Bir Pilotun Gözünden: 2009'da 228 Kişinin Öldüğü Air France Uçak Kazası
açılın, kazayla ilgili biraz ahkam keseceğim... tabii tüm bu ahkamlar, yayımlanan raporu tamamen doğru kabul ederek kesilecektir.
olay, önündeki koskoca squall line'ı (fırtına hattı) sallamayan kaptan pilotun bodoslama o fırtınanın içine girmesiyle başlıyor. çıkış noktası burası. weather radar açık, cvr kaydında konuşmalardan da görüleceği üzere kaptan pilot (crew member 1 - cm1) ve yardımcı pilot (cm3) önlerindeki cümbüşü görüyor ve buna rağmen yeterli kaçınma manevrasını yapmadan bulutlara giriyorlar. sonra cm1 iyi halt etmiş gibi, bu halde uçağı cm2 ve cm3'e teslim ederek dinlenmeye gidiyor.
öncelikle, 35000 feette buzlanma olur mu? evet, olur
dünya'nın şekli ve bunun yarattığı iklim farklılıkları dolayısıyla, troposfer ekvator çevresinde çok yukarılara kadar yükselir. o kadar yükselir ki bazen hayal edilen limitleri bile aştığı olur. mesela, geçenlerde yaptığım bir jakarta uçuşunda elimdeki uçuş planına baktığımda, sistemden alınan atmosfer bilgisine göre, tropopause'un (troposfer ile stratosferi ayırdığı kabul edilen sınır) özellikle endonezya yakınındaki bazı bölgelerde 60300 feet'e kadar çıktığını gördüm. bunun ne anlama geldiğini şöyle açıklayayım; uçuşla ilgili bilgileri girdiğimiz mcdu'ya (multi-purpose control display unit) tropopause bilgisi girmek istediğinizde, girebileceğiniz maksimum değer 60000 feet'tir. airbus bile bu troposferin ulaşabileceği seviyeyi maksimum 60000 feet olarak düşünerek üretmiş bu uçağı. ha, uçuş emniyetini tehlikeye atacak bir şey mi? değil. sadece ufak bir ayrıntı. ama troposferin nerelere kadar yükselebileceğini görmemiz açısından önemli bir ayrıntı. kutuplarda ise 20000 feet civarına kadar iner troposfer. katman inceliyor yani kutuplarda. dünya'nın bombe şeklini düşünün, ondan daha büyük ve daha bombeli bir katman da troposfer işte.
peki ekvator civarında troposferin 60 bin feet'lere kadar çıkması ne anlama geliyor?
tropikal fırtına bulutlarının bu seviyeye kadar çıkabileceği anlamına geliyor. çünkü atmosfer içinde yaşanan bütün hava olayları troposfer ile sınırlıdır. troposferin üzerindeki stratosferde hava sıcaklığı, basıncı, yoğunluğu sabittir. orada yağmur, fırtına, yıldırım vs. olmaz. bir bulutun çıkabileceği en yüksek seviye, o bölgedeki tropopause'a kadardır. bazen çok büyük bir bulutun dümdüz bir tepesi olduğunu görebilirsiniz. mesela bu:
işte bu düzlük yer, troposferin bittiği, stratosferin başladığı yerdir. bütün bu hava olayları troposferin içinde gerçekleşir. troposfer 60 bin feet'e kadar uzanıyorsa, cumulonimbus (cb) dediğimiz fırtına bulutları 60 bin feet'e kadar uzanabilir. peki bu cb ne yapar? cb'nin içinde hava stabil değildir. her an her şey olabilir. ısınan hava yükselir. bu yükselen havanın kararsızlığı, içinde taşıdığı nem miktarı ve yükselen havanın soğuma oranıyla (dalr-salr) doğru orantılıdır. ekvator çevresindeki okyanustan yükselen sımsıcak havanın ne kadar nem taşıyabileceğini sanırım tahmin edebilirsiniz. bu yüzden bu bölgelerdeki fırtınalarda dünya üzerindeki en kararsız ve en tehlikeli hava kütlelerini görebilirsiniz. uçağımız 35 bin feet'te seyrediyorken, ekvator civarında tropopause tahminimce bu irtifanın çok çok üzerindedir. bu yüzden intertropical convergence zone denilen kararsız ve kızgın hava kütlelerinin cirit attığı bu bölge, uçaklar için büyük tehlike oluşturuyor. bugün, en en yüksekte uçabilen yolcu uçağının bile 50 bin feet'ten daha yukarıda uçamadığını hesaba katarsak, uzun menzilli yolcu uçakları için büyük bir risk oluşturmaya devam ediyor bu bölgeler.
peki bu cb'nin içinde neler oluyor? thunderstorm (gök gürültülü) fırtına oluyor, dolu oluyor, yağmur oluyor, yıldırım oluyor, çok şiddetli (severe) türbülans oluyor, aşırı kuvvetli aşağı ya da yukarı hava akımları oluyor veee bugünkü konumuz olan şiddetli buzlanma oluyor. bu yüzden doğa ana ile rekabete girmek manasız olacağı için, bütün uçaklar böyle bölgelere girmekten kaçınırlar, kaçınmalıdırlar.
peki buzlanma bu uçağa nasıl etki yaptı?
airbus 330 uçağında sürati ve irtifayı ölçmeye yarayan pitot-static diye bir sistem bulunur. sistem pitot tüpü ve static portlar olarak ayrılır. bu sistemin çalışma prensibi şöyledir. pitot tüpünün ön tarafındaki ucu açık olan borudan hava girer. bu havanın yaptığı basınç total basınçtır. uçağın bilgisayarı bu total basıncı bir kenara not eder. sonra, bu uçağın yan taraflarında, hava akımının rahatsız etmeyeceği bölgelerde statik portlar bulunur. bu portlardan da; o anda, o irtifada, sakin havadaki statik basınç bilgisi gelir. fizik dersine dönersek, total basınç = statik basınç + dinamik basınçtır. bu denklemde bilinenler total ve statik basınç olduğuna göre, uçak buradan dinamik basıncı bulur ve bunu ekranlarımıza sürat olarak yansıtır. bu dinamik basınçtaki her değişim, ekrana sürat değişimi olarak gelir. basıncı sabit olan bir havada uçağın hızlandığı; pitot tüpünün içine giren havanın fazlalaşması (yani total pres.in artması) ve statik basıncın sabit kalması sonucu dinamik basıncın artmış olduğu sonucuna varılarak anlaşılabilir. sürat ölçümü kabaca böyledir. irtifa ölçümünü de isteyen olursa anlatırım ama yazı çok uzayacağı için yazmıyorum. belki yarın falan eklerim.
şimdi... bu pitot tüpü buzlanarak donar ve açık ucu buzla kapanırsa ne olur? aletimiz donduğu anda alet içindeki toplam basınç ne ise, sürat olarak da buna mukabil bir değer ekrana gelir. eğer, irtifa değişmezse bir sıkıntı yok. ama kazada cm3'ün yaptığı gibi irtifa almaya, yani yükselmeye başlarsanız, bu olay göstergelere şöyle yansır. troposferde yükseldikçe toplam basınç azalır. buna mukabil durağan havadaki statik basınç da azalacaktır. statik portlar daha az bir statik basınç bilgisi verecek, ama donmuş pitot tüpü içindeki toplam basınç bilgisi değişmeden kalacaktır. toplam basıncın sabit olduğunu düşünen uçağımız; statik basınç düşmeye başladıysa, o halde dinamik basınç artıyor herhalde diye düşünecektir. bunu da ekrana süratin artması olarak yansıtır. veeee işte tam bu noktada, uçak oto pilotu da sistemden atınca, kumandaları eline alan cm3, nam-ı diğer bonin, süratin arttığını görüp, uçağın aşırı sürate girmemesi için sidestick'i geri çekerek burun yukarı kumanda vermeye çalışır. ama bilmemektedir ki, kendisi kumanda vermeden önce uçağın sürati aslında artmamakta, sabit bir şekilde seyretmektedir. uçağın burun açısı ve takat ayarı o anki konumda kalsa hiç bir sıkıntı yaşamayacaklardır. ama ne yazık ki, asıl durumdan habersiz olduğu için yukarı kumanda verir, sürat azalmaya başlar.. ve en sonunda uçak öyle bir noktaya gelir ki, kritik hücum açısı eşiğini de geçer, kaldırma kuvveti üretemeyecek bir duruma girer ve taş gibi düşmeye başlar. buna havacılık literatüründe stall denir.
peki bu durumdan neden kurtulamadılar?
air crash investigation'da ilgili bölümü izlediyseniz cevabı biliyorsunuz: cm3'ün kumandayı tam geri pozisyonda tutması yüzünden. airbus fly-by-wire serisinin en büyük laneti budur. bir kişinin verdiği kumanda, yanındaki kişi tarafından görülememekte, dikkatli bir çapraz kontrol yapılmadıkça yandaki kişinin verdiği kumandanın derinliği anlaşılamamaktadır. dahası; siz kumanda verseniz dahi, yandaki kişi de kumanda veriyorsa, uçak bu iki kumandayı toplayarak kontrol yüzeylerine yansıtır. iki pilot da 10 derece burun yukarı kumanda verirse, uçak 20 derece burun yukarı kaldırır. bir taraf 10 derece yukarı, diğeri de 10 aşağı verirse uçak 0 derece ile düz uçar. airbus bu ölümcül handikapı engellemek için sidestick priority button diye kırmızı bir düğme koymuştur sidestick'lerin üzerine. bu düğme, kumandanın tek taraftan verilmesine, diğer tarafın kumandasının iptal edilmesine olanak sağlar. eğer bu kazada sol sandalyede oturan cm2, sidestick priority button'a basarak kumanda vermiş olsaydı, dual input yerine priority left diye bir ses duyardık. ve böylece uçağın aşırı sürate gireceğini düşünerek burnu tam yukarı çeken cm3'ün verdiği kumanda geçersiz olurdu. ironiktir ki, uçağı aşırı süratten kurtarmaya çalışan cm3, aşırı düşük sürate düşürerek uçağı stall'a sokmuştur.
stall'dan çıkış manevrası aslında çok basittir. burun aşağı vererek; yani uçağı, kanada gelen hava akımını (relative airflow) kritik hücum açısının altında bir açıya indirerek, biraz da gaz takviyesi yaparak, uçağa tekrar kaldırma kuvveti üretme kabiliyeti kazandırırsanız, önemli ölçüde bir irtifa kaybıyla birlikte uçağı stall'dan kurtarırsınız. 35000 feet gibi yüksek bir irtifada iseniz, bu irtifa kaybı önemsizdir. ama yukarıda da açıkladığım üzere, yanınızda sürekli tam yukarı kumanda veren bir pilot varsa ve siz de olayın paniğiyle sidestick priority button'a basmayı unutursanız, bir de kaptan pilotunuz sizi fırtınanın içine sokmuş ve pitot-static sistemin donmasına sebebiyet vermişse, kurtulmanız için mucize gerekir. bu yüzden durumsal farkındalık çok önemlidir. uçağın o an neyi, neden, nasıl yaptığı sorusuna mantıklı bir cevap bulmakla geçer pilotun uçuşu. bulduğu mantıklı cevap, sadece kısa bir süreyi kurtarır. belli aralıklarla sürekli bu soruyu kendisine sorup cevabını bularak uçağı emniyetli bir şekilde hedef noktasına götürmektir mesele.
irtifa ölçümü de basitçe şöyle yapılıyor
yukarıda pitot-static sistemden bahsetmiştim. bu sistemdeki statik portların bir diğer kullanım alanı da irtifa ölçümü. uçakta irtifayı ölçen altimetre, esasında statik basıncı ölçüyor. statik portlardan alınan statik basınç bilgisi, uçaktaki barometrik referans göstergesine bağladığımız değeri referans alarak, bu bilgiyi altimetreye irtifa olarak yansıtıyor. yine yukarıda bahsetmiştim, standart atmosfer kabulüne göre deniz seviyesindeki basınç 1013,25 milibardır. ama bu nşa değeridir. gerçek hava koşullarına göre bu değer çoğunlukla farklıdır. pilotlar, yer kontrol ünitesinden anlık mahalli basınç değerini alarak, bunu uçaktaki barometrik referans göstergesine bağlarlar. bu değer, o an o meydanda ölçülen "deniz seviyesindeki" basınç bilgisidir. havacılıkta buna kısaca qnh denir. deniz seviyesindeki basınç bilgisinin verilmesinin sebebi şudur; uçak deniz seviyesine göre 8500 feet yükseklikteki bir meydandan kalkıp, daha alçaktaki bir meydana gidebilir. bu durumda, kalkış meydanı irtifasındaki basınç değeri, buna da kısaca qfe diyoruz, bağlandığında iniş meydanına geldiğimizde kalktığımız yerden daha da alçağa gelmiş olacağımız için altimetre negatif bir değer gösterir, kafa karıştırır. deniz seviyesi 0 feet kabul edildiği için kafa karışıklığı yaratmaz ve kullanım kolaylığı sağlar. bu yüzden dünyanın her yerinde deniz seviyesindeki basınç değeri kullanılır tüm meydanlarda.
şimdi akıllara ilk gelen soru, alçak basınç bölgesinden yüksek basınç bölgesine gidersek, düz uçtuğumuz halde irtifa değişecek. nasıl oluyor bu? olacaktır. bunun da çözümü şu şekilde. her ülkenin havacılık otoritesi, havalimanları için bir geçiş irtifası (transition altitude) değeri belirler. uçaklar tırmanış esnasında bu irtifaya geldiklerinde, standart basınç değeri olan 1013 milibarı baro ref'e bağlarlar. bu sayede, seyir irtifasına tırmanan bütün uçaklar aynı basınç değerini bağladıkları için aynı seviyede aynı irtifayı görür ve uçaklar arasında bir karışıklık çıkmaz. alçalırken de, bu sefer inilecek meydanın hava trafik kontrol ünitesi tarafından belirlenmiş olan bir geçiş seviyesinde (transition level) yerel basınç değeri (qnh) bağlanarak mahalli basınç bilgisi alınır ve inilecek meydana yakın olan bütün uçaklar, bu seviyenin altında bu değeri bağladıkları için yine aynı irtifayı görürler.