Эйяфьядлайёкюдль не дал нам полетать

Вторая половина апреля была ознаменована ЧП общеевропейского масштаба. На довольно длительное время воздушное пространство практически надо всем континентом было закрыто . И хотя продолжали летать самолеты над Россией и над США , попасть из одной страны в другую оказалось невозможно. Эйяфьядлайёкюдль — вулкан не выдающийся, даже в небе Великобритании никаких признаков извержения в эти дни не наблюдалось, очень скоро стали появляться сомнения в оправданности принятых мер…

Почему самолеты не летают, как птицы?

Риторический вопрос главной героини классической пьесы Островского (под подходящим к случаю названием «Гроза») относился к людям, а не к самолетам. Но почему люди не летают, как птицы, более или менее понятно, а вот с самолетами не все так очевидно. Насколько удобнее было бы, если бы самолеты вели себя подобно симуранам — сказочным крылатым псиглавцам: взлетай и садись, где хочешь, ни тебе дорогущего, огнеопасного и вонючего керосина, ни тебе вредных выхлопов…

А главное, принципиально иной уровень безопасности полетов. Большинство аварий с воздушными судами, если вообще не все, есть прямое следствие сложности их конструкций, огромной массы и больших величин скоростей, необходимых для удерживания этой массы в воздухе.

Недаром существует анекдот про гаишника, оштрафовавшего за превышение скорости пилота самолета, совершившего вынужденную посадку на шоссе: у даже относительно маленькой «Сессны» критическая скорость, после которой они переходят в неуправляемое пике, около 100 км/ч. А для громадных пассажирских лайнеров скорость сваливания раза в два-три больше: например, для «Боинг-747» она равна 225 км/ч.

Любой школьник может подсчитать, что при такой скорости (около 60 м/с) его кинетическая энергия при массе 340 т около полумиллиарда джоулей. Чтобы ее сбросить за полминуты торможения на взлетно-посадочной полосе, нужна средняя мощность примерно в 20 МВт, что сравнимо с нагрузкой на электрическую сеть московского микрорайона в вечерние часы или со взрывом десятка килограммов тротила.

При аварийном торможении, например при ударе о землю на посадке, та же энергия должна выделиться в на порядок меньшее время. А значит, развиваемую мощность можно сравнивать уже не с десятками, а с сотнями килограммов, что вполне подтверждается статистикой авиакатастроф. И хотя в настоящее время авиация прочно удерживает позицию самого безопасного вида транспорта, безопасность полетов остается одной из самых актуальных проблем нашего времени.

Правила полетов, как международные, так и принятые на их основе в каждой стране, присоединившейся к Международной организации гражданской авиации (International Civil Aviation Organization, ICAO), обставляют любой полет, даже на дельтаплане , таким количеством условий и обязательств, что на взгляд непосвященного человека они кажутся не только невыполнимыми, но и просто неподъемными для запоминания.

На самом деле там все довольно логично: в отдельности для каждого аэродрома, для каждого типа воздушного судна и для каждого уровня квалификации пилота устанавливаются ограничения, называемые кратко «минимумами». Например, метеорологический минимум — это минимальные значения высоты нижней границы облаков и горизонтальной видимости, при которых возможно выполнение взлётов, посадок и полётов. Так, для самой низшей эксплутационной категории I допускается посадка при горизонтальной видимости не менее 800 м и нижней границе облаков не менее 60 м (последнее соответствует так называемой ВПР, высоте принятия решения, смысл которой ясен из названия).

Минимумы зависят от бортового и наземного оборудования. Например, для высшей эксплутационной категории IIIC допускается посадка при любых условиях видимости без ограничений, но для этого самолет во взаимодействии с наземными средствами должен обеспечивать автоматическое снижение, выравнивание, посадку и руление по взлетно-посадочной полосе, а пилоты обязаны уметь со всем этим хозяйством управляться. Минимумы по аэродромам указываются в аналогах морских лоций — сборниках аэронавигационной информации, минимумы по воздушным судам — в заводском руководстве по лётной эксплуатации, минимумы по пилотам — в их свидетельствах.

При принятии решения учитываются все относящиеся к делу минимумы, и полёт будет выполняться по категории с наиболее жесткими ограничениями: даже если средства навигации позволяют слепую посадку, но пилот не имеет соответствующей квалификации, самолет придется сажать, руководствуясь минимумами категории пилота, а если при таких условия посадка невозможна — самолет отправят на запасной аэродром. Исключение, естественно, представляет аварийный случай (например, если до запасного места посадки не хватит топлива), когда, как сказано в «Федеральных авиационных правилах полетов в воздушном пространстве Российской Федерации» (ФАПП), «руководитель полетов (диспетчер) данного аэродрома обязан принять все возможные меры для обеспечения посадки воздушного судна». Решение, однако, в любом случае «принимает командир воздушного судна».

Эти минимумы — лишь один из примеров ограничений, в полете (и особенно при взлете и посадке) должны учитываться и другие факторы — такие, например, как скорость и направление ветра или наличие и высота препятствий по курсу.

Экстремальные ситуации

Общая направленность правил в отношении экстремальных ситуаций понятна: их следует избегать. Так, препятствия в виде довольно обычных для земной атмосферы грозовых и даже просто очень мощных кучевых облаков следует облетать далеко в стороне — они почти наверняка электрически заряжены, и мало того что там и так ничего не видно, вдобавок не будет работать и навигационное оборудование. Поэтому согласно ФАПП, «разрешается обходить эти облака на удалении не менее 15 км от ближней границы отметки облака на экране РЛС» (РЛС — радиолокационная станция, в данном случае находящаяся на борту самолета). В случае пролета сверху — «над верхней границей облаков с превышением не менее 500 м». Можно попробовать обойти и снизу, но «полеты под кучево-дождевыми (грозовыми) и мощно-кучевыми облаками при крайней необходимости могут выполняться только днем над равнинной местностью по ПВП без входа в зону ливневых осадков». Предполагается, что ответ на вопрос, ливневые там осадки или так, слегка моросящий дождик, — известен заранее.

Если никакое из этих условий соблюсти невозможно, то полет вообще отменяется: «…При невозможности обойти кучево-дождевую (грозовую) и мощно-кучевую облачность командир воздушного судна, по согласованию с органом ОВД (управления полетами), обязан прекратить выполнение полетного задания и следовать на запасной аэродром». Исключение, правда, представляют случаи «полетов по специальным заданиям», а вот пилотируемым аэростатам и СЛА (сверхлегким аппаратам, читай — дельтапланам) в условиях грозовой деятельности и ливневых осадков полеты запрещены категорически и без исключений.

Подобные правила постарались сформулировать для всех возможных случаев, даже для пыльной бури (раздел XXXV «Правил»), но вот про вулканы в ФАПП, по крайней мере российских — ни слова. Причина этому не только в редкости явления, но и в том, что до некоторых пор — а именно, до начала 1980-х годов, — вулканический пепел мало кого беспокоил.

Вулканы и самолеты

За всю историю авиации зарегистрировано всего порядка сотни случаев взаимодействия самолетов с облаками вулканического пепла, и все они заканчивались, как ни странно, благополучно. Наиболее острые ситуации можно пересчитать по пальцам одной руки: это прежде всего случай в июне 1982 года с «Boeing-747» компании British Airways с 240 пассажирами на борту, по дороге из Малайзии в Австралию умудрившимся влететь в ночное время суток на высоте 12 км в облако пепла от извержения одного из самых известных вулканов мира — Галунггунга (о. Ява ).

Об этом событии был даже снят художественный фильм, а командир экипажа вошел в историю своим хладнокровным объявлением по внутренней трансляции:

Дамы и господа, с вами говорит капитан. У нас на борту возникла небольшая проблема. Выключились все четыре двигателя. Мы делаем все возможное для контроля над ситуацией. Надеюсь, это событие не будет вас тревожить.

Двигатели удалось запустить по очереди, снизившись до 4 км, но тут отказал забитый пеплом датчик скорости самолета, потом часть двигателей опять заглохла. Тем не менее самолет удалось посадить в Джакарте , но тогда это, кажется, еще никого ничему не научило: ровно через три недели в то же облако влетел такой же «Боинг-747» Сингапурской авиакомпании, у которого на этот раз отказали два двигателя из четырех. Третья история, практически идентичная первой, и опять же с «Боингом-747» Королевских голландских авиалиний, произошла в декабре 1989 года над Аляской .

При ближайшем рассмотрении оказалось, что воздействие вулканического пепла на современный авиационный двигатель принципиально отличается от воздействия на него, например, дыма лесных пожаров . Если последний состоит почти исключительно из водяных паров с добавками сажи и небольшого количества органических соединений и по воздействию на авиацию почти идентичен обычному туману, то вулканический пепел — это в основном очень мелкие, но крайне твердые частицы вулканического стекла, действующие на детали двигателя и корпуса самолета подобно струе абразивного материала из пескоструйного аппарата. Как рассказал профессор кафедры петрологии геологического факультета МГУ Павел Плечов в беседе с Натальей Деминой, корреспондентом Полит.ру, в пепле преобладает минерал плагиоклаз, почти такой же твердый, как обычный песок.

Но самое интересное, что даже такое издевательство сверхпрочные лопатки турбин двигателя вполне могли бы выдержать как минимум до окончания полета — если бы они не работали при столь высокой температуре (800–1150 °С). При нагревании вулканическое стекло размягчается, становится липким и приклеивается к лопаткам, препятствуя их вращению. Британскому и голландскому лайнерам просто повезло: при остановке двигателей стекло застыло и на лопатках образовалась корка, которая обсыпалась при попытках экипажа завести двигатели.

Озаботившись ситуацией, ICAO в 1990-е годы выдвинула инициативу создания сети «консультационных центров по вулканическому пеплу» (Volcanic Ash Advisory Center, VAAC). В настоящее время их девять по всему миру, и работают они в основном в рамках национальных метеорологических служб. На территории России эти центры отсутствуют, по очень простой причине: все действующие вулканы у нас расположены на Камчатке , где дуют стойкие ветры с запада на восток, и пепел преимущественно развеивается над Тихим океаном и Аляской, не затрагивая российскую территорию. Даже аэродромные службы петропавловского «Елизово», имеющего статус международного аэропорта, о существовании проблемы лишь осведомлены, но разу с ней не сталкивались вплотную.

В результате в России имеется лишь одна полуофициальная Камчатская группа реагирования на вулканические извержения (KVERT), созданная в 1993 году на базе Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН, причем по инициативе и на деньги Геологической службы США и научных учреждений Аляски. Не исключено, что в момент, когда вы читаете эти строки, группа KVERT, до сих пор исправно рассылавшая сообщения крупнейшим авиакомпаниям мира и службам погоды, уже прекратила свое существование: во время написания этих строк на ее сайте было размещено сообщение о том, что 1 мая 2010 заканчивается срок договора с «Росавиацией», и с этой даты KVERT «остановит свою работу».

Эйяфьядлайёкюдль и авиация

14 апреля 2010 года резко возросла интенсивность извержения исландского вулкана с труднопроизносимым названием EyjaFjallaJökull, что в переводе означает «Ледник островных гор». Извержение по его интенсивности относится, согласно мнениям вулканологов, ко вполне рядовому, да и вулкан совсем не принадлежит к числу самых крупных в мире и даже является далеко не первым по величине в самой Исландии . Вулкан извергался последний раз 190 лет назад (в 1821 году), и начало его извержения 21 марта 2010 года было предсказано примерно за месяц.

«Ледник островных гор» попал в первые строчки новостей именно из-за наличия там ледника. После появления 14 апреля новых очагов извержения в трещины с раскаленной лавой попала вода, что и привело ко взрывам с извержением большого количества пепла на высоту около 6 км (для сравнения напомним, что английский «Боинг» влетел в облако пепла от вулкана Галунггунга на высоте 12 км, а при самом мощном извержении в новой истории — вулкана Кракатау 27 августа 1883 года — не то что пепел, но и куски лавы взлетали на высоту 55 км). За первые 72 часа Эйяфьядлайёкюдль выбросил около 140 млн м³ материала, из которых около ста миллионов поднялось в атмосферу и было разнесено ветрами на юг и восток. Это тоже не очень много — в двести раз меньше, чем при извержении Кракатау, когда рассеявшийся в атмосфере пепел вызвал даже похолодание на планете.

Разумеется, все сразу вспомнили про нашумевшие случаи с «Боингами», и потому-то и было принято решение о закрытии воздушного пространства в Европы . 15 апреля были прекращены полеты над Великобританией , а с 16 апреля практически все страны Европы закрыли для полетов свое воздушное пространство и частично начали открывать его только через пять дней.

Практически одновременно со снятием запретов на полеты 20–21 апреля западные СМИ одно за другим обрушились на европейских чиновников с уничтожающей критикой. Выяснилось, что решение о принятии запретов основывалось на одном-единственном источнике, которым оказался один из упомянутых центров VAAC, расположенный в Лондоне и работающий в рамках британской метеослужбы Met Office. Не имея никаких реальных показателей (вплоть до 19–20 апреля никто даже не пытался измерять текущую концентрацию пепла в атмосфере Европы), этот центр основывался на компьютерных моделях, куда были введены оценочные данные очевидцев об интенсивности извержения. Газеты отметили, что модель составлялась еще во времена Чернобыля для оценки распространения облака радиоактивной пыли.

В субботу 17 апреля и воскресенье 18 апреля компании Lufthansa, Austrian Airlines и Air Berlin совершили несколько тестовых полетов в небе на Австрией , Германией и Швейцарией , и самолеты не только не получили никаких повреждений, но и, как писала итальянская газета La Stampa, не было обнаружено следов от вулканической пыли ни на фюзеляжах, ни в двигателях самолетов. Наконец 19 апреля самолет Falcon 20, принадлежащий германскому центру воздушных и космических полетов, провел серию измерений на высотах от 1 до 11 км.

После обработки данных на следующий день выяснилось, что количество исландского пепла в небе по маршруту его движения было в среднем меньше, чем обычное количество взвешенного песка, приносимого воздушными течениями из Сахары . Правда, были отмечены отдельные облака пепла, видимые невооруженным глазом на фоне неба, но концентрацию в них никто не измерял. В небе над Лейпцигом концентрация частиц пепла составила 60 мкг/м³ , что примерно соответствует минимальному содержанию пыли в сельской местности далеко от промышленных районов, и раз в десять меньше предельно допустимой концентрации пыли для населенных пунктов по российским нормам (реально в небе городов в приземном слое ее может быть и в несколько раз больше).

В общем, вулканический пепел уже попал в один ряд с птичьим и свиным гриппом , атипичной пневмонией, компьютерной «проблемой 2000 года» и прочими широко разрекламированными угрозами последних лет, на деле оказавшимися, мягко говоря, сильно преувеличенными. Конечно, в облаках пепла летать не следует, но никто и не собирался в них летать: облака вулканического пепла — это то, что засыпало пеплом некоторые районы Исландии; а то, что было в небе над Европой, — лишь слабая аэрозольная взвесь, параметры которой в целом, как теперь понятно, не выходили за пределы нормы.

Теперь все резонно задаются вопросом: оправданно ли было перестраховочное решение, имевшее столь масштабные последствия, экономические и политические? Миллиардные убытки компаний-перевозчиков; семь миллионов пострадавших пассажиров; наполовину сорванная церемония похорон Качиньского ; отмененные гастроли Пласидо Доминго (Placido Domingo) в России; падение цен на авиационное топливо на фоне подорожания судового; безработица в далекой Кении , вызванная убытками отрасли цветоводства и овощеводства в $ 3 млн за каждый день запретов на полеты, и вызванный этим же дефицит свежих овощей и фруктов на европейских рынках… в общем, последствия еще долго будут аукаться.

Европейская пресса в целом склоняется к точке зрения, что на самом деле история с исландским вулканом — это иллюстрация полной неприспособленности европейской бюрократии к ответственному принятию решений в условиях цейтнота. Индонезийские авиаслужбы высказывали изумление насчет паники в Европе по поводу ситуации, которая является для неба Индонезии вполне обычным состоянием. Журнал Time отметил, что европейские министры транспорта устроили видеоконференцию по координации усилий только в понедельник 19 апреля, когда кризис продолжался уже четыре дня. Никто бы их не осудил, если бы ситуация и в самом деле была покрыта мраком полной непредсказуемости, но имея под рукой весь научный потенциал Старого Света, глупо было принимать решение на основе непроверенной информации фактически из одного источника.

А автор этих строк вслед доводам европейских журналистов хотел бы еще обратить внимание на то, что в мире с пугающей скоростью растет количество чисто политических решений, затрагивающих множество людей, но не подкрепленных в надлежащей степени серьезными доводами ученых и специалистов. Так обстоит дело с причинами и даже самим фактом глобального потепления , так было в России с внедрением ЕГЭ в школах, так происходит с фарсом на тему запрета проноса жидкостей на борт воздушного судна и еще во многих-многих случаях. Неужели четыреста лет развития рациональной науки так ничему никого и не научили? Похоже, что нет.

В анонсе статьи использовано фото Boaworm (Creative Commons license)