Расследование и предупреждение техногенных катастроф. Научный детектив - Юрий Петров

Таким образом, аварии и катастрофы, происходящие из-за незнания открытых позже свойств эквивалентных преобразований, неоднократно происходили в 60-е годы ХХ века. Но их причины долго оставались не раскрытыми.

Казалось бы, истина поймана, вот она, у тебя в руках — раз эквивалентные преобразования изменяют такое важное свойство решений, как запасы устойчивости, то это значит, что они могут изменять и другие свойства решений. Следите за этими изменениями — и все прояснится, аварии будут побеждены. Но этого простого вывода в те годы не было сделано. Более того, когда в 1973 году Петр Владимирович Надеждин в статье [5] опубликовал пример, когда после эквивалентных преобразований изменялась так называемая «грубость» системы, то даже этот пример остался без серьезного внимания. Пошли по другому пути — были найдены пути построения регуляторов, похожих на «аналитически сконструированные» регуляторы А. М. Летова, но за счет небольшой модификации сохранявших хорошие запасы устойчивости. Частые аварии и катастрофы прекратились, все успокоились, но это было напрасным: поскольку истинные причины аварий и катастроф не были раскрыты, они стали происходить в других местах, уже не за счет «аналитически сконструированных» регуляторов — примером может служить ужасная авария 22 марта 1994 года над Междуреченском, когда погибли все пассажиры и экипаж. Мы расскажем о ней в следующем разделе, а материал настоящего раздела лишний раз показывает, как трудно добраться до научной истины. То, что именно эквивалентные преобразования являются причиной многих аварий, поскольку они иногда изменяют свойства решений, и что для предотвращения аварий нужно изучать свойства эквивалентных преобразований — все это было установлено позже и впервые опубликовано в 1987 году, в книге [1].

В этой же книге, а затем и в публикациях [6], [2], [3] были подробно описаны методы дополнительных расчетов, страхующих от аварий, но пользоваться ими проектные организации не спешат, а это означает, что причины техногенных аварий хотя и установлены, но пока еще не устранены. А это значит, что аварии и катастрофы, к сожалению, будут продолжаться.

§ 8. Катастрофа аэробуса А-310 над Междуреченском и анализ ее причин

К 1994 году уже были исследованы характерные черты аварий и катастроф, происходящих по причине ошибок в проектировании, порожденных неполнотой привычных методов расчета, не учитывающих недавно открытых новых свойств эквивалентных преобразований. Вот эти характерные черты:

1. Авария происходит неожиданно, без видимых причин, в самый непредсказуемый момент времени;

2. Авария протекает очень быстро, стремительно; управляющие воздействия в системе управления сразу уходят в крайние, предельные значения и могут быстро вызвать необратимые последствия;

3. Если аварийная система не разрушилась, а была вовремя отключена — вручную или системой защиты, то при происходящей через некоторое время проверке системы она может оказаться вполне исправной; все эти своеобразные явления, позволяющие выделить аварии, произошедшие из-за несовершенства, неполноты привычных методов расчета, позволяющие выделить их из аварий, происходящих по другим причинам, подробно обоснованны и проанализированы в книге [2] на стр. 27-28 четвертого издания.

С учетом этих обстоятельств особое внимание привлекает авария аэробуса А-310 29 марта 1994 года над городом Междуреченском, когда погибли все пассажиры и экипаж. Сам аэробус А-310 был спроектирован и изготовлен франко-германской фирмой, но в том роковом полете шел под управлением российского экипажа. Поэтому аварию расследовала международная комиссия, и это позволило узнать об аварии, о том, как она протекала, немного больше, чем обычно. Когда аварии расследуют национальные комиссии, то, как правило, все засекречивается, а в заключении комиссии говорится чаще всего: «виноват человеческий фактор» — и все. Причина такой лаконичности и сокрытия истинных причин заключается в том, что производителям самолетов и авиационной техники очень не хочется признавать ошибки в проектировании и изготовлении самолетов, приведших к гибели людей. Влиятельные производители авиационной техники оказывают мощное воздействие на комиссии — и в результате чаще всего все списывается на «человеческий фактор», на ошибки пилотов, а истинные причины тщательно скрываются.

Про аварию над Междуреченском, благодаря расследованию международной комиссии, нам известно немного больше, тем более, что «черные ящики» погибшего самолета сохранились и были расшифрованы. Исследование записей «черных ящиков» показало, что авария произошла в то время, когда самолет шел под управлением автопилота, в автоматическом режиме. Без видимой причины автопилот стал давать неправильные команды и стали быстро нарастать опасные отклонения крена и тангажа самолета от их нормальных значений. Пока экипаж переходил на ручное управление, отклонения возросли настолько, что ввести их в нормальные рамки уже не было возможности. Аэробус упал и разбился. Все погибли.

Всего через несколько месяцев другой аэробус А-310 летел вблизи Бухареста на автопилоте, в автоматическом режиме. Точно так же, как и над Междуреченском, внезапно стали быстро нарастать отклонения крена и тангажа самолета от нормальных значений. Однако на этот раз пилот сумел быстро отключить автопилот, перешел на ручное управление и успешно выровнял самолет. После благополучной посадки стали проверять автопилот и всю систему управления самолетом и ко всеобщему удивлению убедились, что она в полном порядке, работает нормально и устойчиво!

Сопоставляя все эти факты, можно сделать вывод о том, что система управления аэробуса А-310 была «особой» системой и в результате оказалась системой с малой областью устойчивости, совсем не соответствующей ее расчетному значению. Поэтому при малом, неизбежном на практике, дрейфе параметров она могла терять устойчивость. Одна потеря устойчивости 22 марта 1994 года закончилась гибелью самолета, экипажа и всех пассажиров, вторая потеря (вблизи Бухареста) благодаря бдительности пилота кончилась благополучно. Пока самолет садился в режиме ручного управления, тот же малый дрейф параметров перевел систему управления (случайно) в безопасную область и при проверке она оказалась устойчивой (дело в том, что наземная проверка показывает только сам факт — устойчива система или нет; величину запасов устойчивости, а также являются они достаточными или очень малыми — проверка самого самолета установить не может: необходима очень тщательная проверка всей его проектной документации по методике, разработанной в СПбГУ и БГТУ «Военмех»).

Несмотря на всю ясность приведенных фактов, которые говорят о необходимости совершенствования проектирования и расчета самолетов для предупреждения аварий, о необходимости учета недавно открытых новых свойств эквивалентных преобразований, комиссия по расследованию катастрофы ухитрилась все запутать. Представители франко-германской фирмы, изготовившей аэробус, исследуя записи «черных ящиков», установили, что российский командир самолета грубо нарушил летные правила: он пустил своих детей в кабину пилотов, и в момент аварии дети находились там. И хотя понятно, что если в момент аварии самолет шел под управлением автопилота, то присутствие детей в кабине пилотов не могло быть причиной аварии, франко-германской стороне в расследующей комиссии удалось сосредоточить все внимание на грубейшем нарушении полетных правил российским командиром самолета. В результате вина оказалась переложенной на Россию и причиной аварии опять (в который раз!) был объявлен «человеческий фактор», нарушение летных правил российским командиром воздушного корабля.

Настойчивость франко-германской стороны и ее заинтересованность в том или ином заключении комиссии понятна: виновная в аварии сторона должна выплатить огромную сумму (примерно 150 миллионов долларов) страховых сумм за самолет и жизни пассажиров. Франко-германская сторона в комиссии сумела настоять на виновности российского экипажа, а российская сторона, к сожалению, с ней согласилась. Огромную сумму (150 миллионов долларов) пришлось выплачивать из бюджета России. И это при том, что в 1994 году в комиссию по расследованию причин катастрофы была послана из Санкт-Петербургского университета докладная записка с подробным анализом истинных причин аварии, с заключением о том, что виновна франкогерманская компания, проектирующая и изготавливающая аэробус и не обеспечившая при расчете достаточных запасов устойчивости. Россия могла не платить 150 миллионов долларов, но она этой возможности не использовала. Докладная осталась без внимания, деньги уплатили.

Изложенный пример хорошо показывает — как расследуются аварии, какие мощные силы влияют на расследование и как трудно, очень трудно, добраться до истины — даже тогда, когда (как, например, в аварии над Междуречен-ском) факты говорят сами за себя.