Unul din ele, petrecut în 2004 la Centrul de cercetări şi încercări în
zbor, piloţi – acelaşi comandor Drăghici Florea, şi un alt pilot deosebit,
căpitanul comandor Matei Petre, pilot de încercare la C.C.Î.Z. Aveau de
executat trageri cu tunul de bord în ţintă terestră. Conform misiunii, au
efectuat întâi tragere cu tunul în regim simulat, apoi, după redresare, în
urcare spre virajul 1+2 al turului de poligon, conform procedurii stabilite la
pregătirea misiunii, au armat tunul pentru a executa tragerea reală. Tunul s-a
armat numai că, imediat ulterior armării, un proiectil (unul singur, cum a
stabilit ulterior comisia) a fost tras. Adică proiectilul intrat pe ţeavă la
armare. Comisia de investigare avea să stabilească că proiectilul a avut capsa
prea sensibilă, percutându-se prin simpla frecare de chiulasă. Urmarea însă
avea să fie cel puţin ciudată. Imediat după perceperea tragerii proiectilului,
echipajul constată oprirea motorului. De fapt avea să se dovedească că motorul
nu s-a oprit, dar a intrat într-un regim în care era ca şi oprit (blocat la
relanti). Piloţii pun avionul în picaj pentru a-i asigura viteza de sustentaţie
şi aplică procedura de pornire în zbor, adică maneta de gaze pe pragul de
relanti şi cuplarea „Reaprinderii în zbor”. Motorul îşi revine imediat şi
echipajul aterizează în siguranţă. Întrebarea la care nu au putut găsi răspuns
membrii comisiei, nici atunci, nici cu alte ocazii, de ce se opreşte motorul
IAR-ului 99 la tragerea cu tunul, şi mai ales în ce condiţii ? Fiindcă acum a
fost tras doar... un singur proiectil. Se făcuseră calcule, bazate pe diverse
teorii, creşterea temperaturii T1 a aerului admis în compresor,
sărăcirea procentului de oxigen în aerul admis datorită gazelor arse ale
proiectilelor... Dar toate aceste teorii erau date peste cap acum, deoarece
toate se bazau pe un număr mare de proiectile trase. Ori, acum, fusese tras un
singur proiectil...
A doua conexiune: Incidentul următor s-a petrecut
în anul 2001, la Baza 49 Aeriană Ianca, în timpul unui zbor de antrenament
pentru trageri în ţintă terestră cu formaţia. Avion: IAR-99 Standard, echipaj –
comandorul Jar Ioan, comandantul bazei, pilot foarte experimentat, instructor
şi om deosebit, şi, din nou, subsemnatul, pilot elev. După un atac (în calitate
de coechipier), pe timpul redresării, motorul dă semne de comportare nefirească
– scădere a turaţiei până aproape de relanti şi blocare a motorului în acel
regim. Nu vă pot reproduce senzaţia pe care o ai când simţi avionul că se
înmoaie sub tine, apoi vezi avionul cap depărtăndu-se înainte şi în sus,
disperarea că îl pierzi, apoi, întrebarea, ce se întâmplă, şi percepţia
faptului că te-a lăsat motorul (unicul)... Având în vedere că motorul nu era
oprit totuşi, am aplicat o procedură „proprie”, generată probabil de frică şi
de reacţia instinctivă a omului care nu înţelege ce se întâmplă, am făcut
manevre rapide şi repetate cu maneta de gaze, între relanti şi maximal. După 2
– 3 astfel de manevre, motorul şi-a revenit. Întrerupem misiunea şi aterizăm,
raportăm. Tehnicienii verifică motorul mai bine de 30 de minute, fără a
constata ceva. Se decide că avionul poate zbura, zboară cu alt echipaj, apoi
plecăm şi noi din nou, acelaşi echipaj, cu acelaşi avion, aceeaşi misiune. Şi,
cum probabil vă închipuiţi, se întâmplă din nou. Acum eram deja „păţit”, aplic
aceeaşi „procedură”, motorul îşi revine din nou, din nou întrerupem misiunea.
Fiind acelaşi avion, tragem concluzia că motorul acelui avion are ceva.
Raportăm din nou, şi din nou tehnicienii nu găsesc nimic. Dar, apare
întrebarea, de ce a apărut numai la mine, şi nu şi la alţi piloţi (care au mai
zburat chiar cu acelaşi instructor), de ce la acelaşi tip de misiune şi în
aceeaşi fază a zborului, redresarea după atacul ţintei terestre ?
Toate cazurile prezentate au ceva în comun:
motorul în maximal şi viteza mică. Desenând triunghiul vitezelor aerului admis
în compresorul (axial al) unui motor turboreactor, observăm că se compun viteza
de înaintare a avionului şi viteza dată de rotaţia compresorului. Rezultanta
„atacă” profilul paletelor de compresor sub un anumit unghi de incidenţă. Acest
unghi de incidenţă creşte cu scăderea vitezei de zbor şi cu creşterea vitezei
de rotaţie a compresorului, fiind maxim la viteze mici şi turaţii de maximal.
La aceeaşi turaţie şi scăderea vitezei de zbor,
unghiul de incidenţă a aerului pe profilul paletelor de compresor se măreşte
La aceeaşi viteză şi creşterea turaţiei, unghiul
de incidenţă a aerului pe profilul paletelor de compresor se măreşte
Practic, din proiectare, se limitează maximalul
motorului acolo unde unghiul de incidenţă este maxim admis pentru paleta
respectivă. Din această cauză, la acest regim, curgerea aerului în compresor
este foarte aproape de limita stabilităţii. Depăşirea acestui unghi de
incidenţă produce desprinderea curgerii, fenomen similar cu cel cunoscut de
piloţi sub denumirea de „angajare” a unui profil de aripă, adică încetarea curgerii
laminare, desprinderea fileurilor de aer de pe aripă, producerea de turbioane. Turbioanele
se produc succesiv, în cascadă, consumând pentru producere foarte multă
energie. Practic, profilul respectiv produce o foarte mare rezistenţă la
înaintare. În cazul motorului turboreactor, această desprindere a curgerii
laminare pe profilele paletelor de compresor are ca efect producerea de
turbioane. Acestea se produc continuu, în cascadă, consumând toată energia
produsă de turbină. Compresorul, în loc să producă aer comprimat,
produce...turbioane. Iată explicaţia „exploziei” văzute de Marin Petre la
avionul „meu”, practic a văzut flacăra rezultată din îmbogăţirea bruscă a
amestecului combustibil – aer, rezultată în urma acestui fenomen. Desprinderea
curgerii laminare poate apare ca urmare a deformării profilului, deformare
ireversibilă (cazul aspirării de plexiglas în motorul Şoimului, cazul păsării
aspirate în motorul Hawk-ului canadian, ca dealtfel toate cazurile aspirărilor
de păsări în decolare), sau reversibilă (cazul givrării aparatului director,
respectiv al deformării profilului aparatului director). Desprinderea poate
apare şi datorită unei perturbaţii (termică, undă de şoc, etc.) produsă de
tragerea cu tunul la regimul de maximal şi viteză mică (în capătul de sus al
pantei de urcare după redresare în poligon). Şi mai poate apare şi datorită
aspirării de turbioane (deja formate) de la aripa avionului cap de formaţie, şi
aşa se explică de ce mi se întâmpla numai mie, de vină era stilul meu personal
de pilotaj, poziţia mea în formaţie în momentul revenirii din supraplasare în
subplasare după redresarea din atacul ţintei terestre, din nou cu motorul în
maximal şi la viteză mică (în capul pantei de urcare). Şi aşa se explică
„legenda” că, uneori, motorul IAR-ului 99 se opreşte la tragerea cu tunul. Nu
numai al IAR-ului 99, toate motoarele turboreactoare au restricţii la tragerea
cu tunul sau rachetele, în manualul F-ului 18 se interzice lansarea rachetelor
şi tragerea cu tunul cu motoarele peste 80%. Fenomenul este valabil atât pentru
turboreactoare, simplu sau dublu flux, cât şi pentru turbopropulsoare (cazul
givrajului aparatului director). Nu cred că a avut cineva probleme de acest fel
cu motorul în regim de relanti, indiferent de aeronavă. De aceea, nu au existat
astfel de probleme la atacul ţintelor terestre din tur de poligon „normal”,
adică cu „parcurs” în picaj şi motorul redus. Indiferent cu ce şi cât s-a tras.
Au existat însă probleme la tragerea din zbor orizontal, la viteză mare. Şi,
încă un amănunt important. Instinctul de pilot ne spune că motorul are maximum
de stabilitate în maximal. Motorul în relanti nu ne inspiră siguranţă. Senzaţie
falsă, realitatea este exact pe dos.
Cum se iese din astfel de situaţie ? Simplu,
„tăind” energia la dispoziţie turbioanelor, pentru a nu se mai putea produce în
cascadă. Adică, turbina să nu mai producă energie suficientă, adică maneta de
gaze pe pragul de relanti. Şi aerul începe din nou să curgă laminar, motorul
îşi reintră în parametri. În tot acest timp, în funcţie de înălţimea la care
s-a produs, există şi riscul ruperii flăcării, risc redus totuşi la înălţime
mică. Însă cuplarea contactului de „reaprindere în aer” nu poate fi decât o
bună măsură de prevedere. Funcţie de cauză, pe care pilotul, de cele mai multe
ori, a perceput-o, nedistructivă (givraj, aspirare turbioane, undă de şoc,
etc.) sau distructivă (aspirare păsări, etc.), respectiv dacă profilul paletei
de compresor este cel „original” sau unul deformat, pilotul poate şti dacă mai
poate folosi motorul afectat la maximal sau la un regim mai redus, dacă mai
poate astfel continua zborul sau nu. De exemplu, în cazul Şoimului „meu”, dacă
am fi înţeles fenomenul, puteam recupera tracţiunea motorului până la
aproximativ 80%, suficient pentru aterizarea în siguranţă şi salvarea
avionului. Practic, când fenomenul de desprindere a curgerii apărea din nou, ar
fi trebuit să aducem maneta de gaze din nou pe pragul de relanti apoi spre
regimul imediat inferior celui în care a apărut desprinderea. Dacă pentru un
avion din clasa IAR-99 sau Bae Hawk, un astfel de regim poate asigura zborul,
pentru un fast-jet, s-ar putea să nu fie suficient. Oricum, trebuie avută în
vedere în primul rând salvarea echipajului. Având în vedere că majoritatea
accidentelor provocate de păsări aspirate au avut loc imediat după decolare
(motorul în maximal şi viteza mică), trebuie avut în vedere că avionul se află foarte
aproape de regimul 2 de viteze (sau chiar în regimul 2), adică regimul în care,
pe măsură ce viteza scade, tracţiunea necesară (respectiv unghiul de picaj)
creşte. Timpul este scurt, viteza scade continuu deşi am pus avionul în picaj,
fiindcă instinctul ne împiedică să imprimăm un unghi de picaj suficient de
accentuat pentru a accelera avionul astfel încât să rămână în regimul 1, regim
stabil.
În Regimul 2 de viteze, la scăderea vitezei este
necesară mai multă tracţiune (respectiv unghi mai mare de picaj) pentru
menţinerea zborului, lucru explicabil prin creşterea unghiului de incidenţă
(respectiv a rezistenţei la înaintare) necesar pentru asigurarea portanţei
egale cu greutatea avionului
De aceea, şi ţinând cont că omul gândeşte „pe un
singur canal”, adică poate avea în atenţie un singur lucru odată, prima decizie
trebuie să fie cea de catapultare. Ulterior, dacă mai avem timp şi avionul mai
are resurse pentru planare, se poate încerca salvarea avionului, dar cu decizia
de catapultare luată şi gata de a fi aplicată. Vă pot spune că, odată ce am
luat decizia de aterizare forţată, „păcălit” de senzaţia că avionul zboară
totuşi, nu am mai avut timp să mă mai gândesc la catapultare, chiar în
momentele dificile din final. Oricum, în final, problemele se aglomerează şi,
de cele mai multe ori, ne copleşesc, nemailăsându-ne timp pentru a lua decizia
de catapultare. Oricum, aterizarea forţată oriunde în altă parte decât pe un
teren amenajat (aerodrom) este o loterie, datorită nenumăratelor obstacole,
vizibile sau nu. Noi am scăpat cu viaţă numai fiindcă am avut foarte mult
noroc, oricum răniţi grav şi oricum avionul s-a distrus. De aceea, recomand din
toată inima catapultarea în locul încercării de a salva un avion oricum
condamnat. Nimeni nu are nevoie de eroi, cu atât mai puţin familiile noastre.
Catapultare (din F-16) a
unui pilot al formaţiei Thunderbirds, în timpul unei demonstraţii aeriene.
Pilotul a încurcat QNH cu QFE, răsturnând din şandelă mai jos. Şi-a dat seama
de greşeală, şi-a acceptat propria greşeală, a luat decizia de catapultare apoi
a aşteptat (cu mâna pe mâner) în speranţa că avionul va „ieşi”. Nu a ieşit şi,
având decizia deja luată, pilotul s-a salvat prin catapultare. Acest pilot, nu
ştim dacă mai zboară, cu siguranţă însă îşi va creşte nepoţii...
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu