Πτώση F-4 | Η NASA είχε μελετήσει τις απώλειες ελέγχου του Phantom – Τι είχαν δείξει οι έρευνες»

Η τραγωδία της Τανάγρας άφησε πίσω της δύο νεκρούς αεροπόρους, αλλά και ένα μεγάλο ερώτημα που δεν μπορεί –και δεν πρέπει– να απαντηθεί βιαστικά: τι συνέβη στα τελευταία δευτερόλεπτα της πτήσης του F-4E Phantom;

Η επίσημη διερεύνηση βρίσκεται σε εξέλιξη και μέχρι να ολοκληρωθεί κανείς δεν μπορεί υπεύθυνα να μιλήσει για συγκεκριμένη αιτία. Τα διαθέσιμα βίντεο μπορούν να δώσουν ενδείξεις, όχι όμως από μόνα τους απαντήσεις. Η διερεύνηση ενός στρατιωτικού αεροπορικού δυστυχήματος απαιτεί τη σύνθεση δεκάδων παραμέτρων: ταχύτητα, ύψος, γωνία κλίσης, γωνία προσβολής, φορτίο G, κατάσταση κινητήρων και χειριστηρίων, υδραυλικά συστήματα, πορεία του αεροσκάφους, επικοινωνίες του πληρώματος και, τελικά, τα ίδια τα συντρίμμια.

Υπάρχει όμως κάτι που μπορούμε ήδη να κάνουμε: να εξετάσουμε το δυστύχημα μέσα από όσα γνωρίζει σήμερα η αεροπορική επιστήμη και κυρίως μέσα από όσα έχουν μάθει επί δεκαετίες οι ερευνητές από το ίδιο το F-4 Phantom.

Το κρίσιμο σημείο δεν είναι μόνο η ταχύτητα

Ένα από τα πρώτα λάθη που μπορεί να κάνει κάποιος παρακολουθώντας τα βίντεο είναι να θεωρήσει ότι ένα αεροσκάφος που κινείται με μεγάλη ταχύτητα δεν μπορεί να αντιμετωπίσει αεροδυναμική απώλεια στήριξης.

Στην πραγματικότητα, το stall δεν καθορίζεται απλώς από την ένδειξη της ταχύτητας.

Καθορίζεται πρωτίστως από τη γωνία προσβολής της πτέρυγας. Όταν ξεπεραστεί η κρίσιμη γωνία προσβολής, η ροή του αέρα πάνω στην πτέρυγα αρχίζει να αποκολλάται και η ικανότητά της να παράγει την απαιτούμενη άντωση μειώνεται δραστικά.

Το πράγμα γίνεται ακόμη πιο σύνθετο όταν ένα μαχητικό βρίσκεται σε κλειστή στροφή.

Όσο αυξάνεται η κλίση και το αεροσκάφος επιχειρεί να διατηρήσει ή να μεταβάλει έντονα την τροχιά του, αυξάνεται και το φορτίο που δέχεται. Η αύξηση των G σημαίνει ότι απαιτείται μεγαλύτερη άντωση. Και αυτό μεταβάλλει σημαντικά το περιθώριο μέχρι την αεροδυναμική απώλεια στήριξης.

Με απλά λόγια: ένα μαχητικό μπορεί να βρεθεί σε εξαιρετικά δυσμενή αεροδυναμική κατάσταση ακόμη και όταν το ταχύμετρό του δείχνει έναν αριθμό που στον απλό παρατηρητή φαίνεται πολύ μεγάλος.

Αυτό είναι γνωστό ως accelerated stall.

Δεν υποστηρίζουμε ότι αυτό συνέβη στην Τανάγρα. Υποστηρίζουμε όμως ότι επιστημονικά δεν μπορεί να αποκλειστεί ένα τέτοιο ενδεχόμενο μόνο και μόνο επειδή το αεροσκάφος είχε υψηλή ταχύτητα.

Το F-4 έχει μια ιδιαίτερα καλά μελετημένη αεροδυναμική ιστορία

Εδώ βρίσκεται ίσως το πιο ενδιαφέρον κομμάτι της υπόθεσης.

Το Phantom είναι ένα αεροσκάφος του οποίου η συμπεριφορά σε υψηλές γωνίες προσβολής απασχόλησε επί δεκαετίες μηχανικούς, πιλότους δοκιμών και ερευνητικά κέντρα.

Η NASA πραγματοποίησε εκτεταμένες έρευνες στο F-4 μετά από σειρά περιστατικών απώλειας ελέγχου και stall/spin.

Τα στοιχεία που έχουν δημοσιευθεί είναι εντυπωσιακά: κατά τη διάρκεια της επιχειρησιακής ζωής του τύπου, οι αμερικανικές Ένοπλες Δυνάμεις αντιμετώπισαν περισσότερα από 100 ατυχήματα F-4 που συνδέθηκαν με υψηλές γωνίες προσβολής και καταστάσεις stall/spin.

Οι δοκιμές αποκάλυψαν ότι σε υψηλές γωνίες προσβολής μπορούσε να εμφανιστεί απώλεια πλευρικής και διευθυντικής ευστάθειας. Σε δοκιμές μοντέλου F-4C παρατηρήθηκε απότομη εκτροπή της μύτης – το λεγόμενο «nose slice» – κοντά στην περιοχή του stall, ενώ αρκετές δοκιμές κατέληξαν σε απώλεια ελέγχου.

Η εξήγηση βρισκόταν στη σύνθετη αλληλεπίδραση της ροής γύρω από τη σαρωμένη πτέρυγα και τα ουραία πτερύγια σε μεγάλες γωνίες προσβολής.

Αυτή ακριβώς η συμπεριφορά αποτέλεσε αντικείμενο ειδικών δοκιμών σε αεροδυναμικές σήραγγες. Οι έρευνες συνέβαλαν στις μεταγενέστερες βελτιώσεις της πτέρυγας του F-4E, μεταξύ άλλων με leading-edge slats, ώστε να βελτιωθεί η συμπεριφορά του αεροσκάφους κοντά στα όρια.

Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για την επιστημονική συζήτηση γύρω από το δυστύχημα επειδή δείχνει ότι η συμπεριφορά του συγκεκριμένου τύπου αεροσκάφους σε ακραίες αεροδυναμικές συνθήκες είναι ένα φαινόμενο γνωστό και βαθιά μελετημένο.

Το πραγματικό ερώτημα ίσως είναι το διαθέσιμο ύψος

Υπάρχει όμως και μια δεύτερη παράμετρος που μπορεί να αποδειχθεί ακόμη σημαντικότερη: το ύψος.

Σε μεγάλο ύψος, μια προσωρινή απώλεια ελέγχου μπορεί να είναι ανακτήσιμη.

Στα μερικές εκατοντάδες πόδια από το έδαφος, το ίδιο ακριβώς γεγονός μπορεί να είναι καταστροφικό.

Αυτό αλλάζει ολόκληρη τη φιλοσοφία της διερεύνησης.

Το ερώτημα δεν είναι μόνο:

«Γιατί το αεροσκάφος άρχισε να χάνει ύψος;»

Υπάρχει και ένα δεύτερο:

«Όταν το πλήρωμα επιχείρησε να ανακόψει την κάθοδο, υπήρχε πλέον αρκετό ύψος για να το πετύχει;»

Κάθε αεροσκάφος χρειάζεται χρόνο και χώρο για να μεταβάλει το διάνυσμα της ταχύτητάς του. Ένα F-4 που κινείται γρήγορα δεν μπορεί να αλλάξει στιγμιαία την καθοδική του τροχιά επειδή ο χειριστής τραβά το χειριστήριο.

Υπάρχει αδράνεια.

Υπάρχει ακτίνα καμπυλότητας της τροχιάς.

Υπάρχουν αεροδυναμικά όρια.

Υπάρχει το μέγιστο διαθέσιμο φορτίο G.

Και πάνω απ’ όλα υπάρχει το έδαφος.

Σε πολύ χαμηλό ύψος, ακόμη και διαφορά ενός ή δύο δευτερολέπτων μπορεί να μετατρέψει μια ανακτήσιμη κατάσταση σε μη ανακτήσιμη.

Η «ενέργεια» του αεροσκάφους

Στην αεροπορική επιστήμη υπάρχει ακόμη μία έννοια που πρέπει να μπει στη συζήτηση: η ενεργειακή κατάσταση του αεροσκάφους.

Ένα μαχητικό ουσιαστικά «διαχειρίζεται» συνεχώς δύο βασικές μορφές ενέργειας: την κινητική ενέργεια που συνδέεται με την ταχύτητά του και τη δυναμική ενέργεια που συνδέεται με το ύψος του.

Ο χειριστής μπορεί, μέσα στα όρια του αεροσκάφους, να ανταλλάξει τη μία με την άλλη.

Μπορεί να θυσιάσει ταχύτητα για να κερδίσει ύψος.

Μπορεί να χάσει ύψος για να αποκτήσει ταχύτητα.

Όταν όμως το αεροσκάφος βρίσκεται ήδη πολύ χαμηλά, ένα μεγάλο κομμάτι αυτής της «τράπεζας ενέργειας» έχει εξαφανιστεί.

Δεν υπάρχει αρκετό ύψος για να ξοδευτεί.

Γι’ αυτό μία από τις σημαντικότερες εργασίες των ερευνητών θα είναι να ανακατασκευάσουν όσο το δυνατόν ακριβέστερα την ενεργειακή κατάσταση του Phantom στα τελευταία δευτερόλεπτα.

Η ανθρώπινη αντίδραση μετριέται πλέον σε δευτερόλεπτα

Υπάρχει και ο ανθρώπινος παράγοντας.

Η NASA έχει μελετήσει ειδικά τη συμπεριφορά χειριστών μαχητικών κατά τη διάρκεια stall/spin και απώλειας ελέγχου. Οι μελέτες έχουν αναδείξει δυσκολίες όπως η έγκαιρη αναγνώριση της κατάστασης, η επιλογή της σωστής διαδικασίας ανάκτησης, η στρέβλωση της αντίληψης του χρόνου και η τάση καθυστέρησης της απόφασης εγκατάλειψης ενός αεροσκάφους όταν το πλήρωμα εξακολουθεί να προσπαθεί να το ανακτήσει.

Και εδώ χρειάζεται μεγάλη προσοχή.

Η αναφορά στον ανθρώπινο παράγοντα δεν σημαίνει ανθρώπινο λάθος.

Στη σύγχρονη διερεύνηση ατυχημάτων ο ανθρώπινος παράγοντας περιλαμβάνει τον φόρτο εργασίας, τις πληροφορίες που είχε διαθέσιμες ο χειριστής, τις επιταχύνσεις που δεχόταν, τον χρόνο που είχε για να αντιδράσει και τη δυνατότητα να αντιληφθεί εγκαίρως τι ακριβώς συνέβαινε.

Στην Τανάγρα το χρονικό παράθυρο φαίνεται ότι ήταν εξαιρετικά μικρό.

Και αυτό ενδέχεται να αποδειχθεί καθοριστικό.

Γιατί δεν εγκατέλειψαν;

Είναι ένα από τα δυσκολότερα ερωτήματα και πρέπει να αντιμετωπιστεί με μεγάλο σεβασμό.

Γιατί δεν έγινε εκτίναξη;

Χωρίς τα στοιχεία της έρευνας δεν υπάρχει απάντηση.

Σε ένα ταχύτατα εξελισσόμενο συμβάν χαμηλού ύψους, όμως, η χρονική αλληλουχία μπορεί να είναι τόσο συμπιεσμένη ώστε ο χειριστής να περάσει μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα από την αναγνώριση του προβλήματος, στην προσπάθεια ανάκτησης και τελικά στην πρόσκρουση.

Υπάρχει επίσης ένα φαινόμενο που έχει καταγραφεί σε μελέτες αεροπορικών ατυχημάτων: ο χειριστής συνεχίζει να επιχειρεί την ανάκτηση επειδή μέχρι πολύ αργά θεωρεί ότι το αεροσκάφος μπορεί ακόμη να σωθεί.

Στην περίπτωση της Τανάγρας δεν γνωρίζουμε αν συνέβη κάτι τέτοιο και θα ήταν λάθος να το υποθέσουμε.

Αλλά η απουσία εκτίναξης είναι ένα από τα στοιχεία που αναπόφευκτα θα εξεταστούν μαζί με ολόκληρη τη χρονική αλληλουχία των τελευταίων δευτερολέπτων.

Και αν υπήρξε τεχνική αστοχία;

Εδώ πρέπει να μείνει ανοιχτή η έρευνα.

Μία τεχνική αστοχία μπορεί να αλλάξει εντελώς την εικόνα.

Οι δύο J79, το σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου, τα υδραυλικά κυκλώματα, τα χειριστήρια πτήσης, τα συστήματα ευστάθειας και οι επιφάνειες ελέγχου πρέπει να εξεταστούν.

Το ίδιο ισχύει για πιθανή πρόσκρουση πτηνού ή άλλη εξωτερική αιτία.

Και υπάρχει κάτι ακόμη που συχνά ξεχνάμε όταν συζητάμε αεροπορικά δυστυχήματα:

δεν είναι απαραίτητο να υπάρχει μία και μοναδική αιτία.

Ένα ατύχημα μπορεί να δημιουργηθεί από αλυσίδα γεγονότων.

Μια μικρή τεχνική δυσλειτουργία μπορεί να συμβεί σε μια απαιτητική φάση της πτήσης. Η αντίδραση μπορεί να μεταβάλει την ταχύτητα ή τη γωνία προσβολής. Η αυξημένη κλίση μπορεί να αυξήσει το απαιτούμενο φορτίο. Και όλα αυτά μπορεί να συμβούν ενώ απομένουν μόνο μερικές εκατοντάδες πόδια μέχρι το έδαφος.

Καθένας από αυτούς τους παράγοντες μόνος του μπορεί να είναι αντιμετωπίσιμος.

Ο συνδυασμός τους μπορεί να μην είναι.

Τα παλαιότερα ατυχήματα του Phantom έχουν κάτι να μας διδάξουν

Η ιστορία του F-4 είναι πολύτιμη ακριβώς επειδή το αεροσκάφος έχει πετάξει επί δεκαετίες σε εξαιρετικά απαιτητικά επιχειρησιακά περιβάλλοντα.

Η επιστημονική βιβλιογραφία γύρω από το Phantom περιλαμβάνει πραγματικές περιπτώσεις απώλειας ελέγχου, stall/spin και departure από ελεγχόμενη πτήση.

Αυτά τα περιστατικά δεν αποτελούν απόδειξη για την Τανάγρα.

Αποτελούν όμως βάση σύγκρισης.

Οι ερευνητές μπορούν να εξετάσουν αν η κινηματική εικόνα του ελληνικού F-4 –η μεταβολή της κλίσης, η πορεία της μύτης, ο ρυθμός καθόδου και η συμπεριφορά πριν από την πρόσκρουση– παρουσιάζει χαρακτηριστικά γνωστά από προηγούμενες περιπτώσεις.

Αυτός είναι ένας από τους λόγους που τα βίντεο από διαφορετικές γωνίες έχουν τόσο μεγάλη αξία.

Με σύγχρονες μεθόδους φωτογραμμετρίας μπορεί να γίνει ανακατασκευή της τροχιάς και να εξαχθούν εκτιμήσεις για την ταχύτητα, το ύψος, τη θέση και τις μεταβολές του αεροσκάφους στον χώρο.

Τότε η εικόνα παύει να είναι απλώς «ένα βίντεο της πτώσης».

Μετατρέπεται σε δεδομένα.

Το μεγάλο λάθος θα ήταν να βγάλουμε πόρισμα από ένα βίντεο

Σήμερα υπάρχουν τρία βασικά ενδεχόμενα που επιστημονικά πρέπει να παραμείνουν ανοιχτά:

Μια αεροδυναμική κατάσταση που οδήγησε σε απώλεια ελέγχου ή ανεπαρκή δυνατότητα ανάκτησης, μια τεχνική αστοχία ή ένας συνδυασμός παραγόντων που, λόγω του εξαιρετικά χαμηλού ύψους, εξελίχθηκε σε ελάχιστο χρόνο.

Υπάρχει επίσης η περίπτωση το αεροσκάφος να παρέμενε ελέγξιμο αλλά η τροχιά του να είχε γίνει πλέον γεωμετρικά μη ανακτήσιμη πριν από την επαφή με το έδαφος.

Αυτό είναι διαφορετικό από το stall και διαφορετικό από τη μηχανική βλάβη.

Και γι’ αυτό έχει σημασία να μην μπερδεύονται οι έννοιες.

Η απάντηση βρίσκεται στα δευτερόλεπτα που ακόμη λείπουν

Η πραγματική διερεύνηση της Τανάγρας δεν θα κριθεί από μία φωτογραφία ούτε από μία εντυπωσιακή θεωρία.

Θα κριθεί από αριθμούς, πόσο γρήγορα πετούσε το Phantom; ποια ήταν η πραγματική γωνία κλίσης; ποιος ήταν ο ρυθμός καθόδου; πόσα G αναπτύχθηκαν; πώς μεταβλήθηκε η γωνία προσβολής;

Πότε ξεκίνησε η προσπάθεια ανάκτησης;

Και κυρίως: πόσα πόδια ύψους απέμεναν εκείνη ακριβώς τη στιγμή;

Εκεί πιθανότατα βρίσκεται ένα μεγάλο μέρος της απάντησης.

Μέχρι να μιλήσουν τα στοιχεία της επίσημης διερεύνησης, κανείς δεν δικαιούται να χρεώσει το δυστύχημα ούτε στο αεροσκάφος ούτε στους ανθρώπους που βρίσκονταν μέσα σε αυτό.

Η επιστήμη, όμως, μας επιτρέπει ήδη να καταλάβουμε κάτι.

Σε μια πτήση χαμηλού ύψους με ένα μαχητικό που κινείται με τεράστια ενέργεια, η απόσταση ανάμεσα σε μια απολύτως ελεγχόμενη κατάσταση και σε μια κατάσταση από την οποία δεν υπάρχει πλέον αρκετός χώρος για επιστροφή μπορεί να μην μετριέται σε λεπτά.

Μπορεί να μετριέται σε λίγα δευτερόλεπτα και μερικές εκατοντάδες πόδια.

Και ίσως αυτά ακριβώς τα δευτερόλεπτα να είναι το κλειδί για να μάθουμε τι πραγματικά συνέβη στην Τανάγρα.