Ошибочность баланса моментов МАК

Как было выявлено в главе 3 настоящего отчета, поднять стойку не дала в том числе и передняя центровка в размере около 6 %, то есть одного пикирующего момента от тормозящей силы было крайне недостаточно чтобы препятствовать подъему стойки. Но данный вывод противоречит утверждению МАК на стр.193:

-Результаты математического моделирования (Рисунок 42), подтвержденные в летном эксперименте, показывают, что имевшейся тормозной силы было достаточно для создания пикирующего момента, не позволяющего поднять переднюю стойку шасси при фактическом положении руля высоты.

и на стр.215:

- 3.1.76 По результатам моделирования и летного эксперимента установлено, что пикирующий момент, создаваемый тормозящей силой, превышал суммарный кабрирующий момент от стабилизатора и руля высоты.

Поэтому без разрешения данного противоречия - проводимый анализ Отчета МАК был бы неполным. Рассмотрим баланс моментов МАК с целью выявления в нем ошибки.

Предварительно более подробно поясним графики и все составляющие баланса моментов тангажа на рис.42 стр.121 приведенному ниже:

Как уже пояснялось выше, данный график показывает все составляющие момента тангажа воздействующего на самолет - аэродинамический момент тангажа самолета с учетом отклонений РВ и стабилизатора - черная линия, момент от главных стоек - голубая линия, от торможения - зеленая линия, от трения качения - темно-сиреневая линия, от тяги двигателей - светло-сиреневая линия. При этом, как уже отмечалось здесь ранее и на стр.121 ОО - на кабрирование действует только аэродинамический момент, а все остальные - на пикирование.

Также необходимо отметить что момент от главных стоек не является реальной величиной фактически воздействующей на самолет как остальные графики, а есть некий расчетный параметр определяемый как момент от реакции опор главных стоек шасси при полностью разгруженной передней стойке который и надо превысить для осуществления подъема передней стойки., см. стр.121-122:

Суммарный пикирующий момент определён для полностью разгруженной

передней стойки - т.е. по абсолютной величине равен потребному моменту для её подъёма.

Это собственно очевидно и исходя из того факта что на графике моментов МАК не имеется момента от передней стойки, а также исходя из того что на разбеге при отсутствии вращения по тангажу сумма всех моментов тангажа должна равняться нулю - а это очевидно не выполняется на графике. Суть этих графиков состоит в том что если момент на кабрирование превышает суммарный момент на пикирование - то это означает что в этот момент кабрирующий момент превышает тот максимальный пикирующий момент который надо будет преодолеть в процессе подъема стойки и следовательно по версии МАК только тогда может произойти подъем стойки.

А теперь обратим внимание на следующее указание МАК на стр.117:

- Моделирование осуществлялось на участке движения самолета от появления изменений на записи приборной скорости до схода самолета "с бетона".

Окончание ВПП и моделирования отмечено на графике балансов МАК вертикальной красной линией. После нее МАК уже не показывает как тормозящую силу с пикирующим моментом от нее, так и суммарный пикирующий момент. Но согласно графику параметров ПО МАК подъем стойки начался только через 200-250 метров после окончания ВПП, а отрыв через 400 м. Таким образом на графике МАК рис.42 не имеется баланса моментов тангажа непосредственно при подъеме стойки и после. И тогда совершенно очевидно что как и летный эксперимент который не воспроизводил момент начала подъема стойки из условий безопасности, так и баланс моментов МАК который не рассчитывался непосредственно при подъеме стойки - принципиально не могут доказать что единственной причиной неподъема стойки являлся только пикирующий момент от торможения, так как доказать это можно только оценив фактор пикирующего момента от торможения непосредственно при подъеме стойки.

И таким образом можно сделать следующий важный вывод. В отчете МАК вообще не существует никаких доказательств что пикирующий момент от торможения являлся единственной причиной неподъема стойки, кроме как якобы точно восстановленная МАК фактическая загрузка самолета, на основе которой ОКБ Яковлева затем сделало формальный расчет центровки.

Далее необходимо обратить внимание что суммарный пикирующий момент представлен на двух графиках - на красном без учета торможения и на коричневом с учетом торможения имевшегося у аварийного борта - отсюда легко понять что красный график представляет собой суммарный пикирующий момент соответствующий пикирующему моменту на обычном самолете в штатном взлете, то есть коричневый график получается простым добавлением пикирующего момента от торможения (зеленая линия) к суммарному пикирующему моменту для обычного самолета в штатном взлете (красная линия).

Таким образом, если рассматривать штатный взлет, то как было подробно выяснено в главе 3 настоящего отчета - подъем стойки должен осуществляться при соответствии стабилизатора центровке, достижения скорости начала подъема стойки согласно РЛЭ и при отклонениях РВ на кабрирование не более 5 градусов, каковые условия и были созданы в момент времени 27-29 секунда в аварийном взлете. Более того в этот момент времени еще и отклонение РВ превышает необходимое в 2 раза - 10 градусов на кабрирование вместо 5. Значит если бы это происходило в обычном штатном взлете то стойка должна гарантировано пойти на подъем еще и с темпом много превышающим обычный. А значит баланс моментов МАК должен показывать значительное превышение кабрирующего момента (черная линия) над суммарным пикирующим моментом для самолета в штатном взлете (красная линия). Нетрудно убедиться что в этот момент времени баланс моментов МАК показывает что черная линия находится под красной, а значит баланс МАК показывает что кабрирующий момент самолета в штатном взлете с РВ отклоненным еще и в два раза больше обычного - меньше суммарного пикирующего момента самолета в штатном взлете (без тормозящей силы). То есть по балансу моментов МАК самолет в штатном взлете не может поднять стойкудаже при отклонениях РВ в два раза больше обычных, 10 градусов вместо 5. И уж совершенно очевидно, согласно балансу моментов МАК исключен подъем стойки в штатном взлете когда отклонения РВ будут 5 градусов (что совершенно достаточно как утверждалось в отчете МАК и подтверждалось статистикой в Приложении 1) - когда аэродинамический момент на кабрирование будет еще и много меньше чем указано на графике баланса моментов МАК.

В главе 3 разница в аэродинамическом моменте между значениями РВ 5 и 10- градусов на исправленной приборной скорости 210 км/ч уже считалась - это около 16000 кгс*м. Учитывая что при 10 градусах РВ - момент будет около 57000 кгс*м - см. график выше, значит при 5 градусах РВ аэродинамический момент (черная линия) будет на 16000 кгс меньше, то есть равен 57000-16000=41000 кгс*м. То есть черная линия кабрирующего момента соответствующего штатному достаточному для подъема стойки отклонению РВ в 5 градусов - будет ниже красной линии пикирующего момента который якобы по версии МАК необходимо преодолеть для подъема стойки на 16000 кгс*м или если эту разницу момента выразить в центровке - это будет 16000/2500=6,4 %.

То есть график МАК показывает что при 5 градусах РВ, скорости 210 и стабилизаторе установленном по центровке - имеется недостаток на кабрирование в размере около 6,4 % центровки для штатного взлета без торможения. Как же поднимают стойку и взлетают обычные самолеты Як-42Д в штатных взлетах? Ведь этого по балансу МАК сделать невозможно и нужны отклонения РВ на кабрирование более 10 градусов - что сразу повышает усилия на штурвале много выше 35 кгс и в таком случае самолет никак не мог быть сертифицирован и соответствовать НЛГС-2!

И главное, в этих рассуждениях вообще не участвует пикирующий момент от тормозящей силы и соответственно возможная погрешность его определения не может внести ошибку в данные рассуждения. Мы по балансу МАК сравнили кабрирующий и суммарный пикирующий моменты самолета в обычном штатном взлете без всякой тормозящей силы который должен гарантировано поднять стойку при 5 градусах РВ и скорости 210 - но по балансу МАК он не может это сделать в принципе - ему еще около 6,4 % центровки на пикирование надо преодолеть!

Данная выявленная ошибка в балансе моментов МАК столь существенна что неустранима никакими объяснениями и является вторым краеугольным камнем в опровержении отчета и выводов МАК о причинах катастрофы.

Проведем аналогичный анализ и в другой момент времени - 39-40 секунды когда отклонение РВ на кабрирование уменьшается до 4,2 градусов, см. график ПО ниже.

Хотя и до расчетного для подъема стойки значения отклонения РВ в 5 градусов еще не хватает 0,8 градуса - этот недостаток с большим запасом перекрывается избытком по скорости которая составляла по МСРП 220 км/ч с пиком до 225 км/ч, а исправленная приборная скорость с учетом аэродинамической поправки будет 230 км/ч. Обратим внимание что 230 - это даже уже скорость отрыва согласно стр.132:

-Для фактических условий взлета V1 = VR и составляла 210 км/час, V2 - 230 км/час.

Учитывая что согласно графику баланса моментов МАК в момент сброса РВ с 10 на 4,2 градуса аэродинамический момент при практически постоянной скорости изменился с 66000 кгс*м до 47000 кгс*м, тогда на каждый градус РВ на этой скорости приходится около (66000-47000)/(10-4,2)=3280 кгс*м. И следовательно если бы сброс РВ был на 5 градусов а не на 4,2 - то очевидно что аэродинамический момент был бы больше на (5-4,2)*3280=2600 кгс*м и составил бы 47000+2600=49600 кгс*м. Но так как этот момент для скорости 230 - отсюда очевидно что для расчетной для подъема стойки скорости 210 достаточный для подъема стойки момент будет меньше этого значения пропорционально отношению скоростей в квадрате равному (230/210)^2 =1,2, отсюда получим что аэродинамический момент тангажа достаточный для подъема стойки при штатных условиях на скорости 210 км/ч и отклонении РВ 5 градусов составляет 49600/1,2=41300 кгс*м.

Но как мы видим по графику моментов МАК, для момента времени 27-29 сек где исправленная приборная скорость составила 210 км/ч - значение пикирующего момента штатного борта без торможения которое надо преодолеть для подъема стойки (красная линия) - колеблется около 57000 кгс*м, то есть больше на 57000-41300=15700 кгс*м, что составляет в центровке 15700/2500=6,3 %, чего опять же просто не может быть так как самолет на скорости 210 и РВ=5 градусам на кабрирование должен уверенно подымать стойку, а не иметь недостаток на кабрирование около 6,3 % центровки - а баланс моментов МАК и здесь показывает именно это. Что дополнительно и в другой момент времени показывает что в балансе моментов МАК имеется существенная ошибка.

Обратим внимание, что выявленные ошибки - превышения пикирующего момента над кабрирующим в моменты времени 27-29 и 39-40 сек. практически равны -6,3-6,4 % центровки и соответствуют выявленному в главе 3 у аварийного борта сдвигу центровки вперед около 6 %. Практически равны и рассчитанные косвенным методом в эти моменты времени значения момента на кабрирование достаточные для подъема стойки в штатном взлете - 41000-41300 кгс*м.

В принципе аэродинамические характеристики имеющиеся в отчете позволяют напрямую, а не косвенными методами определить аэродинамический момент тангажа на кабрирование достаточный для подъема стойки при пилотировании по РЛЭ в штатном взлете. Проведем такой расчет для использованной в балансе моментов МАК центровки 24,7 %, отклонения стабилизатора 8,7 градуса соответствующего данной центровке согласно таблице установки стабилизатора приведенной выше в главе 3, отклонения РВ 5 градусов на скорости 210 км/ч установленной РЛЭ для взлетной массы 54000 кг. Затем сравним полученное значение со значениями суммарного пикирующего момента для штатного взлета (красная линия) на графике МАК.

Учитывая что стояночный угол тангажа 0 градусов, но на разбеге происходит перебалансировка самолета на стойках и перед подъемом стойки угол тангажа увеличивается на приблизительно 1,3 градуса - что видно и из приведенных в Приложении 1 графиков взлета, особенно в таблице, и из рис.44,45 на стр.127,128, считаем момент тангажа самолета исходя из значения угла тангажа в момент подъема стойки +1,3 градуса.

Момент тангажа самолета считается по известной формуле:

Мтсм=Кмтсм*bсах*S*0,5*Ро*(Vпр.испр/3,6)^2

где Кмтсм - это коэффициент момента тангажа самолета определяемый по известной формуле:

Кмтсм=Кмто+Кмтрв*Врв+Кмтст*Вст

где:

- Кмто - коэффициент момента тангажа самолета при значениях РВ и стабилизатора равных нулю, согласно рис.35 стр.115 с учетом установочного угла крыла +3 градуса и для угла тангажа +1,3 угол атаки будет =1,3+3=4,3 градуса, и для него Кмто=-0,159

- Кмтрв - коэффициент момента тангажа по отклонению РВ =-0,022 согласно рис.35 стр.115

- Кмтст - коэффициент момента тангажа по отклонению стабилизатора

=-0,038 согласно рис.35 стр.115

- Врв и Вст - отклонения соответственно руля высоты и стабилизатора, град.

И тогда Кмтсм=-0,159+(-0,022)*(-5)+(-0,038)*(-8,7)=0,2816

Отсюда Мтсм=0,2816*4,6*150*0,5*0,125*(210/3,6)^2=41300 кгс*м.

Обратим внимание, что данное значение совпадает, что и должно было произойти, с ранее косвенно определенными с графика моментов МАК значениями момента тангажа достаточного для поднятия стойки при выполнении взлета согласно РЛЭ в размере 41000-41300 кгс*м.

Нанесем на график моментов МАК значение 41300 кгс*м в виде желтой линии, полученный график представлен ниже. Из него очевидно что на всем протяжении разбега эта желтая линия аэродинамического момента тангажа достаточного для поднятия стойки при выполнении штатного взлета согласно РЛЭ всегда находится значительно ниже красной линии суммарного пикирующего момента штатного взлета который должен быть преодолен кабрирующим для поднятия стойки. График наглядно демонстрирует ранее полученный результат - согласно балансу моментов МАК обычный самолет Як-42Д при выполнении всех условий для взлета согласно РЛЭ - поднять стойку не может, имея значительный недостаток на кабрирование около 16000 кгс*м или 6,3 % центровки. Данные выявленные значения столь велики что не могут быть списаны на какие-либо погрешности расчета. Таким образом результат который показывает баланс моментов МАК является просто фантастически нелепым и очевидно ошибочным.