Авария Boeing 377 в Тихом океане

Boeing 377 борт N90943 выполнял регулярный кругосветный рейс 100/6, который начался 13 октября в Филадельфии (штат Пенсильвания) и далее шёл в восточном направлении (предполагаемый маршрут: Нью-Йорк—Лондон—Франкфурт—Бейрут—Карачи—Рангун—Бангкок—Гонконг—Токио—Уэйк—Гонолулу—Сан-Франциско). 15 октября самолёт благополучно приземлился в Гонолулу (Территория Гавайи), после чего экипаж стал готовиться к выполнению рейса PA-006 (позывные самолёта — Clipper 943) до Сан-Франциско. Полёт должен был проходить по ППП, при этом, согласно выданному диспетчером разрешению, после вылета из Гонолулу самолёт должен был направляться по воздушному коридору «Грин 9» (англ. Green Airway 9), далее на эшелоне 13 000 футов (4000 м) до точки 30° с. ш. 140° з. д., а после на эшелоне 21 000 футов (6400 м) до Сан-Франциско. Всего на борту находились 24 пассажира, включая 3 младенцев, и 7 членов экипажа; имелся запас топлива на 12 часов при расчётной продолжительности полёта 8 часов 54 минуты. Расчётный взлётный вес брутто составлял 138 903 фунта (63 005 кг) при максимальном допустимом 144 000 фунтов (65 300 кг); центровка также не выходила за установленные пределы[6][7].

Согласно имеющейся информации о погоде, ветер был тихим, а небо ясным с отдельными небольшими облаками, волны на море высотой 3—4 фута (около 1 м), шедшие с направления 80°[8].

В 20:26[* 2], отстав почти на час от расписания[7], с 31 человеком на борту «Боинг» вылетел из аэропорта Гонолулу и, следуя по курсу 62°[7], нормально набрал эшелон 13 000 футов, а в 01:02 16 октября, когда прошла половина полёта, но ещё до достижения точки 30° с. ш. 140° з. д. (её прохождение оценивалось в 01:31), экипаж запросил и получил разрешение на визуальный полёт с набором высоты до эшелона 21 000 футов[9].

Мощность двигателей была увеличена, и авиалайнер под управлением второго пилота Хээкера начал набирать высоту, пока в 01:19 не был выровнен на заданном эшелоне. Скорость полёта возросла до 188 уз (348,17600 км/ч), поэтому бортинженер Гарсия снизил мощность двигателей, когда вдруг тяжёлая машина дёрнулась, при этом со стороны левого крыла раздался вой, а органы управления стали вибрировать; Хээкер, глянув на приборы, увидел, что на тахометре двигателя № 1 (крайний левый) число оборотов подскочило до 2900 мин⁻¹, поэтому сразу нажал кнопку флюгирования воздушного винта, а также выпустил закрылки на 30°. Гарсия одновременно задействовал противопожарную защиту данного двигателя, перекрыл его дроссель, а также отключил обогащение топливной смеси, после чего ещё сильней уменьшил мощность в остальных трёх двигателях, чтобы снизить скорость полёта; в этот момент показания на тахометре двигателя № 1 уже начали зашкаливать[10][11].

Командир Огг, который до этого находился за штурманским столом, быстро занял своё место и после нескольких неудачных попыток флюгировать работающий во внештатном режиме двигатель приказал бортинженеру перекрыть подачу масла в двигатель, чтобы вывести последний из строя. Через две—три минуты обороты в двигателе снизились, затем раздался сильный глухой стук, после чего воздушный винт вновь разогнался до высокой скорости. Работая теперь в режиме авторотации, воздушный винт № 1 стал создавать аэродинамическое сопротивление, но упорно не хотел флюгироваться; так как число оборотов в двигателе № 1 было на нуле, как и уровень масла, экипаж сделал вывод, что произошёл отказ в карданном механизме, в результате чего винт оказался отсоединён от двигателя[10][11][12].

Воздушная скорость упала до 150 уз (277,80000 км/ч), а машина стала снижаться с вертикальной скоростью примерно 1000 футов (300 м) в минуту, поэтому в 01:22 командир связался с метеорологическим судном November и сообщил о возможном приводнении, запросив о помощи, на что в ответ доложили, что самолёт наблюдается на радиолокаторе примерно на удалении 38 миль (61 км) по азимуту 256°; пассажиров тем временем стали готовить к аварийной посадке (инструкции по её выполнению были зачитаны перед взлётом). Курс был изменён для следования к November, а для уменьшения скорости снижения в 01:24 была увеличена мощность оставшихся трёх двигателей, когда экипаж заметил ещё одну неприятность — двигатель № 4 (крайний правый) при полном газе выдавал только часть мощности, при этом число оборотов в нём составляло 2350 мин⁻¹, а остальные параметры были в норме. Увеличение обогащения смеси до максимума дало лишь незначительный эффект, поэтому число оборотов в четвёртом двигателе снизили до 1750 мин⁻¹, перекрыв при этом его масляный охладитель и интеркулер, а также на полдюйма закрыв створки капота[8][12].

Сторожевой корабль «Пончартрейн»

Моряки, используя пожарные рукава, прокладывают по воде пенный след, чтобы обозначить район приводнения[* 1]

Рейс PA-006 пролетает над кораблём[* 1]

В 01:25 пилоты доложили November, что приводнение неизбежно, в ответ на что получили направление на находящийся возле метеорологического судна сторожевой корабль Pontchartrain береговой охраны США, капитаном которого был Уильям Эрл (англ. William Earle)[1]. Однако в процессе снижения экипаж понял, что ситуация не настолько безнадёжна, так как при номинальной мощности второго и третьего двигателей и частичной четвёртого авиалайнер мог поддерживать горизонтальный полёт при скорости 135 уз (250,02000 км/ч); высота в этот момент составляла 5000 футов (1500 м), но было принято решение снизиться до 3000 футов (910 м). О случившемся экипаж сообщил в Гонолулу, при этом постоянно держа связь с November, получая от него свежую информацию о метеоусловиях и волнении на море. В салоне тем временем стюардессы попросили пассажиров снять очки, обувь и убрать из карманов острые предметы, а также надеть спасательные жилеты, при этом пришлось импровизировать с надеванием на детей жилетов, рассчитанных на взрослого человека; несколько пассажиров получили указания по развёртыванию спасательных плотов после приводнения. Пассажиров также вывели из хвостовой части самолёта, так как командир полагал, что при ударе о воду она может отделиться, при этом детей посадили на пол[8][13].

На борту рейса 006

В 01:37 «Боинг» пролетел над November и Pontchartrain, при этом экипаж определил, что при текущей конфигурации самолёта (закрылки на 30°, один винт в режиме авторотации) можно поддерживать горизонтальный полёт на скорости не выше 140 уз (259,28000 км/ч), что примерно на 20 уз (37,04000 км/ч) ниже эффективной скорости полёта на двух двигателях. С учётом высокого аэродинамического сопротивления и низкой воздушной скорости максимальная дальность полёта при текущем запасе топлива была оценена в 750 миль (1210 км), тогда как расстояние до Сан-Франциско и Гонолулу было свыше 1000 миль (1600 км). Когда лайнер, следуя по курсу 240°, второй раз пролетел над кораблями, команда Pontchartrain уже расположила на воде в линию электрические фонари, а из бортового миномёта дополнительно начали запускать фальшфейеры, чтобы обозначить и осветить район приводнения. Однако командир, оценив ситуацию, принял решение отложить приводнение до рассвета, в ожидании которого кружить рядом, что заодно поможет облегчить самолёт за счёт сжигания топлива; о данном решении оповестили пассажиров, после чего началась более тщательная подготовка к аварийной посадке[8][13]. В ожидании утра пассажирам разрешили свободно перемещаться по салону и даже курить[14]. Как позже вспоминали пассажиры, это придало им уверенности, так как они понимали, что в море действительно готовятся оказать им помощь[1].

В 02:45 произошёл отказ двигателя № 4 с падением мощности (согласно данным с анализатора, в двигателе возникли проблемы с зажиганием в ряде «B» цилиндров), но его воздушный винт № 4 зафлюгировался нормально. Полёт проходил на высоте 2000 футов (610 м) со скоростью 140 уз (259,28000 км/ч) и поддерживался теперь лишь за счёт оставшихся двигателей № 2 и 3, работавших при числе оборотов 2550 мин⁻¹, а расход топлива составлял 2000 фунтов (910 кг) в час; позже, когда часть топлива была израсходована, самолёт получил возможность подняться на высоту 5000 футов (1500 м), где экипаж провёл проверку управляемости самолёта при низких скоростях[13][14].

Приводнение борта N90943[* 1]

Первое касание о воду

Врезавшись в волну, самолёт зарывается в воду…

…но через несколько секунд всплывает на поверхность

Все три плота извлечены наружу. На правой стороне один из плотов не надулся полностью, тогда как другой перетаскивают по крылу от хвостовой части вперёд

Когда начало светать, служащие из береговой охраны убрали с воды фонари и попросили пилотов предупредить о приводнении не позже, чем за 10 минут, чтобы на корабле успели подготовить аварийно-спасательную команду. На море в это время были волны высотой 2—3 фута (0,6—0,9 м), шедшие со скоростью 13 уз (24,07600 км/ч) с курса 130°, атмосферное давление 30,08 дюйма (764 мм) рт.ст., температура воды 74 °F (23 °C). В 05:40 с «Боинга» доложили приблизительное время посадки, на что капитан Эрл передал, что волнение на море до 5 футов (1,5 м), ветер северо-западный 8 уз (14,81600 км/ч)[15]; к 06:05 Pontchartrain из пожарных кранов по поверхности океана на протяжении 2500 ярдов (2300 м) проложил пенный след шириной около 100 футов (30 м) по курсу 315° (против направления волн), чтобы пилотам было легче определить высоту над водой, а также чтобы предотвратить возгорание разлившегося авиационного топлива в случае разрушения самолёта[6][7][14][16].

В 05:50 экипаж дал указание пассажирам занимать предписанные места, после чего, снизившись до 900 футов (270 м), в 05:52 выполнил пробный заход на посадку; в 06:05 бортинженер разрядил в крылья баллоны с двуокисью углерода, чтобы предотвратить пожар, а командир предупредил пассажиров, что посадка будет выполнена через 10 минут. В 06:13 «Боинг» на скорости 90 уз (167 км/ч) и с полностью выпущенными закрылками выровнялся над водой, после чего штурман с бортинженером по указанию командира покинули кабину и заняли места в салоне; следом командир остановил оба оставшихся двигателя, после чего по громкой связи объявил всем в салоне занимать безопасные позы — наклонившись и обхватив ноги руками[7][14].

В 06:15 борт N90943 приводнился на Тихий океан. Первое касание было слабым, но затем левое крыло врезалось в волну[3][17], из-за чего возник мощный удар, который развернул самолёт почти на 180°, в результате чего в районе главного выхода отделилась хвостовая часть, при этом разорвало ряд сидений перед разломом, несколько пассажиров кинуло на пол, а два младенца вылетели из рук своих матерей. Подняв тучу брызг, «Боинг» зарылся в воду, при этом люди на кораблях даже на миг подумали, что стали свидетелями катастрофы, а все на борту погибли[1], но спустя секунды авиалайнер всплыл на поверхность и, немного продвинувшись вперёд, остановился. В результате такой жёсткой посадки погибли животные, летевшие в грузовом отсеке: две собаки, попугай и 3300 канареек (были размещены в 44 ящиках[18]); из людей никто серьёзно не пострадал, лишь 5 человек получили лёгкие травмы[7][14].

Сразу после остановки оба аварийных выхода были открыты и через них спустили два 20-местных спасательных плота. Плот по левому борту не надулся полностью, из-за чего его начала заливать вода, но все люди в нём были спасены вовремя подошедшей спасательной лодкой. Третий плот был спущен на воду через главный выход, но оказался в ловушке между крылом и отломившейся хвостовой частью, которая дрейфовала слева от самолёта, поэтому сообразительные пассажиры перетащили его по крылу к первому плоту[14]. Последними авиалайнер покинули командир Ричард Огг и старшая стюардесса Патрисия Рейнольдс[3]. К 06:32 все 24 пассажира и 7 членов экипажа находились на борту Pontchartrain, а в 06:35 «Боинг» затонул в точке 30°1,50′ с. ш. 140°09′ з. д.[16].

Первым, с чем столкнулся экипаж, было превышение числа оборотов в двигателе № 1 и отказ системы флюгирования его воздушного винта. Число оборотов в двигателе поддерживается за счёт давления масла, которое направляется в регулятор воздушного винта, где, изменяя угол наклона лопастей, регулирует частоту вращения всего винта. Флюгирование винта, в свою очередь, осуществляется вспомогательным масляным насосом, который забирает масло из резервуара подачи, после чего направляет его в регулятор винта по проходам системы поддержания числа оборотов; таким образом, часть системы управления воздушным винтом используется как для поддержания числа оборотов, так и для флюгирования. Высока вероятность, что возникшая неисправность привела сперва к превышению скорости вращения, ведь если бы раньше был отказ вспомогательного масляного насоса, то одновременно в системе воздушного винта должен был возникнуть ещё один сбой, что практически исключено. Так как увеличение угла поворота лопасти, а значит, и флюгирование винта, происходит путём повышения давления масла под поршнем системы регулирования, логично, что выход двигателя на повышенные обороты и отказ системы флюгирования произошли из-за того, что масло из бака двигателя № 1 прекратило поступать, при этом внешних признаков утечки не было. Наиболее вероятно, что масло по ошибке направлялось на поршень, который, наоборот, уменьшал угол наклона лопастей, либо давления масла вообще не было. В первом случае масло могло быть загрязнено из-за дефекта конструкции двигателя, а загрязнение носило прогрессирующий характер и никак не проявлялось для экипажа, пока двигатель не вышел на чрезмерные обороты. Во втором случае могла быть большая утечка через уплотнения, проходы, передаточные трубы, подшипники винта, регуляторы винта или двигателя[19].

В итоговом отчёте комиссия пришла к мнению, что в силовой установке произошёл отказ, который оказал влияние на часть системы, общую для поддержания числа оборотов и для флюгирования винта. Конкретную причину следователи определить не смогли. Отмечалось, что после данной аварии в Pan American на самолётах B-377 Тихоокеанско-Аляскинского отделения было ещё два случая неконтролируемого роста числа оборотов двигателя и отказа системы флюгирования воздушного винта, причём причиной в обоих случаях был отказ плавающего подшипника воздушного винта; с 25 марта 1957 года на всех данных самолётах начали ставить плавающие подшипники новой конструкции[19].

Согласно показаниям экипажа, давление масла и топлива в двигателе было нормальным, но температура и потребление топлива — низкими. Поначалу рассматривалась версия, что потеря мощности была вызвана сокращением потока воздуха через карбюратор, что, в свою очередь, могло быть вызвано обструкцией из-за деформации или частичного разрушения и смещения системы воздуховодов. В ходе дальнейшего анализа на первый план вышла другая версия — отказ привода крыльчатки двигателя, в пользу чего говорили данные из Pan American, согласно которым до этой аварии на данных двигателях уже были три таких отказа, причём у неисправных двигателей показания были аналогичны двигателю № 4 в данном происшествии. При этом в одном из предыдущих случаев экипаж сообщил, что за минуту до отказа в двигателе возникли небольшие обратные вспышки, после чего винт этого двигателя был сразу зафлюгирован; напротив, в происшествии 16 октября 1956 года двигатель работал на пониженной мощности ещё некоторое время до отказа. Кроме того, на Clipper 943 экипаж наблюдал по анализатору, что в ряду «B» цилиндров двигателя были проблемы с зажиганием, но эти данные не противоречат версии с отказом крыльчатки, так как с уменьшением подачи воздуха в двигатели снижается и расход топлива; в этом случае, предположительно, образовавшийся небольшой объём топливной смеси неравномерно распределился между цилиндрами, что и привело к отдельным проблемам в зажигании[20].

Таким образом, наиболее вероятной причиной нарушения в работе двигателя № 4, а затем и его отказа был назван отказ привода крыльчатки двигателя[20].

Самолёт Boeing 377 рассчитывался на выполнение безопасного полёта только с двумя двигателями, при этом рекомендуемая скорость была определена как 165 уз (305,58000 км/ч); если бы у Clipper 943 были зафлюгированы оба винта отказавших двигателей, то он бы мог безопасно достичь американского побережья, либо вернуться на Гавайские острова. Однако в данном случае возникла ситуация, когда один из двигателей работал в режиме авторотации, создавая повышенное сопротивление, в результате чего возрос расход топлива. После событий с рейсом 100/6 компании Hamilton Standard и Boeing провели испытания, на данном типе самолётов и с данными силовыми установками, по определению аэродинамического сопротивления и мощности, необходимой для его компенсации. Полёты выполнялись на высоте 2000 футов (610 м) со скоростью 145 уз (268,54000 км/ч), а лопасти нерабочего винта были установлены на угол 21,3°[20].

Так как сила сопротивления возрастает пропорционально квадрату скорости, то на скорости полёта выше 145 уз (268,54000 км/ч) показатели будут уже гораздо больше. Результаты испытаний имели большое значение, так как ранее этот момент особо не рассматривали. До эксперимента была распространена гипотеза, что неподвижный воздушный винт создаёт куда меньшее воздушное сопротивление по сравнению с работающим в режиме авторотации, но испытания показали обратное. Однако, данные величины были получены лишь на отдельных самолётах[21].