Aktuální číslo:

2018/11

Téma měsíce:

Psychosomatika

Letecké katastrofy, meteorologie a zkušenosti praktika

Vysvětlí meteorologie havárii Štefánikova letadla v roce 1919?
 |  5. 7. 2000
 |  Vesmír 79, 383, 2000/7

Modelářské a plachtařské zájmy mladých koncem třicátých let obyčejně vrcholily modelářským táborem ve Stříbrné Skalici nad Sázavou a kurzem na Rané u Loun. Můj C-kurz byl v předválečné plachtařské škole Raná vůbec poslední. Skončil 13 minutami osmiček odlétaných v Šedém vlku. Kromě vytouženého céčka jsem si z těch prázdnin přivezl i trvalejší námět k úvahám otázku, proč r. 1919 havarovalo u Bratislavy letadlo Ca 33 1) s M. R. Štefánikem na palubě. Bylo to neštěstí, nebo atentát? V tehdejším školení o počasí se kategoricky zdůrazňovala nebezpečnost závětří za každou překážkou. Co představuje překážka Malé Karpaty v souvislosti s počasím?

Bezmotorové létání jako nejčistší forma aplikované meteorologie vedlo k řešení otázek dříve odbývaných i pověrami, jako jsou vzdušné díry. Dogma o nebezpečném závětří každé překážky platilo ještě po 2. světové válce. Kolorit doby a úroveň veřejné informovanosti vystihuje citát z Mladé fronty 5. 1. 1956: Ustanovení zvané turbulence určuje přesně vzestupné a sestupné proudy letu a vylučuje možnost srážky letadel... V letecké dopravě se hodně mluví o vzduchových pytlích, kde se letoun, vletí-li do nich, propadne.

Teoretické i praktické poznávání atmosférických dějů se nemohlo vyhnout otázce závětří vysokých i nízkých horských hřebenů, či umělých překážek, například hangárů. Víceleté poznatky mi umožnily napsat dizertační práci o proudění stabilně zvrstveného ovzduší přes horské hřebeny.[1] Rozlišil jsem čtyři typy proudění (laminární, vírové, vlnové a rotorové) a došel jsem k závěru, že vždy nebezpečné je proudění rotorové a někdy i vlnové.

Moji plachtařskou činnost (od r. 1936) doplnila roku 1948 praxe leteckého meteorologa v Praze-Ruzyni. Otevřela se možnost shromažďovat poznatky o struktuře vlnového a rotorového proudění, jak se jevily posádkám dopravních letadel. Nedlouhá práce výzkumného oddílu Vysokoškolský let Praha, který se věnoval všestrannému leteckému výzkumu, byla poúnorovým způsobem ukončena. Stačil jsem však ještě prověřit teorii aktivní turbulentní vrstvy (dlouhé vlny), která na poměry v přírodě aplikuje Kármánovu cestu vírů jediný turbulentní systém dokázaný v oboru aerodynamiky teoreticky i experimentálně.[2]

První záhada v Tatrách

Při natáčení filmu Kamenný kvítek 22. 8. 1949 ve Vysokých Tatrách vezli kapitán Jaroš a radiotelegrafista Horalík na jedné Dakotě filmaře a podle jejich pokynů vedli Dakotu kapitána Mencla k průletu co možná blízko hřebene Vysokých Tater. Náhle se stroj s filmaři prosedl asi o 300 m a letoun kapitána Mencla se jim ztratil z dohledu. Po obnovení normální polohy si kapitán Jaroš spolu s filmaři všimli malé Menclovy Dakoty hluboko v údolí, za níž se plácalo něco stříbrného. Naštěstí nešlo o kormidla, ale o dveře zavazadlového prostoru, které se zkroucením trupu uvolnily. Vypadly také betonové bloky nahrazující běžné zatížení a vyvážení letadla. Naštěstí kapitán Mencl nepustil své berany a nízko nad údolím řízení nevyváženého stroje zvládl. Filmování toho dne už nepokračovalo. Letecká událost zůstala tajemstvím v zasvěcených kruzích. Některý ze starších reprezentantů meteorologického úřadu se k věci vyjádřil: Kdo ví, co s tím knyplem dělali... Taková byla předehra řady pozdějších řešení letecké události, letecké nehody i letecké katastrofy. A byl to také hlavní z impulzů, který mne vedl ku sběru dobrovolných hlášení od létajících profesionálů.

Letecká doprava a Malé Karpaty

V letech 1955-1957 byl pod střechou Hydrometeorologického ústavu v Praze evidován úkol Turbulence na letových cestách v ČSR nejdříve jako rezortní, postupně degradoval na jmenovitý, potom provozní. Nakonec byl převeden na jiného autora a zmizel z evidence. Jako původní autor jsem dosažené výsledky publikoval v Leteckém obzoru.[3] Za pouhé tři roky se na dobrovolném zpravodajství o turbulenci podílelo 84 kapitánů, pilotů a navigátorů Československých aerolinií, letky Ministerstva vnitra a pilotů aerotaxi. Sešlo se 185 hlášení, která potvrdila výrazný vliv Nízkých Tater a Malých Karpat na deformace závětrného proudění.

Posádky dopravních letadel zajímá na vlnovém proudění hlavně to, čemu se plachtaři vyhýbají: centra nárazovosti (přízemní a výškové rotory), mezivrstva se zvýšenou rychlostí větru (místní tryskový proud) a místní dynamické odchylky tlaku. Zatímco větroň létá rychlostí asi 80 km/h, dopravní letoun (v té době) létal 200 km/h i víc. Dopravní pilot musí oproti plachtařovi rychleji reagovat, musí přesně zachovat předepsané režimy letu a proměnlivé podmínky mu to znesnadňují. Žádný předpis pro letecké pohyby v nízkých hladinách nepočítá se zvláštnostmi a extrémy při působení aktivní turbulentní vrstvy (obrázek 2), ačkoli často bývají impulzem pro vznik letecké události, nehody či katastrofy.

Malé Karpaty mají v severní části relativní převýšení nad závětrnou nížinou 400 m, v jižní části 300 m. Uvažujeme-li, že délka vlny je přibližně desetinásobek převýšení, pak na severu to jsou 4 km, na jihu 3 km. Změna převýšení se promítá do závětří, kde v ose sestupu na přistávací dráhu 040° ovlivní letadlo v předpolí mezi 4. a 2. kilometrem rychlá proměna tlaku z plus Δp na minus Δp (obrázek 3). Chyba tlakového výškoměru se v těch 20 až 40 sekundách průletu promění z extrému příznivého (nižší údaj než skutečnost) na extrém nepříznivý (vyšší údaj než skutečnost). Také variometr falšuje své údaje.

Takové jsou podmínky v okrsku letiště Bratislava-Ivanka při proudění ze směru 340°. Vítr směru 290° přenáší kritickou změnu Δp do severního předpolí přistávací dráhy 22 (obrázek 4). Dne 11. 2. 1977 časně ráno byl tento stav hlavní příčinou katastrofy poštovní AV-14.[5]

Druhá záhada v Tatrách

Podobně složitou situaci v konečné fázi letu představuje letecká katastrofa na lince Bratislava Tatry 18. 1. 1956 (kapitán Dráb na Dakotě OK-WDZ).[6] Dva současně působící systémy aktivní turbulentní vrstvy v tomtéž prostoru přiblížení uznala první vyšetřující komise za příčinu letecké katastrofy. Barograf katastrofu přežil a jeho záznam dodnes poskytuje závažné svědectví (obrázek 5).

Mezi dvojím přerušením záznamu (rotor 3. vlny rotor ATV Škapová; obrázek 5) je zapsáno čtyřminutové pravidelné klesání. Druhé přerušení v těsném závětří Škapové časově odpovídá katastrofě nárazem do lesnatého úbočí. V již klidném vraku letadla barograf zapisoval dál. A v pevném místě pod vrcholem nízké překážky zaznamenával trvající kolísání výšky v rozsahu 10 hPa. To je neklamný důkaz druhé aktivní turbulentní vrstvy v závětří Škapové.

Závěr první vyšetřovací komise zněl: Složité meteorologické podmínky a nedostatečné technické vybavení letadla i letiště. K jednání této komise jsem byl přizván, jak se brzo ukázalo, bez vědomí (a proti vůli) vedení meteorologického úřadu.

O měsíc později denní tisk oznámil úřední zprávu z jednání jiné komise k téže kauze: Balon Svobodné Evropy, nalezený 2 km před místem havárie ve směru příletu... K tomu je nutno sdělit: Čtyřminutový normální let bez vidu k místu havárie odpovídá 12 až 16 km vzdálenému místu předchozího nárazu rotoru třetí vlny Nízkých Tater. Takže balon „nalezený“ na druhém kilometru neměl s touto leteckou katastrofou nic společného a nález první komise byl správný (obrázek 5).

Malé Karpaty, počasí a M. R. Štefánik

Už v roce 1978 RNDr. Emil Veselý opatřil kopii synoptické analýzy pro dny 3. a 4. 5. 1919 podle amerického pramene Historical Weather Maps s úmyslem řešit meteorologické podmínky při katastrofě Štefánikova letadla. V prosinci 1999 totéž učinil RNDr. Vladimír Brůžek z Českého hydrometeorologického ústavu. Bližší seznámení s aktuálním stavem řešení katastrofy letadla Ca 33 s M. R. Štefánikem na palubě jsem čerpal z materiálů, které zapůjčil vojenský historik plukovník Bohumil Vlach z Příboru.

Protože dnes známé dokumenty jednoznačně vylučují podíl atentátu nebo střelby, která by ohrozila letadlo či jeho posádku, zbývá jenom počasí, technická porucha či pilotova chyba. Analýzy dokazují pro oba dny ve střední Evropě severozápadní vítr. Nepříznivý extrém, odpovídající dnešním poznatkům, platil pro 3. 5. 1919 v souvislosti s přechodem fronty. Rozhodnutí o přeletu 4. 5. bylo správné, což dokazuje i přílet v pořádku až do cílového prostoru.

Travnatá plocha vybraná pro přistání byla mezi Bratislavou a Ivankou pri Dunaji. S výjimkou jihovýchodního okraje byla celá plocha lemována stromovým porostem, nejdelší volná přímá linie byla 900 m. Po vydatných srážkách byl povrch rozmoklý. Bílá plachta určovala směr přistání od východu k západu, barely s čadící naftou na západním okraji a uprostřed plochy ukazovaly směr větru 310° (severozápadní).

Neúspěšný pokus o přistání se odehrál mezi 11.35 a 11.40 středoevropského času. Zaboření kol hlavního podvozku přimělo pilota k novému startu ještě před dosednutím předního kola. Cílem nového vzletu bez přistání bylo předejít havárii na nevhodné ploše. Nutnost uhýbat doleva před stromovím na okrajích plochy přivedla stoupající letoun do polohy „po větru“ při nulovém přebytku pravé vzdušné rychlosti. Zadní náraz větru (typický pro aktivní turbulentní vrstvu) vyvolal ve výšce 50-080 m náhlou ztrátu rychlosti a pád do levé vývrtky. Odstředivá síla vymrštila nepřipoutané osoby z kabiny ještě před dopadem letadla na zem. Pád trval tři až čtyři sekundy.[711]

Posádka potřebuje kontakt s meteorology a meteorologové s posádkou

Zmíněné události i katastrofy souvisely s počasím. Pro některé z nich jsem vypracoval rozbory místních podmínek v kritickém čase pro vyšetřovací komisi nebo pro obhajobu při soudním řízení. V těch dobách bývaly přímé služební kontakty mezi členy posádek a meteorology bohatým zdrojem informací o zvláštnostech v terénu, tj. na letových cestách v okolí hor (nebo bouřek). Počítačová vybavenost meteorologických pracovišť dnes omezuje přímé kontakty obou blízkých profesí. I podíl meteorologa na obsahu předpovědi se změnil skoro vše mu dodá počítač. Stačí stisknout správná tlačítka ve správném pořadí a ve správnou dobu. Barevná krása na obrazovce oslní kdekoho bez ohledu na obsahovou kvalitu informace. I bez ohledu na to, že chybí tiskárnička pro trvalejší uchování vzácnějších jevů.

Místní předpověď náhlé změny v blízkých minutách, třeba větru ze západního 1 m.s1 na severozápadní 20 m.s1, popřípadě zimní bouřky v podobné souvislosti, se nezíská ani z celé skupiny obrazovek. Nečekané náhlé změny jsou dnes pro pohyby letadel v okrsku letišť stejně nebezpečné, jako byly v minulém století. Analýzy novějších i historických leteckých událostí a leteckých katastrof to potvrzují.

Meteorologický úřad zamítal možnost dynamických místních odchylek tlaku v roce 1977-1978 i v rámci soudních řízení. Nevěřil nejen poznatkům leteckých profesionálů, ale ani barozáznamům vlastních horských stanic, jako je Skalnaté pleso na závětrném úbočí hřebene Vysokých Tater při severním větru. Tamtéž byl zaznamenán padavý vítr s maximálním nárazem 97 m/s (350 km/h) dne 29. 11. 1965 ve 21.20 středoevropského času. Oba tyto jevy jsou částí systému aktivní turbulentní vrstvy který je přirozeným následkem vzájemného působení překážky a stabilního vzdušného proudu.

Smí úřad přehlížet meteorologickou příčinu falešné funkce leteckých palubních přístrojů? Když se tak děje dlouhou dobu, může jít o precedens manipulování i s jinými prvky, jako jsou sluneční svit, dohlednost či srážky. Pozlátko dnešní počítačové a technické vybavenosti by nemělo být štítem pro maskovaný návrat do éry vzduchových pytlů či balonů.

Literatura

[1] Förchtgott Jiří: vlnové proudění v závětří horských hřebenů, dizertační práce (vedoucí prof. S. Hanzlík z Ústavu meteorologie a klimatologie), PřF UK 1949
[2] Förchtgott J.: Aplikace Kármánovy cesty vírů na poměry v atmosféře. Meteorol. zprávy III/45, Státní meteorologický ústav Praha 1949
[3] Förchtgott J.: Turbulence na letových cestách v ČSR. Letecký obzor č. 10, Praha 1959
[4] Steinhauser F.: Windverstärkung an Gebirgszügen. Berichte des Deutschen Wetterdienstes in der U. S. Zone Nr. 12, Bad Kissingen 1950
[5] Förchtgott J.: Místní meteorologické podmínky v Bratislavě 11. 2. 1977 v souvislosti s LK letadla OK-OCA. Znalecký posudek vyžádaný AP Ostrava, JUDr. V. Ševčíkem. Text 28 stran a 15 příloh
[6] Förchtgott J.: Podmínky proudění v prostoru OKTT dne 18. 1. 1956 mezi 1416 SEČ. Analýza pro vyšetřující komisi, Praha-Ruzyně, 24. 1. 1956
[7] Vašíček R.: Smrt generála 4. května 1919 v 11.45. ARtMI s. 1117, 1992/1
[8] Vlach B.: Podíl M. R. Štefánika na čs. brannosti za 1. světové války. BRADLO č. 5, s. 46, 1992
[9] Uhlík P.: Už je načase... BRADLO č. 1819, s. 6, 1999
[10] Kabelík J.: Smrt Štefánikova, BRADLO č. 1819, s. 68, 1999
[11] Poznámka úrazového chirurga, BRADLO č. 1819, s. 8

Poznámky

1) Šlo o italský bombardér typu Caproni třímotorový dvojplošník, který měl dva motory tažné a jeden tlačný. R. 1994 se v leteckých opravnách v Trenčíně začala stavět replika tohoto letadla.

Vlny a rotory v beskydech


Vlnové proudění plachtařům dopřávalo, aby i v zimě dosahovali netušených výšek a setrvávali v ovzduší libovolně dlouho. Schéma vpravo bylo součástí směrnic pro létání ve vlně na letišti Frýdlant nad Ostravicí. Potřebný směr větru pro beskydskou vlnu je jihojihovýchodní a rychlost 10 m.s1. Rotorové i vlnové oblaky tvoří pásy rovnoběžné s horským hřebenem. Až po překonání silné turbulence při vleku do 1. vlny následuje klidné a silné stoupání nad Skalkou na jižním okraji Ondřejníka (ve Štramberské vrchovině).

Jenom mělká proudící vrstva maximálně do čtyřnásobku převýšení hřebene se stává příčinou náhlých místních odchylek tlaku vzduchu. Pod každým přízemním rotorem (pod vrcholem vlny) bývá tlak o pár hPa nižší, mezi nimi (ve spodní části vlny) naopak vyšší. 1 hPa rozdílu od normálního tlaku značí odchylku na výškoměru 10 m (5 hPa odchylku 50 m atd.). Úplný systém aktivní turbulentní vrstvy funguje nezávisle na vlhkosti vzduchu, tedy jak v čistém bezoblačném ovzduší, tak uvnitř souvislé oblačné vrstvy s nízkou základnou. Vlnové i rotorové proudění už přivedlo do nesnází stovky dopravních letadel obyčejně hned po startu, nebo naopak před přistáním. Popsané účinky Beskyd končí v oblasti předhůří údolí Odry včetně letiště Mošnov jsou již mimo ohrožení.

Ve stadiu zrodu je však umělá překážka v podobě distribučního centra Nová Hůrka (původně Mošnov). Objekt je 500 až 700 m dlouhý, 20 m vysoký, rovnoběžný s osou přistávací dráhy a jen 700 m od ní vzdálený. (Analogickou překážkou je řada hangárů na staré Ruzyni.) Již 23. 7. 1950 byly při jižním závanu registrovány změny tlaku a směru i rychlosti větru, jež mohly ohrozit bezpečnost nízko operujících letadel.

Malé Karpaty v roce 1977


Letecká katastrofa 11. 2. 1977. Kritický úsek v předpolí dráhy letiště Bratislava-Ivanka je závislý na směru větru, pro obr. 3 byl akční směr 340°. Opačný okraj severozápadního sektoru, tedy 290° (obr. 4), vyvolává podobný efekt v severním předpolí přistávací dráhy č. 22. A právě tato okolnost se zřejmě podílela na letecké katastrofě kapitána R. Chládka (Av-14). Šetření a soudní řízení ukázalo (navzdory negativnímu postoji meteorologického úřadu) význam místních dynamických změn tlaku v mezích plus minus 8 hPa na vzdálenost 23 km. Právě výsledný účinek dvou systémů aktivní turbulentní vrstvy a řízeného sestupu navedl Chládkovo letadlo ku kritickému druhému kilometru (obr. 4).

Letecká událost 9. 9. 1977. O půl roku později přišlo z téhož letiště svědectví kapitána Altnera (Jak-40) o přerušeném přiblížení na dráhu 22. Minutu před přistáním změnil vítr na letišti směr (z 290° na 310°) i rychlost (z 1 m.s1 na 20 m.s1). Už o deset minut dříve velký snos dokazoval, že vane silný severozápadní vítr, na letišti však panoval téměř klid. Oba variometry při přiblížení indikovaly 12, a postupně až 22 m.s1, tlakový výškoměr 30 m, radiovýškoměr 350 m. Dynamická místní odchylka tlaku ve srovnání s aktuálním tlakem měřeným na letišti byla přes 30 hPa. Podobné údaje byly zjištěny i při přiblížení na přistávací dráhu 31.

Synoptické podmínky byly v obou případech shodné: přechod studené fronty. Časy letecké katastrofy a letecké události se lišily o půl dne (noc - poledne), roční doba o půl roku (zima - léto). Také vybavení letadel Av-14 a Jak-40 bylo rozdílné (Av-14 na tom byla hůř). Působení aktivní turbulentní vrstvy při západním větru bylo shodné, snad o něco výraznější v případě Jak-40, a to pro těsnou časovou shodu s přechodem fronty.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Atmosféra

O autorovi

Jiří Förchtgott

RNDr. Jiří Förchtgott (*1921) vystudoval meteorologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Od r. 1950 pracoval jako letecký meteorolog na letišti Praha Ruzyně, od r. 1961 meteorolog a vedoucí služebyn na letišti v Mošnově. Zabývá se extrémy počasí každého měřítka a původu.

Doporučujeme

Závan kance

Závan kance

Oldřich Lapčík  |  5. 11. 2018
Možná jste to už také zažili. Maso máte od osvědčeného řezníka, vypadalo dobře, určitě bylo čerstvé. Tak proč, u všech všudy, přes vložené...
Je psychosomatika obchod s deštěm?

Je psychosomatika obchod s deštěm?

Vladislav Chvála  |  5. 11. 2018
Nedávné kauzy pochybných léčebných praktik, které zveřejnila Česká televize, rozbouřila odbornou i laickou veřejnost. Jsou všechny ty pokusy...
Hlubokomořské pytlíky vody

Hlubokomořské pytlíky vody uzamčeno

Adam Petrusek, Zuzana Musilová  |  5. 11. 2018
Jak jsou některé rostliny, ryby, žraloci a korýši schopni přežít několik kilometrů pod hladinou oceánů – v hloubce, kde je teplota vody velmi...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné