5.2 Badania zespołu prof. Biniendy
data:09 stycznia 2014     Redaktor: AK

Prof. Binienda był jednym z pierwszych naukowców, którzy zajęli się badaniem katastrofy smoleńskiej. Jest on dziekanem jednego z wydziałów na University of Akron w stanie Ohio w USA, redaktorem naczelnym czasopisma naukowego, autorem 2 książek i ponad 50 publikacji naukowych, głównie z wytrzymałości materiałów. Zgodnie z Google Scholar, ogólnie odstępną bazą danych o naukowcach, jego prace naukowe były cytowane łącznie 723 razy, a jego h-indeks wynosi 12 (jest to najpopularniejszy przyjęty na świecie sposób obliczania jakości prac naukowca, chociaż jego wartości często zależą w dużym stopniu od dyscypliny, jaką dany naukowiec się zajmuje), co sytuuje go w gronie solidnych i wiarygodnych badaczy.

 

Ponadto jest członkiem Grupy Ekspertów ds. Wypadków Lotniczych w skład której wchodzą m.in. NASA, Boeing i producenci silników do samolotów. Brał też udział w badaniach katastrofy promu Columbia z 2003 r. Wówczas kawałek materiału izolacyjnego o masie 2 kg oderwał się podczas startu i uderzył w skrzydło. Symulacje przy użyciu programu LsDyna3D (wykorzystującego tzw. metodę elementów skończonych) oraz eksperymenty w warunkach laboratoryjnych zgodnie wykazały, że przy pewnych kątach uderzenia powoduje to znaczące uszkodzenie skrzydła i prowadzi do katastrofy, a przy innych kątach skrzydło pozostaje nienaruszone.

 

Z tego względu prof. Biniendę w pierwszej kolejności zainteresowało rzekome zderzenie samolotu z brzozą, w wyniku którego samolot miał utracić kawałek skrzydła. Po szczegółowym wymodelowaniu komputerowym skrzydła oraz brzozy, stosując ten sam program LsDyna3D i uwzględniając kilka zestawów parametrów lotu (prędkość samolotu, kąt natarcia, masa itp.) zgodnych z danymi opublikowanymi w oficjalnych raportach (raporty w tym punkcie nie były zgodne – stąd potrzebnych było kilka zestawów parametrów), uzyskał następujące wnioski: w każdym rozważanym scenariuszu skrzydło przecina brzozę, a nie na odwrót (jedynie fragment krawędzi natarcia skrzydła długości 60-80 cm ulega zniszczeniu), konstrukcja skrzydła pozostaje nienaruszona i samolot nie traci zdolności do lotu, gdyż już pierwszy dźwigar skrzydła łamie brzozę, a ta następnie upada równolegle do kierunku lotu samolotu. To ostatnie spostrzeżenie jest o tyle istotne, że złamaną część brzozy znaleziono leżącą prostopadle do kierunku lotu! Ważne jest też wyliczenie długości odcinka, na którym powinna zostać zniszczona krawędź natarcia – pokazało to, po przeanalizowaniu zdjęć wraku, że nie mógł nastąpić kontakt skrzydła z drzewem (na zdjęciach nie znaleziono tak długiego wyłomu w krawędzi natarcia).

 

Powyższe wyniki ukazały się w publikacji naukowej Zhang, C., Binienda, W., Horvat, F., & Wang, W., "Application of Numerical Methods for Crashworthiness Investigation of a Large Aircraft Wing Impact with a Tree” w recenzowanym czasopiśmie naukowym Mathematical and Computational Forestry & Natural-Resource Sciences (MCFNS). Wadą tych wyliczeń jest jednak duża zależność od wziętych z oficjalnych raportów parametrów lotu, do których ciężko mieć zaufanie. Ponadto wszelkie symulacje nie uwzględniają np. nierównomiernego zużycia materiałów – może się zdarzyć, że akurat w tym miejscu skrzydło z jakichś względów było osłabione (oczywiście prof. Binienda wziął duży margines błędu na tego typu sytuacje, jednak nigdy nie można ich całkowicie wykluczyć).

 

Druga symulacja, jakiej podjął się prof. Binienda, dotyczyła miejsca upadku końcówki lewego skrzydła samolotu, które znajduje się 111 m od brzozy (licząc w kierunku lotu samolotu) oraz ponad 10 m na prawo (licząc prostopadle do kierunku lotu samolotu). Symulacja faktycznie wykazała, że skrzydło swobodnie spadając na ziemię wykonuje powolny ruch w prawo. Wyniki symulacji są następujące: gdyby skrzydło oderwało się na wysokości ok. 6 m (oficjalne raporty podają, że na takiej wysokości została ścięta brzoza brzozą), to upadłoby na ziemię 10-12 metrów za miejscem oderwania (a nie 111 metrów, co przeczy tezie o oderwaniu skrzydła w wyniku zderzenia z brzozą). Ponadto, biorąc pod uwagę wspomniane przesunięcie w prawo, po odtworzeniu toru, po jakim porusza się swobodnie upadające skrzydło, okazało się, że musiało ono zostać oderwane na wysokości co najmniej 26 m ponad ziemią (aby „zdążyło” przesunąć się w prawo o 10 m) i 42 m od miejsca, gdzie zostało znalezione (licząc w kierunku lotu samolotu). Jednak na takiej wysokości w Smoleńsku nie było żadnych przeszkód terenowych! Warto zaznaczyć, że to badanie opiera się w znacznie mniejszym stopniu na danych z oficjalnych raportów (tutaj prędkość samolotu odgrywa minimalną rolę, ponieważ skrzydło po oderwaniu się od kadłuba bardzo wcześnie wyhamowuje) – kluczowo jest natomiast określenie miejsca upadku skrzydła, które można obliczyć ze zdjęć satelitarnych, a więc jednego z pewniejszych źródeł.

 

Ostatnie badania prof. Biniendy dotyczą zniszczeń wraku. Symulacje kilka różnych wariantów upadku kadłuba samolotu wykazały, że kadłub nie mógł zostać wygięty na zewnątrz, tak jak pokazują to zdjęcia, bez działania dodatkowych sił. Ponadto prof. Binienda symulował upadki całego samolotu, zarówno w pozycji normalnej jak i odwróconej, co pozwoliło wyciągnąć wniosek, że wrak pozostawiłby po sobie wyraźny krater, którego brak na miejscu katastrofy. W połączeniu z nienaturalnie dużym rozczłonkowaniem wraku oraz wspomnianymi obliczeniami miejsca oderwania się skrzydła od kadłuba, doprowadziło to prof. Biniendę do konkluzji, że przyczyną katastrofy musiał być wybuch w powietrzu.

 

Opracował AK

 

Tekst jest częścią „Kompendium smoleńskiego”.

 

Źródła:

Profil naukowy prof. Biniendy na stronach University of Akron: http://www.uakron.edu/engineering/research/profile.dot?identity=1064521

Prof. Binienda w bazie Google Scholar:

http://scholar.google.com/citations?user=j314OY8AAAAJ&hl=pl

Strona czasopisma MCFNS, z której po zalogowaniu można pobrać artykuły naukowe dotyczące katastrofy smoleńskiej, w tym pracę prof. Biniendy: http://mcfns.com/index.php/Journal

Tekst na portalu Solidarni2010 dotyczący publikacji w MCFNS: http://solidarni2010.pl/12964-o-katastrofie-smolenskiej-w-czasopismie-naukowym---analiza-zdjec-satelitarnych.html

Prezentacje prof. Biniendy dotyczące katastrofy smoleńskiej: http://www.ecgf.uakron.edu/~civil/people/binienda/Parlament%20November%202011%20-%20English.pdf

http://www.ecgf.uakron.edu/~civil/people/binienda/WKB_english_Nov2012.pdf
Zobacz równiez:





Informujemy, iż w celu optymalizacji treści na stronie, dostosowania ich do potrzeb użytkownika, jak również dla celów reklamowych i statystycznych korzystamy z informacji zapisanych w plikach cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies można kontrolować w ustawieniach przeglądarki internetowej. Korzystając z naszej strony, bez zmiany ustawień w przeglądarce internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje politykę stosowania plików cookies, opisaną w Polityce prywatności.