Анатомия катастрофы: Наука предотвращать трагедии

В 22:35 по местному времени второй пилот из кабины экипажа связался по радио с диспетчерским центром управления воздушным движением Атлантического региона (Atlantico), расположенным в бразильском городе Ресифе, и сообщил, что самолет только что прошел навигационный контрольный пункт INTOL в 500 км от бразильского побережья. Этот пункт располагается рядом с внутритропической зоной конвергенции — регионом, протянувшимся вдоль экватора и отличающимся особой метеорологической обстановкой, в частности регулярными сильными тропическими грозами. В диспетчерском центре подтвердили прием и получили вежливый ответ: «Борт Air France четыре-четыре-семь благодарит вас».

За последние 12 часов лайнер с бортовым номером F-GZCP уже во второй раз пересекал эту полосу над океаном: сначала перелет Париж — Рио, потом два часа на земле, чтобы заправиться и взять пассажиров, и снова курс на Париж. Четырехлетний дальнемагистральный лайнер постоянно курсировал между материками, проводя на земле минимум времени. Все операции были ритмичны, однообразны и так же легко предсказуемы, как фазы Луны. Однако впереди его ждало нарушение привычного графика.

Диспетчер центра, получив сообщение с борта AF 447, поинтересовался, когда экипаж предполагает достичь контрольного пункта TASIL на границе между диспетчерскими зонами Atlantico и Dakar Oceanic. В этой точке связь переключается с Бразилии на Сенегал. Борт AF 447 на вопрос не ответил. Диспетчер запросил еще раз — и снова тишина. После четвертого безуспешного вызова он обратился к другим диспетчерским центрам, сообщив о недоразумении.

Согласно расписанию полета, утвержденному для борта AF 447, в 23:20 самолет должен был перейти в зону полномочий диспетчерского центра Dakar Oceanic. В этот момент от экипажа требовалось установить радиосвязь с Дакаром и подтвердить свои координаты, однако никто из пилотов в эфир не вышел. Не вышли они и на связь с Зеленым Мысом, в чье воздушное пространство планировалось попасть в 0:43. Время шло, и в диспетчерских пунктах вдоль всего маршрута начали подозревать, что проблема не просто в перебоях со связью.

В 3:47 самолет должен был появиться на экранах радаров португальских диспетчеров, но и там его не оказалось. Через час компания Air France связалась с Bureau d’Enquetes et d’Analyses pour la Securite de l’Aviation Civile (BEA) — Бюро по расследованию и анализу безопасности авиатранспорта. К восьми утра французские власти официально признали неопровержимый факт: борт AF 447 исчез.

Слова «Бесследное исчезновение» в наше время звучат странно. Весь земной шар опутан сетью маршрутов регулярных морских и воздушных перевозок. Множество спутников ведут постоянное наблюдение за поверхностью Земли, и связь с ними не прерывается никогда. И тогда, в начале июня, всем казалось, что произошло нечто невероятное. Борт AF 447, а вместе с ним и 228 человек просто исчезли. Никто не подавал сигналов бедствия, никто не видел самого крушения, не осталось никаких трупов.

Через несколько часов над океаном в зоне контрольного пункта TASIL уже кружил французский поисково-спасательный самолет. Еще несколько дней, и поисковую операцию начала целая флотилия судов с авиационной поддержкой. В нее включили французскую атомную подлодку и исследовательское судно с дистанционно управляемым глубоководным аппаратом — их задачей был поиск блока самописцев, именуемого в просторечии «черным ящиком».

Однако поиски не давали результатов. Единственным намеком на печальную судьбу самолета стали автоматические сообщения, которые бортовой компьютер отправил в систему связи Aircraft Communications Addressing and Reporting System (ACARS). Эта система с помощью спутников передает текстовое сообщение на наземные станции, откуда оно по наземным каналам связи пересылается адресату. Буквально за четыре минуты ACARS передала 24 сообщения, адресованные диспетчерскому центру компании Air France в Париже, причем в каждом из этих посланий сообщалось об определенных неполадках в тех или иных подсистемах бортового оборудования.

В 23:10, то есть примерно через 35 минут после того, как пилот в последний раз связывался с диспетчером, система отослала первый отчет, где говорилось об отключении автопилота. Через несколько секунд пришло сообщение о том, что система управления не способна определить скорость самолета. Затем последовала лавина отказов и неполадок. В 23:14 было получено последнее сообщение — компьютер информировал о том, что салон лайнера либо разгерметизирован, либо движется с высокой вертикальной скоростью, либо и то и другое вместе.

Сообщения системы ACARS закодированы, поступают в лаконичной алфавитно-цифровой форме и не предназначены для слежения за полетом в режиме реального времени. Их адресат — ремонтно-эксплуатационные службы компании. Следователи занялись расшифровкой этих посланий лишь тогда, когда осознали, что самолет безвозвратно потерян. Картина, нарисованная цепочкой автоматических сообщений, была, конечно, душераздирающей, но ее нельзя было трактовать как окончательный приговор. О чем говорилось в этих посланиях — об отказе датчиков или о внезапном отключении всей системы управления полетом, к примеру, от удара молнии?

Полное отсутствие вещественных доказательств заставило задуматься о том, что выходит за рамки расследования катастрофы самолета AF 447. Стало несчастье результатом ошибки пилота, следствием неожиданного отказа жизненно важных узлов или же сочетанием обоих факторов? Без ответа на эти вопросы нельзя быть уверенным в том, что другой самолет не повторит судьбу злосчастного AF 447.

Коммерческие авиаперевозки достигли сейчас фантастического уровня безопасности, и этот уровень продолжает повышаться. В США в 2008 году уровень смертности составлял в среднем один случай на 11 млн индивидуальных авиаперелетов. И это результат мелких усовершенствований, внесенных в конструкцию лайнеров после ста лет кропотливых криминалистических исследований. После каждого крушения следователи тщательно изучают обломки самолета, анализируют протокол полета, учитывают все факторы, касающиеся катастрофы. Выяснив причину, они дают рекомендации, помогающие в будущем избежать возникновения аналогичных проблем.

FAA (Федеральная авиационная администрация США) исполнена решимости к 2025 году вдвое повысить и без того значительный уровень безопасности. С этой целью там предложен новый подход, который с 2007 года уже начали применять на американских авиалиниях. Суть нововведения в том, чтобы регулярно перерабатывать массу технических данных, полученных в ходе нормальных полетов и штатных ситуаций. Иначе говоря, акцент делается не на извлечение уроков из катастроф, а на поиск путей оптимизации и предотвращение аварий.

Такая стратегия стала возможной благодаря изощренным конструкциям современных лайнеров. Самолеты сейчас просто утыканы различными датчиками, фиксирующими состояние окружающей воздушной среды и следящими за функционированием всех систем. Вся информация загружается в центральный бортовой компьютер, так что в результате получается картина, напоминающая работу нервной системы у не слишком сложного живого организма. В конце каждого полета команды аэродромного обслуживания переписывают эти данные для дальнейшего анализа в стационарных центрах. Некоторые компании использовали такую информацию для повышения безопасности полетов еще в начале 1990-х, но два года назад FAA начала централизованно обрабатывать все эти протоколы, включив их в единую систему анализа и распространения информации, касающейся безопасности авиаперевозок ASIAS (Aviation Safety Information Analysis and Sharing).

В 2009 году в FAA учреждена новая служба расследования и предотвращения аварий, в которой весь поток данных от ASIAS подвергается тщательному анализу. «Катастрофы случаются все реже и реже, но те, от которых мы еще не защищены, происходят вследствие очень трудно выявляемых причин», — говорит Джей Парди, директор новой службы. Примером аварии, которую можно было бы предотвратить с помощью данных ASIAS, служит рейс Comair 5191. В августе 2006 года на аэродроме Лексингтона, штат Кентукки, пилоты, полагая, что находятся на двухкилометровой взлетной полосе № 22, начали разгон по километровой полосе № 26. В результате самолет зацепился шасси за ограду аэропорта и врезался в ближайший перелесок. Погибли все 47 пассажиров и два из трех членов экипажа. После этой катастрофы в FAA подняли документы за последние 25 лет и выяснили, что за это время гражданские самолеты либо взлетали, либо пытались взлететь с неподходящей взлетной полосы 80 раз. «Об этом все знали, но никто не догадался сложить единую картину», — говорит Парди.

После исчезновения самолета AF 447 другие авиакомпании — владельцы лайнеров Airbus 330 взялись за проверку собственных протоколов в поисках аналогий. В компании Delta, просматривая данные по рейсам Northwest Airlines (еще до слияния корпораций), обнаружили десяток случаев, когда по крайней мере один из датчиков скорости — трубка Пито — на Airbus 330 вдруг ненадолго выходил из строя. Причем это явление наблюдалось лишь во внутритропической зоне конвергенции, то есть именно там, где исчез Air France 477.

В случаях с лайнерами компании Northwest отказы трубок Пито были кратковременными и не стали причиной неприятностей. Но не может ли быть так, что борт AF 477 оказался жертвой той же проблемы?

6 июня международная поисковая группа обнаружила следы катастрофы. Примерно в 60 км к северу от того места, где бортовой компьютер самолета выдал последнее автоматическое послание, бразильские военные моряки увидели на поверхности океана мертвые тела и обломки самолета. Еще две недели потребовалось спасателям на то, чтобы с водной полосы шириной в 250 км подобрать 51 тело и множество мелких обломков — кусок обтекателя, фрагменты туалета и кухни. Всего было найдено менее 5% от общей массы самолета. Самым крупным элементом оказался киль, раскрашенный в цвета французского флага.

С момента катастрофы прошел уже месяц, но, как ни старались французские и американские моряки, «черный ящик» обнаружить не удалось. Поиск блока самописцев — сложнейшая задача, особенно если учесть огромный район катастрофы, неровный рельеф дна и глубину до 5 км. А ведь «черный ящик» нужно было не только найти, но и поднять на поверхность. В течение 30 дней на блоке должен был работать акустический излучатель, после его отключения шансы найти самописцы свелись к нулю.

Без записей из «черного ящика» вещественным доказательством могла служить только груда обломков. По характеру деформаций, в частности по тому, как выгнулся вверх пол в комнате отдыха экипажа, французские следователи пришли к выводу, что, когда фюзеляж ударился о воду, он был в относительной целости. Самолет падал брюхом на большой скорости снижения. Когда к этой информации добавили сообщения системы ACARS и данные с метеорологических спутников, начала складываться более или менее правдоподобная картина.

В 22:45, через 10 минут после сеанса радиосвязи, самолет вошел во внутритропическую зону конвергенции и встретился с первым небольшим штормовым очагом. Через 15 минут у него на пути встал новый, быстро растущий грозовой фронт. Затем, немного раньше, чем бортовой компьютер передал свое последнее сообщение в сеть ACARS, самолет вошел в зону сильного шторма. В центре грозы, сотрясаемый бешеной турбулентностью, самолет оказался без датчиков скорости, поскольку трубки Пито покрылись льдом. Лишившись «органов чувств», компьютерная система управления полетом выключила автопилот, предложив экипажу самостоятельно выбираться из этой переделки.

Без поддержки автопилота действия экипажа уже никто не мог контролировать, система защиты не функционировала и пилоты могли отдавать команды, чреватые перегрузками для конструкции самолета. Это особенно опасно, когда лайнер летит на большой высоте. В разреженном воздухе для сохранения подъемной силы необходимо держать высокую скорость, но в заданных пределах. Если лететь слишком быстро, обтекающий крыло поток воздуха может стать сверхзвуковым (скорость самого самолета остается дозвуковой) — при этом резко меняется характер аэродинамических сил, действующих на крыло, центр давления смещается назад и самолет может «клюнуть носом» и перейти в неуправляемое пике. Если же лететь слишком медленно, возникает опасность дойти до режима с неравномерным потоком и сорваться в штопор. Пилоты борта AF 447, утратив ориентацию внутри огромного грозового облака, легко могли ошибиться.

Поскольку данных явно недостаточно, описанный сценарий нельзя считать доказанным. Тем не менее мировое авиационное сообщество уже приняло ряд мер для предотвращения в будущем подобных катастроф. За несколько дней компания Air France заменила на своих самолетах все трубки Пито, поставив изделия другой фирмы. В июле аналогичную замену порекомендовали сделать и на других авиалиниях. Еще через три месяца FAA переписала эту рекомендацию в виде обязательного требования.

Честно говоря, никто не знает, в самом ли деле причиной аварии оказались датчики скорости. Одного только их отказа было бы недостаточно для падения авиалайнера. Как практически в каждой авиакатастрофе, причиной гибели борта AF 477 был не единичный отказ или ошибка в управлении: в таких случаях всегда складывается цепочка ошибок и неполадок. «Все события, как правило, выстраиваются друг за другом, — говорит представитель FAA Парди, — а значит, всегда есть множество возможностей вмешаться и разорвать роковую цепь».

В случае с бортом AF 447 первой ошибкой стало решение пилотов прорваться сквозь грозовой фронт. В ту ночь другие лайнеры, следуя по тому же маршруту, предпочли обойти штормовую зону по широкой дуге. Разумеется, в этой цепочке есть и другие звенья, которые подтолкнули самолет AF 477 к катастрофе. Впрочем, поскольку «черный ящик» не найден, невозможно перечислить ошибки с полной уверенностью. А это значит, что официальные лица, занимающиеся вопросами безопасности, не смогут сделать исчерпывающие выводы из этой аварии. Сейчас специалисты компании Airbus подумывают об альтернативах традиционному «черному ящику», который пока еще мыслится как некий физический объект. Можно, к примеру, создать систему, которая будет передавать в эфир не только текстовые файлы для ACARS, но и всю актуальную информацию о состоянии самолета в режиме реального времени. Лайнер может непрерывно передавать данные на станции слежения в метровом диапазоне, а на расстоянии более 200 км от приемных станций использовать ретрансляционные спутники.

Когда-нибудь авиалайнеры смогут и непосредственно между собой обмениваться данными на высоких скоростях информационного потока. «Получится целая сеть связи в небе, — говорит Боб Смит, руководитель отдела разработок Honeywell и один из создателей системы ACARS для AF 447. — С самолетов можно будет передавать любые данные. Например, лайнер, пролетающий над Сиэтлом, перешлет картинку погоды с экрана своего радара на самолет, который приближается к Сиэтлу со стороны Далласа. А пилот из Далласа отправит эту информацию еще пяти экипажам». У военных уже используется похожая система, но пока не ясно, подойдет ли она для гражданской авиации.

Конечно, нас не может не нервировать тот факт, что мы никогда не узнаем, что же на самом деле произошло с самолетом Air France 447. Вдруг когда-нибудь выстроится еще одна роковая цепочка, и где-то снова упадет авиалайнер. Но даже если такое случится, следователи, вооруженные всеми необходимыми средствами, уже наверняка смогут докопаться до причины и сделать так, чтобы этот раз наверняка оказался последним.