Pożary samolotów

Samoloty płonące po rozbiciu były podczas wojny zjawiskiem powszechnym, obecnie występują rzadziej. Jak dochodzi do tego rodzaju pożaru i czym się on charakteryzuje?

Boeing B17 Flying Fortress z 305. grupy bombowej RAF z siedzibą w Chelveston rozbił się wkrótce po starcie w wiosce Bedfordshire w Yelden 24 marca 1944 r. Ten czterosilnikowy ciężki samolot bombowy opracowano w latach 30. XX w. dla Korpusu Lotniczego Armii Stanów Zjednoczonych. Wspomniany wypadek nie był odosobniony, z pewnością jednak należał do bardziej zjawiskowych, samolot przeciął bowiem blok barakowy, w którym przebywali pracownicy lotniska i częściowo zburzył dom mieszkalny na farmie. Pożar po katastrofie spowodował eksplozję ładunku bomby, wysadzając okna domów we wsi, w tym okna pobliskiego kościoła. W wypadku zginęło 21 osób - dziesięciu członków załogi i jedenaścioro cywili (wśród nich dwoje dzieci). Państwo Philips w ramach rekompensaty za stratę domu i potomstwa dostali od rządu amerykańskiego racje żywnościowe i kupony na ubrania.

Pożary po rozbiciu

Do głównych kategorii pożarów samolotów zalicza się te, do których dochodzi na płycie lotniska, podczas lotu oraz po rozbiciu maszyny. Ostatnie z wymienionych obecnie występują rzadziej i, zwłaszcza w przypadku samolotów pasażerskich, istnieje duża szansa na ich sprawne ugaszenie.

Do pożarów takich dochodzi po nieprawidłowym lądowaniu samolotu lub zderzeniu z przeszkodami czy innym statkiem powietrznym podczas ruchu naziemnego, a więc podczas wejścia na pas startowy lub zejścia z pasa startowego. W przypadku zderzenia z ziemią lub przeszkodą, które powoduje uszkodzenie konstrukcji samolotu, może dojść do pożaru z udziałem paliwa lub oleju, jeśli wejdą one w kontakt ze źródłami zapłonu. Podobnie, jeżeli materiał łatwopalny przewożony przez cywilny statek powietrzny lub samolot wojskowy (np. jako materiał niebezpieczny) zostanie uszkodzony lub jego osłona zostanie naruszona, może on zapalić się w wyniku uderzenia, kontaktu z gorącymi powierzchniami albo - w przypadku rozlania niestabilnych chemikaliów - styczności z atmosferą.

Zazwyczaj mamy w takich wypadkach do czynienia z pożarem powierzchniowym, a więc takim, w którym warstwa lotnego ciekłego paliwa paruje i pali się. Warstwa paliwa może znajdować się na poziomym stałym podłożu lub unosić się na cieczy o większej gęstości, zwykle wodzie. Głównym zagrożeniem stwarzanym przez taki pożar jest promieniowanie cieplne, a także toksyczne produkty gazowe w postaci dymu. Często w wyniku oddziaływania pożaru powierzchniowego na zbiorniki magazynowe może dojść do wybuchu typu BLEVE.

Jeżeli pożar powierzchniowy nie zostanie ograniczony (np. za pomocą wanny lub tacy wychwytowej), może przemieszczać się, obejmując coraz większe powierzchnie. Miało to miejsce m.in. w znanej katastrofie lotniczej w Lesie Kabackim, gdzie po rozbiciu samolotu (do którego doszło w wyniku pożaru na pokładzie) zrzucane oraz pozostałe w zbiornikach paliwo, a także odpadłe od samolotu płonące części wywołały w miejscu katastrofy pożar na obszarze leśnym o powierzchni około 6 ha.

Ogień może szybko rozprzestrzeniać się na kadłub i przez kabinę, wytwarzając ciepło, dym i toksyczne produkty rozkładu. Jeśli temperatura uwięzionego dymu i gazów osiągnie temperaturę samozapłonu, nastąpi rozgorzenie i kadłub statku powietrznego może zostać szybko pochłonięty przez płomienie.

W zależności od powagi katastrofy, wpływ pożaru na samolot może być różny, od drobnych uszkodzeń po całkowitą utratę kadłuba. Podobnie potencjalne konsekwencje dla zdrowia i życia - wahają się od braku obrażeń do śmierci wszystkich na pokładzie.

W przypadku statków powietrznych o maksymalnej certyfikowanej masie startowej 5700 kg lub mniejszej pożar po uderzeniu znacznie przyczynia się do powstawania obrażeń i ofiar śmiertelnych. Dla porównania masa startowa bombowca B17 to 29 710 kg, a masa startowa popularnych samolotów komercyjnych - 73 000 kg (Airbus A320) i 95 028 kg (Boeing 727).

Paliwo paliwu nierówne

Silniki tłokowe z zapłonem iskrowym, jak w B17, są zasilane wyłącznie benzyną lotniczą, podczas gdy silniki tłokowe z zapłonem samoczynnym (wysokoprężne) - olejem napędowym, silniki turbinowe mogą natomiast używać ciężkiej benzyny, paliw szeroko-frakcyjnych, naft lotniczych, oleju napędowego, wodoru i paliw syntetycznych.

B17, wyposażone w silnik gwiazdowy (a więc tłokowy), jak większość samolotów z czasów II wojny światowej, używały benzyny lotniczej 130/140 Avgas. Szczególne zagrożenie pożarem powierzchniowym lub wybuchem dotyczy właśnie samolotów używających paliw o niskiej temperaturze zapłonu, takich jak Avgas. Dziś do samolotów o silnikach tłokowych używa się średnioołowiowej benzyny lotniczej 100LL (Avgas 100LL) w kolorze niebieskim, której temperatura zapłonu jest mniejsza niż 21°C. Do silników turbinowych używane jest natomiast paliwo Jet A-1, które - tak jak i inne nafty lotniczne - ma wyższą temperaturę zapłonu i jest mniej podatne na iskry, a także łatwiejsze w transporcie i w obsłudze. Poza Jet A-1 w lotnictwie cywilnym stosuje się też Jet A i Jet B (wg IATA). W lotnictwie wojskowym (według kodów NATO i STANAG 3747) stosowane są natomiast nafty lotnicze F-35, F-34 (JP-8), F-40 (JP-4), F 44 (JP-5). Temperatura zapłonu większości naft lotniczych jest wyższa niż 38°C, a temperatura ich samozapłonu wynosi 210°C. Wynika z tego, że im cięższe jest paliwo, tym wyższą ma temperaturę zapłonu.

Specyfikacje obecnie produkowanych gatunków benzyny lotniczej nie uległy znacznym zmianom od czasów wojny. Większość silników Lycoming i Continental zaprojektowano w latach 50.-60. XX w., a pod uwagę brane były ówcześnie obowiązujące specyfikacje paliw lotniczych. Dlatego też zastąpienie Avgas paliwami bezołowiowymi, mimo ogólnie zalecanego ograniczenia użycia czteroetylku ołowiu ze względu na szkodliwość i wysoki koszt produkcji, nie wydaje się teraz możliwe.

Płyn hydrauliczny

Zasilane paliwem pożary powypadkowe prowadzą ponadto do przekroczenia temperatury samozapłonu lotniczego płynu hydraulicznego. Podczas rozbicia samolotu gwałtownie zmieniające się warunki otoczenia i ekstremalne warunki w samym systemie hydraulicznym powodują, że płyn hydrauliczny jest poddawany wyjątkowym obciążeniom.

Używany w bombowcach B17 płyn MIL-H-5606 na bazie oleju mineralnego był najczęściej stosowanym rodzajem płynu hydraulicznego w lotnictwie wojskowym od lat 40. XX w. Do lat 70. XX w. był on także stosowany w lotnictwie komercyjnym. MIL-H-5606 ma doskonałe właściwości eksploatacyjne w zakresie temperatur od -54°C do 135°C, a przy tym niestety jeden poważny mankament, który został rozpoznany już na początku jego stosowania: wysoki stopień palności. Odkrycie zagrożeń pożarowych związanych z płynami MIL-H-5606 spowodowało, że po drugiej wojnie światowej przemysł samolotów komercyjnych opracował płyn hydrauliczny na bazie estrów fosforanowych.

Taki rodzaj płynu ma właściwości ognioodporne i w przeciwieństwie do płynów hydraulicznych na bazie oleju mineralnego, trudno o jego zapalenie się w temperaturze pokojowej. Temperatura samozapłonu większości płynów hydraulicznych stosowanych w lotnictwie wynosi 475°C, jeśli jednak płyn zostanie podgrzany do temperatury przekraczającej 180°C, podtrzyma on proces spalania.

Skydrol, zatwierdzony przez większość producentów płatowców, wśród nich koncerny Airbus, Boeing i BAE Systems, jest produkowany z ognioodpornego surowca na bazie estru fosforanowego, z rozpuszczonymi dodatkami olejowymi, hamującymi korozję i zapobiegającymi uszkodzeniom serwozaworów w wyniku erozji. Zawiera barwnik fioletowy lub zielony, aby ułatwić identyfikację.

Przemysł samolotów komercyjnych zanotował znaczną redukcję liczby pożarów płynów hydraulicznych od czasu przyjęcia płynów hydraulicznych z estrami fosforanowymi (jak Skydrol), a obecnie wszystkie duże samoloty transportu cywilnego używają tego rodzaju płynów w swoich układach hydraulicznych.

Chociaż wojsko nie przestawiło się na płyny typu estru fosforanowego, ponieważ nie były kompatybilne z płynami oraz układem hydraulicznym MIL-H-5606, zidentyfikowało potrzebę użycia ognioodpornego płynu jako bezpośredniego zamiennika MIL-H-5606. W rezultacie opracowano syntetyczny płyn na bazie węglowodorów, MIL-H-83282, a następnie MIL-PRF-87257 - o lepszej lepkości w niskiej temperaturze.

Obecne specyfikacje certyfikacyjne Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) dotyczą problemu pożarów płynów hydraulicznych, w szczególności w zakresie minimalizacji szkodliwych stężeń płynów hydraulicznych lub oparów w przedziałach załogi i pasażerów (CS 25.1435), a także odizolowania systemu połączeń elektrycznych (EWIS) od systemu hydraulicznego (CS 25.1707).

Środki zapobiegawcze i rozwiązania

Według danych amerykańskiej Federalnej Administracji Lotnictwa w Stanach Zjednoczonych zdecydowana większość ofiar śmiertelnych pożarów ginie na skutek katastrof, do których doszło po rozbiciu samolotu. Szacuje się, że winę za śmierć 40% z nich można przypisać dymowi i toksycznym produktom spalania materiałów kabiny i paliwa do silników odrzutowych, wliczając w to poliuretanowe poduszki siedzeń, które były stałym uczestnikiem tragicznego spektaklu. Nowsze przepisy wymagają więc szeregu ulepszeń w zakresie bezpieczeństwa pożarowego w kabinach samolotów, w tym zmiany cechy palności materiałów w samolotach wyprodukowanych po 1990 r., co w zależności od scenariusza wypadku może wydłużyć czas ucieczki pasażera o 2 min lub więcej. Dziś struktury samolotów i systemy paliwowe projektowane są ponadto tak, aby zminimalizować ilość rozlanego paliwa oraz szansę jego zapalenia się. Dlatego znaczna większość dużych samolotów pasażerskich spala paliwo lotnicze, a nie Avgas.

Ponadto znaczącym środkiem zapobiegawczym jest odpowiednie przygotowanie statku powietrznego. Tam, gdzie przewiduje się lądowanie awaryjne, na przykład jeśli konieczne jest lądowanie poza miejscem do tego przeznaczonym lub wystąpi wadliwe działanie podwozia, normalną procedurą jest zrzucanie paliwa oraz - w miarę możliwości - wyrzucenie pozostałego zbędnego balastu. Nie zrzuca się jednak płonących silników ze względów oczywistych (zagrożenie dla obiektów i ludzi na ziemi), a także dlatego, że rzadko skutkują one pożarem po awaryjnym lądowaniu. Dla każdego silnika dostępne są bowiem dwie gaśnice z napędem elektrycznym zawierające halon 1301, a w nowszych samolotach związki fluorowodorowe. Są one czasami instalowane w osłonie nosa każdej gondoli, ale mogą być również umieszczone w kadłubie i „współdzielone” przez silniki dwusilnikowego samolotu lub w przegrodzie kadłubowej w skrzydle i „współdzielone” przez silniki na tym skrzydle wielosilnikowego samolotu. Po aktywacji zawartość butli gaśnicy zostaje wyładowana do strefy 1 silnika, to jest do zespołu wentylatora silnika. Pożary w strefie 2, rdzeniu silnika, są natomiast gaszone przez wyłączenie silnika.

W przypadku samolotów, które nie zostały wyposażone w funkcję zrzutu, statek powietrzny może krążyć w pobliżu lądowiska, aby stopniowo spalać paliwo. Można także odłączyć układy paliwowe - zamknąć zawory poprzeczne.

Po awaryjnym lądowaniu niezbędna jest sprawnie przeprowadzona ewakuacja statku powietrznego, co zminimalizuje liczbę ofiar śmiertelnych w przypadku pożaru. W związku z tym w lotnictwie zarówno cywilnym, jak i wojskowym kładzie się teraz nacisk na solidne przeszkolenie personelu pokładowego w zakresie procedur ewakuacyjnych.

Zakończenie

305. grupa bombowa Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych miała cztery eskadry latających fortec Boeing B-17, uważanych za pionierskie w ówczesnych procedurach bombardowania. Mogłoby się zdawać, że przez takie wypadki, jak ten z 24 marca 1944 r., w którym ucierpiała lokalna infrastruktura, a także własna ludność cywilna (oraz kościół, również własny), 305. grupa bombowa o przydomku „can do”, czyli „da się zrobić”, zadała kłam nadanemu jej mianu. A jednak w przypadku wszelkiego rodzaju sytuacji kryzysowych, od epidemie aż po wojny, kategorie przedsięwzięć udanych i nieudanych zmieniają nieco swoją skalę. Na lotnisku w Chelveston przebywało więc regularnie prawie 2000 personelu, odpowiedzialnego za aż 337 misji między listopadem 1942 r. a kwietniem 1945 r. Podczas tych misji zrzucono 22 362 t bomb na cele wroga  (łącznie bombowce B-17 zrzuciły na cele w Europie ponad 640 tys. t bomb) i zestrzelono 332 samoloty. Dało się zrobić? Dało się. Kosztem 154 samolotów alianckich i 810 ludzi co prawda, ale cóż - wojna zna gorsze przypadki.

Chociaż B17 okazał się bardziej zwrotny i wytrzymały w porównaniu ze służącym równolegle bombowcem B-24 Liberator, ze względu na zbyt słabe uzbrojenie obronne i zabezpieczenie instalacji paliwowej uważany jest za jeden z samolotów ponoszących najwyższe straty w czasie II wojny światowej.

Dziś, samolotów Flying Fortress okazjonalnie używa się w czysto rekreacyjnych lotach o charakterze rekonstrukcji historycznej. 2 października 2019 r. latająca forteca Boeing B-17, należąca do Collings Foundation, rozbiła się na międzynarodowym lotnisku Bradley, Windsor Locks, Connecticut w Stanach Zjednoczonych. Powodem był niedziałający magnes silnika nr 4, nieprawidłowo założone bezpieczniki oraz najprawdopodobniej spalanie stukowe. W wypadku 74-letniego Boeinga, którego lot miał „ożywić historię”, zginęło siedem osób. Pozostałe sześć osób zostało uratowanych przez pracownika lotniska oraz pracownika budowlanego (byłego strażaka), którzy zdołali wyciągnąć ich z płonącego wraku.

Aleksandra Radlak jest tłumaczką z angielskiego i rosyjskiego, autorką różnego rodzaju publikacji, w tym powieści, opowiadań i felietonów
fot. Wikipedia
Literatura dostępna u autorki

kwiecień 2020