Dlaczego Tupolew się rozpadł na kawałki?

Mania · October 2013

_{Niezwykle ważny eksperyment. Prof. Binienda: "próbka duraluminium w czasie zderzenia nie rozpada się na odłamki.}

Fot. wPolityce.pl
wPolityce.pl: w swoim laboratorium przeprowadził Pan kolejne ważne eksperymenty, ważne również dla sprawy śledztwa smoleńskiego. Mógłby Pan krótko opisać, o co w nich chodziło?
Prof. Wiesław Binienda:
W swoim laboratorium mam próżniowo-gazowe działo, dzięki któremu mogę rozpędzać obiekty do dużych prędkości. Obecnie trwa duży program badawczy, który zapoczątkowany został kilka lat temu przez FAA i NASA. Zaangażowanych w niego jest wiele podmiotów, m.in. Ohio State University, George Washintgon University i moja uczelnia. W ramach tego projektu prowadziliśmy eksperymenty. Celem tych badań jest przygotowanie opisu eksperymentalnego zachowania się tego stopu aluminium przy uderzeniach o wysokiej energii. Taki opis zachowania tego materiału jest tworzony na podstawie wielu doświadczeń. Badania te koncentrują się na wielokierunkowym obciążeniu materiałów. Z tego powodu jak również ze względu na skale tych badan są one unikatowe.
Chodzi o odtworzenie warunków, jakie panują w czasie katastrofy lotniczej?
Tak, bowiem kiedy samolot uderza w jakąś przeszkodę to jest rozciągany w wielu kierunkach, a jednocześnie może być ściskany niejako w głąb materiału. Wyniki eksperymentalne tych badań służą bezpośrednio do wyznaczania odkształcania i niszczenia tego materiału przy użyciu programu LsDyna. Za pomocą tak stworzonego modelu możemy symulować zachowanie się jakiejkolwiek struktury. Komputer porównuje punktowo stan naprężeń widoczny w czasie uderzenia do wyników naszych eksperymentów. Dzięki temu możemy otrzymać jeszcze dokładniejsze wyniki, które pokazują, co dzieje się w chwili zderzenia konstrukcji.
Jakie znaczenie dla sprawy smoleńskiej ma realizowany przez Pana projekt?
Jednym z jego elementów jest badanie zachowania próbek zbudowanych z aluminium 2024 –T351, który jest używany do budowy poszycia samolotów. Chodzi o element cienkościenny o grubości podobnej jak poszycie Tupolewa. Próbki te rozpędzamy do dużej prędkości i uderzamy w stalową ścianę. W tych eksperymentach uderzamy tymi próbkami z prędkością 175 do 300 m/s. To dwa do czterech razy szybciej niż prędkość, z jaką Tupolew rzekomo uderzył w drzewo czy w ziemię. Na zdjęciu widać, jak wygląda taka próbka uderzona z prędkością ponad 300 m/s, czyli prawie czterokrotnie szybciej niż prędkość Tu-154M w chwili katastrofy. W naszym badaniu widać, że materiał skręca się, zwija się, gniecie się, ale się nie kruszy. Pomimo tak dużej prędkości materiał się nie rozpada na odłamki.
Co to oznacza, że się nie kruszy?
Z punktu widzenia naukowego materia składa się z cząsteczek. Jeśli mamy do czynienia z materiałem plastycznym, a takim jest aluminium, cząsteczki, struktury materiału przesuwają się jeden względem drugiego pod wpływem sił zewnętrznych. Mówimy, że materiał płynie, czyli odkształca się plastycznie. Im szybciej materiał jest odkształcany, tym bardziej utrudniony jest ruch cząsteczek. Przy bardzo dużych prędkościach odkształcenia dany materiał staje się kruchy, jak szkło. Dla różnych materiałów ta prędkość krytyczna, w której materiał plastyczny zachowuje się jak materiał kruchy, jest inna. Tak więc dla odpowiedniej prędkości uderzenia aluminium również zaczęłoby się zachowywać jak szkło.
O jak dużych prędkościach mówimy?
Okazuje się, że prędkość uderzenia, w której używane na poszycie aluminium zaczyna się zachowywać jak materiał kruchy, musi być większa od 300 m/s. Zgodnie bowiem z moim z eksperymentem prędkość ta musi być większa od prędkość maksymalnej, jakiej użyłem w swoich badaniach, czyli od 300 m/s, ponieważ w moim eksperymencie przy tej prędkości ten materiał nadal zachowywał się plastycznie. Tymczasem oficjalnie mówi się, że w czasie katastrofy smoleńskiej Tupolew kruszył się, jak szklanka przy prędkości 80 m/s. Jeśli tak by było to również w moim eksperymencie już przy prędkości 80m/s widziałbym efekt kruszenia. Jednak nawet przy prędkości 300 m/s. tego efektu nie widać. To oznacza, że w Smoleńsku na samolot musiała działać znacznie większa energia, bowiem cały obszar - począwszy od miejsca 15 metrów przed brzozą do miejsca upadku samolotu - jest usłany drobnymi odłamkami tego samolotu. Jeden z takich odłamków analizował prof. Jan Obrębski.
Pana badania korespondują z dotychczasową wiedzą ekspertów współpracujących z parlamentarnym zespołem badającym przyczyny tragedii smoleńskiej?
Można powiedzieć, że moje wyniki w inny sposób uwiarygadniają to, co mówił dr. Grzegorz Szuladziński i prof. Jan Obrębski. Obecnie ich tezy zostały poparte eksperymentem, który przeprowadziłem w naszym laboratorium.
Czy można wnioskować o tym, jak zachowuje się cały samolot, obserwując eksperyment, w którym wykorzystuje Pan jedynie małą próbkę materiału cienkościennego?
Materiał nie zdaje sobie przecież sprawy, że jest częścią dużego samolotu. On jest zwyczajnie materiałem, bez względu na to czy się znajduje na skrzydle, czy na powierzchni kadłuba, czy w próbce eksperymentalnej. Tak więc bez względu na to, w jakim miejscu konstrukcji się znajduje, zawsze zachowuje się zgodnie ze swoimi własnościami. Rozmiar samolotu nie ma tu znaczenia. Jedynie prędkość, z jaką dany kawałek tego materiału jest odkształcany ma istotne znaczenie. Jeśli ktoś udowodni, że rozmiar samolotu powoduje, że prędkość odkształcenia przy uderzeniu Tupolewa w gałęzie była większa niż 300 m/s. to ja się temu jeszcze raz przyjrzę.
Jakiś czas temu Paweł Artymowicz wskazywał, że Tupolew rozpadł się na tysiące czy miliony kawałków właśnie przez to, że lecąc tak szybko uderzył w przeszkodę. Pana badania obalają tę argumentację.
Moje badania to eksperymentalna odpowiedź na tego typu argumenty. W tym wypadku można zobaczyć, jak taki materiał zachowuje się w praktyce. Nie trzeba wierzyć na słowo. Warto również przypomnieć, w jaki sposób samoloty wbijały się w WTC w czasie zamachów z 11/09. One leciały ponad 2 razy szybciej niż Tupolew i wbiły się do środka budynku. Gdyby samolot przekroczył prędkość krytyczną dla duraluminium to rozbiłby się na zewnątrz WTC jak szklanka. Tymczasem on wbił się do środka budynku, przecinając stalowe kolumny, które są zrobione z materiału trzykrotnie mocniejszego od aluminium. Tak więc również na podstawie tragicznego zamachu na WTC można wysnuwać wnioski, dotyczące zachowania się duraluminium w czasie zderzenia.
Rozmawiał Stanisław Żaryn

Żaden człowiek rozumujący tylko według logiki ludzkiej nie czynił cudów. Lecz na sposób Boski działa ten, kto zawierza Bogu.