§ 1. Катастрофа на Чернобыльской АЭС

Наиболее известной из техногенных (т. е. «порожденных техникой») аварий и катастроф является произошедшая в 1986 году знаменитая катастрофа на Чернобыльской атомной электростанции, расположенной недалеко от Киева. В результате целой серии ошибок персонала, эксплуатировавшего станцию, взорвался один из ее реакторов мощностью в миллион киловатт.

В результате взрыва и пожара в воздух было выброшено несколько десятков тонн высокорадиоактивных материалов, которые образовались в реакторе за время его работы. Часть этих материалов упала вблизи электростанции и сильно заразила и ее, и ее окрестности, а часть выброшенного материала распылилась в мельчайшую пыль и разнеслась ветрами на огромные расстояния. Уже через несколько дней радиация была обнаружена в Швеции и Норвегии, потом она вместе с атмосферными потоками пересекла Атлантический океан, достигла Гренландии, Канады и США. Затем радиоактивная пыль стала «вымываться» из атмосферы дождями и оседать на землю — оседать очень неравномерно. Образовались опасные «радиоактивные пятна» во многих областях Украины, Белоруссии и юга России. Население, проживавшее в этих «радиоактивных пятнах», стали переселять в более безопасные места. Огромный труд был затрачен на уменьшение уровня радиации вокруг атомной электростанции. Над разрушенным взрывом реактором был создан непроницаемый бетонный «саркофаг», зараженная радиацией земля вокруг атомной станции была снята и отвезена в отдаленные хранилища.

Всего над ликвидацией последствий Чернобыльской катастрофы работало 400 тысяч человек «ликвидаторов» — солдат и гражданских специалистов, призванных из запаса. Многие из них в ходе работы получили опасные дозы радиации и стали инвалидами, многие умерли. Точных и бесспорных цифр пострадавших и погибших нет до сих пор. Разные лица и организации называют разные цифры. И это не случайно.

Действительно, наиболее характерной чертой Чернобыльской катастрофы — как, впрочем, и всех других аварий и катастроф, происходивших в СССР, примерно до 1990 года была необычайная секретность. По законам СССР все сведения об авариях — и катастрофах являлись государственной тайной, и за разглашение ее можно было поплатиться многими годами тюрьмы.

Высшее руководство СССР вообще собиралось скрыть Чернобыльскую катастрофу и ничего о ней не говорить. И только необычайный масштаб катастрофы, а главное — перелетевшие границы СССР облака радиоактивной пыли, замеренные приборами чужих государств, заставили частично приоткрыть завесу секретности. Но полного, гласного, откровенного обсуждения не произошло. Часть важных сведений скрывалась, часть — преувеличивалась средствами массовой информации и порождала у населения страх, стресс и паническую боязнь радиации. Как потом было подсчитано, от стрессов и порожденных стрессами болезней умерло больше людей, чем непосредственно от радиации.

Подводя итог, можно сказать, что главной опасностью для граждан Советского Союза была не радиация, а секретность. Последствия всеобщей, всеобъемлющей секретности, процветавшей в СССР, преодолеваются медленно. Только в 2005 году вышла, например, книга Владислава Ларина «Русские атомные акулы», издательство «КМК». На 380 страницах большого формата В. Ларин рассказывает о десятках аварий, происходивших в 1955—1990 годах с атомными силовыми установками подводных лодок Советского Союза. Поскольку в те годы было построено более 250 атомных подводных лодок, а большинство лодок имело по два реактора, то реакторов было много, очень много было и аварий. Одна из аварий была очень похожа на Чернобыльскую — сначала потеря управления реактором, затем — его взрыв с большим выбросом радиации. Но, поскольку реактор подводной лодки примерно в 20 раз меньше Чернобыльского реактора, то радиоактивная пыль не разлетелась так далеко, и аварию — несмотря на большое число жертв — удалось скрыть и на много лет засекретить. А если вместо засекречивания ее бы подробно проанализировали, то и Чернобыльской катастрофы — очень похожей — могло бы не быть.

Иногда говорят — а так ли уж опасна секретность? Ведь лица, стоящие у власти, доступ к секретным документам имеют, а простым людям надо ли знать? Спокойнее спать будут.

Но вот эпизод из грозного 1941 года. Идет месяц октябрь, немецкая армия прорвала наш фронт и быстро двигается на Москву. Срочно нужны резервы. В Генеральный штаб прибывает представить от Карелии. «Да, мы можем выделить для обороны Москвы хорошую боевую дивизию. Без нее мы справимся, берите!» Начальник Генерального штаба маршал Шапошников устало вздыхает: «Единственная железная дорога в Карелию недавно перерезана финской армией, а походным порядком дивизию передвигать бесполезно — она безнадежно опоздает». Представитель Карелии удивленно отвечает: «Еще два года назад мы построили железную дорогу Сорока — Обозерская. По ней можно в кратчайший срок перебросить нашу дивизию под Москву. Да, дорога секретная, но в Генеральный штаб мы еще два года назад все доложили». Этот эпизод не случаен. Надо помнить, что секретные сведения всегда менее легко доступны, чем открытые, и в результате — как показывает рассказанный эпизод — даже начальник Генерального штаба может не знать о них или забыть. Немцы, кстати, об этой дороге знали, да и невозможно скрыть железную дорогу длиной более 200 километров. Так что излишняя секретность вредила прежде всего нам, а не врагу.

После 1990 года всесилие секретности уменьшилось, но остались другие причины, затрудняющие беспристрастное расследование аварий и катастроф. Почти при любом расследовании те, кто проектировал потерпевший аварию объект, стараются переложить вину на тех, кто его эксплуатировал, эксплуатировавшие — на проектировщиков, а все вместе очень любят объявить причиной «человеческий фактор». Особенно часто это происходит в авиации и на флоте, и особенно — когда пилот или капитан гибнут. Тогда их с особенным удовольствием объявляют виновниками аварии. Все эти причины затрудняют расследование, а пока остается не выясненной причина аварии, она легко может повториться вновь и вновь.

В следующем разделе будет рассказано о катастрофе, которая по ряду причин расследовалась долго и относительно тщательно.

 

§ 2. Катастрофа аквапарка «Трансвааль»

14 февраля 2004 года Москва была потрясена ужасной катастрофой: обрушилась крыша аквапарка (водного парка) «Трансвааль». Погибло 27 человек, в том числе дети, 113 человек получили различные травмы.

Аквапарк «Трансвааль», расположенный на окраине Москвы, был одним из любимейших мест отдыха москвичей. Плавательные бассейны, различные аттракционы — водные горки, бассейны с искусственно созданными морскими волнами и т. п. — все располагало к здоровому и беззаботному отдыху. Само здание аквапарка было очень красиво. Крыша бассейна опиралась на целый ряд расположенных полукругом колонн, между которыми оставалось место для больших окон.

Поэтому даже в хмурую зимнюю пору в день 14 февраля 2004 года аквапарк был полон беззаботно веселящимися в воде взрослыми и детьми. И вдруг одна из колонн, на которые опиралась крыша большого бассейна, внезапно сломалась под ее тяжестью, а вслед за ней стали ломаться и другие колонны. Потерявшая опоры крыша рухнула прямо на головы беззаботно плавающих людей. Раздались ужасные крики раздавленных, погас свет, в кромешной тьме те, кто уцелел, пытались выбраться из-под рухнувших на них обломков. Затем прибыли спасатели, несколько часов разбирали завалы, спасали тех, кого еще было можно спасти. Потом наступило время окончательного горького подсчета. Вот этот подсчет: 27 погибших, 113 раненых. Среди погибших и раненых — дети.

Конечно, катастрофа такого масштаба не могла остаться без тщательного расследования, главная задача которого заключалась, разумеется, в том, чтобы предотвратить возможность повторения подобных трагедий — и в Москве, и в других местах. Ведь аквапарков много, строиться будет еще больше, а предотвратить возможные катастрофы можно лишь в том случае, если будет выяснена истинная причина того, что произошло 14 февраля 2004 года в аквапарке «Трансвааль». Если причина не будет выяснена, или — что еще хуже — будет названа фальшивая, не истинная причина, то останется возможность повторения аварий в аквапарках и в других новых зданиях и сооружениях, и ни один гражданин, входя в новое, недавно построенное и не типовое здание, не может быть уверен в том, что выйдет живым, не может быть уверен в безопасности своей жизни. Поэтому не удивительно, что органы юстиции, следователи («детективы») и прокуроры тщательно исследовали возможные причины катастрофы. Свой вклад внесла и наука. Далее мы подробно расскажем о ходе этого детективного исследования, расскажем и о юстиции, и о науке.

 

§ 3. Расследование, проведенное органами юстиции

Первым подозрением, возникшем у следователей и прокуроров, расследовавших катастрофу аквапарка «Трансвааль», было подозрение о террористическом акте, подозрение о том, что террористы заложили взрывчатку в злополучную колонну, одну из тех, на которых держалась крыша, и подорвали ее. Были проведены тщательные экспертизы, которые подозрений в терроризме не подтвердили.

Дело в том, что на месте взрыва всегда остаются следы частиц взрывчатки. Огромным давлением взрыва они накрепко «впечатываются» в мельчайшие поры бетона и их легко найти методами современного точного химического анализа. Точнейшие анализы подтвердили: никаких следов взрывчатки нет.

Несколько позже высказывалось другое подозрение: поскольку аквапарк «Трансвааль» находится на окраине Москвы и сразу за ним начинается лесопарк, то высказывалось подозрение: террористы из леса выстрелили по аквапарку, попали в колонну, поддерживавшую крышу, колонна сломалась и стала причиной аварии. Но сразу возникает вопрос — а чем стреляли террористы? Если разрывным снарядом (например гранатой из подствольного гранатомета), то обязательно на месте разрыва гранаты должны были остаться следы взрывчатки, а ни малейших следов взрывчатки, как уже говорилось, самые тщательные анализы не обнаружили. Если же террористы стреляли не разрывным снарядом («болванкой»), то болванка была бы обнаружена при разборе завала, а этого не было. Кроме того, для того, чтобы сломалась колонна, болванка должна быть выстрелена из довольно приличной пушки. Ну а предположить, что в московский лесопарк можно незаметно доставить пушку (и так же незаметно убрать) — это уж чересчур!

Вот поэтому все подозрения о террористическом акте были после тщательной проверки полностью отвергнуты.

Затем стали проверять качество строительства — не применялись ли некачественные или суррогатные строительные материалы, соответствовало ли реальное строительство проектным требованиям и т. п. Проверка показала, что нарушений не было.

После всех этих исследований и экспертиз специалисты пришли к выводу, что были допущены ошибки при проектировании и расчете конструкции аквапарка. Еще 22 мая 2004 года в газете «Известия» и заместитель мэра Москвы Владимир Ресин и глава Федерального агентства по строительству и ЖКХ Владимир Аверченко официально подтвердили, что единственной причиной катастрофы они считают ошибки проектирования.

Заметим, что проектирование таких сооружений, как аквапарки — дело сложное. Колонны, несущие тяжесть крыши, работают на сжатие и хорошо известно, что сжатая колонна теряет устойчивость и ломается, если нагрузка на нее превышает критическую. Рассчитать эту критическую нагрузку не просто даже для единичной колонны, поскольку она зависит и от материала колонны, и от ее формы, и — что особенно важно — от неизбежных малых погрешностей при изготовлении и монтаже. Только в результате богатого (и часто горького!) опыта были выработаны формулы и правила, позволяющие безошибочно рассчитывать критические нагрузки и устойчивость единичных колонн. Но в аквапарке крышу поддерживает не одна, а целый ряд колонн. При малых деформациях нагрузка может переходить с одной колонны на другую, и это нужно учитывать при проектирование и расчете. Подобный расчет требует исследования собственных значений достаточно сложной системы дифференциальных уравнений. Заметим, что проектировщики давно умеют все это делать, а аквапарк «Трансвааль» проектировало известное и опытное архитектурное бюро ЗАО «К», возглавляемое авторитетным конструктором Нодаром Вахтанговичем Канчели, руководившим до этого проектированием многих уникальных зданий Москвы, которые прочно стоят до сих пор.

И все же 1 апреля 2005 года, более чем через год после катастрофы, Н. В. Канчели было предъявлено обвинение сразу по двум грозным статьям уголовного кодекса РФ: статья 109, часть 3 («Причинение смерти по неосторожности двум или более лицам») и статья 118, часть 2 («Причинение тяжкого вреда здоровью вследствие ненадлежащего исполнения профессиональных обязанностей»). Московской прокуратурой было возбуждено уголовное дело против Н. В. Канчели.

Но в уголовном деле необходимо привести конкретные доказательства — какие именно ошибки были допущены при проектировании. Взят не тот коэффициент, который требуется по существующим строительным правилам? Использовалась не та формула, которая требовалась? Все это надо доказать, но с доказательствами явно было не все в порядке.

И вот 28 июня 2005 года в прокурорском детективе происходит неожиданный поворот: Московская прокуратура предъявила новое обвинение — теперь уже руководителю Московской государственной экспертизы Анатолию Воронину (газета «Известия», 29.06.05). Его обвинили в том, что он в 2001 году дал разрешение на замену первоначально намечавшейся алюминиевой крыши аквапарка на ребристую железобетонную и эта замена стала (по мнению следствия) причиной аварии. Снова возникают вопросы: авария могла произойти, если проектный вес нового варианта крыши был больше, чем в старом варианте, нагрузка на колонны превысила критическую и устойчивость нарушилась. Но проектный вес обеих крыш известен. Не верится, что опытнейший глава Московской государственной экспертизы А. Воронин допустил элементарную арифметическую ошибку.

Далее в детективном деле, которое ведет Московская городская прокуратура, наступил совсем неожиданный поворот: пострадавшие в катастрофе (родственники погибших и оставшиеся инвалидами после травм) через своего адвоката обратились в прокуратуру с просьбой ознакомиться с результатами экспертизы по проектированию и строительству аквапарка «Трансвааль». Прокуратура отказала. Тогда пострадавшие обратились в суд. В мае 2005 года Замоскворецкий суд Москвы решил, что такое право пострадавшим должно быть предоставлено — тем более, что обвиняемые уже познакомились с экспертизой, а пострадавшие (по уголовному делу они проходят как «потерпевшие») имеют вполне определенные права на знакомство с материалами дела. Тем не менее Мосгорпрокуратура не согласилась с решением суда, подала на кассацию и через Московский городской суд добилась отказа потерпевшим на знакомство с результатами экспертиз (газета «Известия», 28.07.05). Добилась отказа — вот это и есть самое непонятное. Ведь потерпевшие заинтересованы в истине не меньше, а больше прокуратуры. А среди многочисленных потерпевших есть люди знающие, опытные, которые могли бы помочь в установлении истины. Прокуратура — против их знакомства с экспертизой. Почему против? Ясности пока нет. Никакой ясности нет.

Вот одна из последних новостей: 05 августа 2006 года было объявлено, что Н. В. Канчели амнистирован — в связи с амнистией, объявленной Государственной Думой.

Н. В. Канчели подпал под амнистию как гражданин, достигший пенсионного возраста. Но амнистия — это не реабилитация, и поэтому в расследовании катастрофы аквапарка «Трансвааль» окончательная и бесспорная точка еще не проставлена.

Возможно, поможет прояснить причины странностей исторический пример, который мы сейчас расскажем. Со дня описанных в нем событий прошло много лет, прежде чем его участники осмелились рассказать всю правду. Зато теперь мы правду знаем. Ну, а о сегодняшних делах и событиях мы, возможно, узнаем правду много позже. Пока можно судить только по аналогии.

 

§ 4. Исторический пример

Рассказ об одном из научных расследований известен мне в двойном пересказе. Поэтому некоторые мелкие детали могли ускользнуть из моей памяти, неточности возможны, но суть событий достаточно ясна.

Шел 1943 год. Заводы СССР выпускали уже много танков, когда вдруг, совершенно неожиданно, в решающие моменты боев, при резких маневрах, стали ломаться шестерни танковых коробок скоростей. Поломка шестерен сразу лишала танк движения, и он становился неподвижной мишенью для вражеской артиллерии.

Дело было очень опасным и очень важным для фронта. Поэтому на завод, изготавливающий шестерни, была направлена проверочная комиссия с большими полномочиями. Председателем комиссии был один из самых видных партийных деятелей того времени, член Политбюро ЦК ВКП(б), а одним из членов комиссии был рассказчик, тогда еще сравнительно молодой, но уже опытный инженер. Он начал внимательно изучать производство шестерен на заводе и особенно — организацию контроля за их качеством. Интуитивно он чувствовал, что причина поломок коробок скоростей есть, но найти ее сразу не удавалось. Но уже на четвертый день его вызвал к себе председатель комиссии и спросил: сколько вредителей Вы разоблачили, арестовали и отдали под суд? Далее произошел примерно следующий диалог.

Инженер: я пока не арестовал ни одного. По моему, дело не во вредителях. Ведь на заводе, и в отделе технического контроля работают те же люди, что и раньше. Новых не пришло, я проверял. Так что же — в тяжелейшие 1941 и 1942 годы они работали честно, а в 1943 стали вредителями? Не верится. Надо искать технические причины.

Партийный деятель: ищите скорей. Времени мало. Если не найдете причину — арестовывайте людей. Я уже арестовал и отдал под суд трех человек. Если мы вернемся в Москву не найдя причин поломок и не арестовав вредителей, то даже мне — члену Политбюро — будет не сладко, а вас — инженера — вообще могут арестовать и расстрелять за мягкотелость.

Инженер: но если арестованные нами не виноваты в поломках шестерен, то ведь поломки и после нашего отъезда с завода будут продолжаться?

Партийный деятель: если поломки будут продолжаться, то пришлют еще одну комиссию и взыскивать будут с нее, а не с нас. А мы «выйдем из-под удара».

Инженер: я все же поищу техническую причину.

После напряженных поисков, работая как настоящий детектив (а точнее — как научный детектив), причину он все же нашел: до 1943 года завод изготавливал шестерни коробок скоростей как для танков, так и для других транспортных средств, где шестерни испытывали меньшие нагрузки. Для танковых шестерен использовалась легированная сталь, с добавками никеля и хрома, для шестерен, идущих не на танки, использовалась простая углеродистая сталь. По внешнему виду шестерни из разных сортов стали не отличались, а при многочисленных операциях закалки и отпуска разные партии шестерен можно было перепутать. Поэтому на выходе с завода их проверяли в отделе технического контроля простым поднесением к точильному кругу: танковая шестерня давала сноп искр одного цвета, обычная, не танковая шестерня, давала сноп искр другого цвета. Ошибок не происходило.

А в 1943 году металлурги освоили производство особой износоустойчивой стали, отличавшейся не прочностью, а долговечностью. Для танков она не годилась, но на точильном круге она давала искры того же самого цвета, что и танковая сталь. А поскольку в СССР тогда все было секретным, то работники завода, изготовлявшего шестерни, не знали о новом сорте стали, проверяли шестерни по старому и поэтому не могли отличить один сорт стали от другого. Отсюда и поломки в танковых коробках скоростей, приводящие к остановке танков на поле боя.

Как только научное расследование было завершено, все дальнейшее было уже просто: вместо проверки на точильном круге стали использовать другие, более сложные методы контроля. Контролеры немного покряхтели из-за необходимости новой, дополнительной работы, были этим, конечно, недовольны, но (помня, что время военное) смирились и дополнительный контроль ввели. Зато поломки шестерен сразу прекратились, претензии танкистов исчезли. Отданных под суд работников завода (тех, кого не успели расстрелять) освободили.

Хотя всякие аналогии с событиями более чем шестидесятилетней давности, разумеется, условны, все же не мешает обратить внимание на разность подхода к исследованию причин аварий и катастроф у лиц, имеющих «гуманитарное» образование (а следователи прокуратуры имеют именно такое образование), и у лиц, имеющих знания в области точных наук. «Гуманитарии» ищут вину людей, ищут, кто виноват, и часто готовы отдать под суд, а то и посадить надолго в следственный изолятор еще до того, как найдены истинные причины катастрофы, а представители точных наук, прежде всего, ищут причины — ищут их методами науки. Перечитайте еще раз рассказы о Шерлоке Холмсе. Вы убедитесь, что превосходство Шерлока Холмса над полицейскими детективами заключается, прежде всего, в том, что он использует научные методы.

Я не подвергаю сомнению компетентность и добросовестность следователей прокуратуры. Но вопросы остаются. Н. Канчели — опытный работник, много лет работал над постройкой уникальных зданий. Трудно поверить в то, что он допустил грубую, ведущую к катастрофе, ошибку, а опытнейший начальник Московской государственной вневедомственной экспертизы А. Воронин его ошибки просмотрел.

Поэтому послушаем — а что говорит наука по поводу катастрофы аквапарка «Трансвааль» и по поводу других порожденных техникой («техногенных») катастроф — тех, что уже произошли и унесли жизни людей, и тех, что еще могут произойти и могут унести Вашу жизнь, уважаемый читатель. Нас окружает много различной опасной техники и причины возможных аварий надо знать.

Перед тем как перейти к изложению современных научных методов расследования, напомним еще один интересный исторический пример — научное расследование, которое в 1935 году произвел известный американский ученый-физик Роберт Вуд (1868—1955), почетный член Академии наук СССР с 1930 года. Началось это расследование с таинственного и трагичного несчастного случая, а следствия проведенного Вудом научного расследования оказались очень велики.

Зимой 1935 года в Балтиморе (город в США) молодая девушка Эмилия Бриско подошла к топящейся печке и открыла ее дверцу, чтобы посмотреть, хорошо ли горит. Затем вся семья услышала звук, похожий на слабый выстрел и мисс Бриско воскликнула: «Меня что-то укололо!» Когда к ней подбежали, она стояла перед открытой дверцей печки и в ужасе повторяла: «Это было вроде сильного укуса. Что-то ударило меня вот здесь!» На теле было видно лишь маленькое красное пятнышко. Все удивились, собирались помазать его йодом и вызвать врача. Но к общему ужасу девушка упала и через три минуты умерла.

Вскрытие показало, что внутренние ткани груди были сильно разорваны, оказалась перерезанной большая артерия — и все это сделал вонзившийся в грудь совсем маленький кусочек меди — размером не больше виноградного зернышка. Но для того, чтобы столь мизерный кусочек металла мог пробить кожу, мышцы и артерию, он должен был обладать огромной скоростью — не меньше 1800 метров в секунду. Какая же сила разогнала его до такой скорости, если даже лучший порох в сильной винтовке с длинным стволом не разгоняет пулю до скорости больше 800 метров в секунду? Все это долгое время было загадкой, и Р. Вуд разгадал ее не сразу. Он обратил внимание на то, что практики-взрывники стали делать на медном торце детонатора, подрывающего динамитный патрон, небольшое углубление в виде маленькой полусферы, которое сразу усиливало резкость взрыва динамита. Причин такого эффекта практики-взрывники не понимали, но эффект был полезен, и им пользовались.

За расследование причины эффекта взялся Р. Вуд. Он обнаружил, что при подрыве взрывчатого вещества детонатора оно сжимает медную оболочку к центру полусферы и металл, оказавшийся в центре углубления, вылетает наружу в виде очень тонкой струи с огромной скоростью. Эта струя пронизывает динамитный патрон на всю его длину, вызывая резкий и эффективный взрыв. Эта же струя погубила мисс Бриско, а потом застыла в ее груди в виде маленького медного зернышка. А роковой детонатор в печку попал случайно, вместе с засыпанным в нее углем.

Когда стали исследовать подробнее, то оказалось, что в те годы в США за год происходило от трехсот до четырехсот несчастных случаев с детонаторами, из которых многие — со смертельным исходом. После исследований и предостережений Р. Вуда причину несчастных случаев поняли, приняли меры, число пострадавших сильно сократилось. Сотни человеческих жизней были спасены. Следует ли упоминать, что предостережения ученого были выслушаны внимательно и меры были приняты незамедлительно? Для культурной страны иначе и быть не может. В России, к сожалению, пока еще все совсем не так. Предостережений ученых не слушают.

Но этим дело не ограничилось. После расследования Р. Вуда явление выброса при взрыве летящей с огромной скоростью струи получило название «кумулятивного эффекта», стало интенсивно исследоваться и получать практическое применение. После начала в 1939 году Второй мировой войны «кумулятивный эффект» получил военное применение и послужил основой для самого эффективного противотанкового оружия пехоты американской армии — знаменитой «базуки». По сути дела «базука» — это просто небольшой реактивный гранатомет, выстреливающий на дальность до 450 метров четырехкилограммовую гранату с зарядом особой формы, создающей кумулятивный эффект. Благодаря ему граната легко прожигала танковую броню, и когда в марте 1943 года высадившаяся в Северной Африке американская армия встретилась с немецкими танками, успех был на ее стороне.

Если бы исследования «кумулятивного эффекта» были бы развернуты в СССР, то в 1941 году немецкие танки были встречены не бутылками с бензином, а эффективным оружием, и начало Великой Отечественной войны было бы совсем иным.

Все рассмотренные примеры показывают, что для расследования и предотвращения техногенных несчастных случаев, а особенно — аварий и катастроф — плодотворны прежде всего научные методы.

К научному расследованию причин недавних техногенных аварий и катастроф мы перейдем в следующем разделе.

 

§ 5. Научное расследование причин катастроф. Открытие «особых» объектов и систем

Научным открытием, позволившим найти причины многих техногенных катастроф (в том числе, возможно, и катастрофы аквапарка «Трансвааль»), стало открытие «особых» объектов и «особых» математических моделей, которые эти объекты описывают. «Особые» объекты — это те, для которых обычные и, вроде бы, многократно проверенные методы проектирования и расчета не дают правильного результата. «Особые» объекты ведут себя совсем не так, как предусмотрено самым добросовестным проектом и расчетом и могут, например, неожиданно обрушиться на головы беззаботных посетителей.

Именно «особым» объектом оказался аквапарк «Трансвааль» (точнее — здание аквапарка). Именно встреча с «особым» техническим объектом стала, возможно, несчастьем для жертв аварии. Она же стала бедой для Н. Канчели и А. Воронина.

«Особые» объекты и «особые» математические модели были открыты и исследованы в Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ) в 1987—2000 годах. Там же (и в те же годы) были открыты неожиданные свойства эквивалентных преобразований. Эти открытия (и их следствия) один из исследователей назвал «одним из важнейших открытий конца двадцатого века, возможно, даже самым важным»!

Важность открытий, сделанных в СПбГУ, заключается в том, что эквивалентные преобразования (их называют еще равносильными преобразованиями) применяются практически во всех инженерных и экономических расчетах, изучаются в средней школе.

Даже сегодняшние «гуманитарии», наверное, помнят, как в средней школе им рассказывали о простейших эквивалентных (равносильных) преобразованиях:

1. Перенос членов из левой части в правую и наоборот с изменением знака;

2. Умножение всех членов на число, не равное нулю;

3. Подстановка — т. е. замена любого члена на член, равный ему.

Основное свойство эквивалентных преобразований — они не изменяют решений уравнений. Но при этом очень долгое время (вплоть до 1987 года) никто не замечал, что эквивалентные преобразования могут изменять некоторые важные свойства решений. Одно из важнейших свойств — при малых изменениях исходных данных решение должно изменяться мало. Такое свойство решений называют иногда — корректностью, иногда — параметрической устойчивостью. Это свойство важно потому, что на практике все исходные данные проектирования и расчета известны всегда с ограниченной, конечной точностью, да еще к тому же часто немного изменяются с течением времени.

Если при изменении исходных данных расчета (например — диаметра круглой колонны) на 1% результат расчета (например — критическая нагрузка колонны) изменится в два раза, то такой расчет, разумеется, никакого практического смысла не имеет. Здание, построенное по такому нелепому расчету, разумеется, обязательно рухнет. Корректность решений для практики важна, очень важна. Поэтому корректность всегда тщательно проверяют. Но в 1987 году в СПбГУ было открыто, что существуют особые объекты, в математических моделях которых корректность изменяется при эквивалентных преобразованиях. Для таких особых объектов традиционные методы проверки корректности не достоверны, и поэтому каждая встреча с особым объектом может обернуться аварией и даже катастрофой. Особые объекты были открыты так поздно потому, что они встречаются редко, но несмотря на свою редкость они очень опасны. Мы знаем, что и катастрофы происходят редко, не каждый день, но попасть в катастрофу никому не хочется.

Для того чтобы катастроф было меньше и наша жизнь стала безопаснее, надо уметь еще на стадии расчета и проектирования найти и выделить «особые» объекты. Об интереснейшей истории открытия особых объектов и разработки методов их распознавания и выделения мы далее расскажем, а пока приведем совсем простой числовой пример, который сразу прояснит суть дела. Никаких знаний, кроме школьной алгебры, для понимания примера не нужно.

Рассмотрим систему двух алгебраических уравнений:

(2λ2 + 2)х = 2у                                                         (1)

(λ2+λ)χ = y                                                              (2)

с двумя переменными х и у и параметром λ.

Поскольку уравнения (1) и (2) однородны, то они, разумеется, имеют нулевое решение х = у = 0. Однако при некоторых значениях параметра λ система, состоящая из уравнений (1) и (2), имеет не нулевые решения. Значения параметра, при которых система однородных уравнений имеет не нулевые решения, называют собственными значениями (или собственными числами). Для системы (1) и (2) единственным собственным значением является λ = 1. Действительно, при подстановке в (1) и (2) значения λ = 1, система (1)-(2) переходит в систему:

4x = 2y                                                                      (3)

2x = у                                                                        (4)

и имеет, например, решения: х = 1; у = 2 или х = 2; у = 4 и многие другие. А вот при λ = 1 система (1)-(2) не нулевых решений не имеет. Это можно установить кропотливой проверкой, проверив все возможные значения параметра λ .

Заметим сразу, что задача вычисления собственных значений (разумеется, для систем гораздо более сложных, чем простейшая система (1) и (2)) имеет очень важное значение в технике. От величин собственных значений зависит устойчивость того или иного технического объекта, здания, сооружения, зависят частоты его колебаний и т. п.

Поэтому задаче вычисления собственных значений, различным методам их расчета, посвящены целые книги (например книга: Х. Д. Икрамов. Несимметричная проблема собственных значений, издательство «Наука», 1991 г., 240 страниц или: Уилкинсон Д. Х. Алгебраическая проблема собственных значений, издательство «Наука», 1970 г., 564 страницы и многие другие). И все методы используют эквивалентные преобразования. А то, что может произойти при эквивалентных преобразованиях, мы покажем на простейшем примере системы (1)-(2).

Вместо громоздкого перебора всех возможных значений λ , собственное значение легко найти эквивалентным преобразованием — подстановкой. Подставив значение переменной у из уравнений (2) в уравнение (1), мы получим:

(2λ2 + 2)х = 2(λ2 + λ)χ,                                                    (5)

Приведя подобные члены, получим:

(2λ - 2)χ = 0.                                                                   (6)

Из уравнения (6) сразу следует, что не нулевые решения для х возможны лишь, если λ = 1.

Таким образом, эквивалентные преобразования позволили легко и просто найти (как и следовало ожидать) правильную величину собственных значений. Здесь все верно.

А теперь посмотрим, что получается при проверке корректности, при проверке зависимости собственных значений от малых изменений коэффициентов. После эквивалентных преобразований мы имеем дело с уравнением (6). В него входят два одинаковых коэффициента: двойка при λ и двойка как свободный член. Пусть свободный член изменился на 1% и стал равен 1,98. Тогда и собственное значение изменится на 1% и станет равным 1,01. То же самое произойдет, если на 1% изменится коэффициент при λ . Общий вывод: малым изменениям коэффициентов соответствуют малые изменения решения. Решение корректно.

А теперь (внимание!) исследуем корректность решения той же задачи до эквивалентных преобразований. Обратимся к исходным уравнениям (1) и (2) и посмотрим, что будет, если, например, коэффициент при λ2 в уравнении (1) изменится на 1% и станет равным 1,98, а система (1)-(2) перейдет в систему:

(1,98λ2 + 2)х = 2у                                                               (7)

(λ 2 +λ) = γ                                                                          (8)

Отыскивая собственные значения для системы (7)-(8), мы убедимся, что их два: λ1 = 0,99019; λ2 =-100,99019 (с точностью до пятого знака после запятой). Можно проверить, что у системы (7)-(8) и при λ1 =0,99019, и при λ2 =—100,99019 действительно будут не нулевые решения х и у. Таким образом, для системы (1)-(2) решение задачи отыскания собственных значений — не корректно: уже при изменении одного из коэффициентов на 1% решение меняется коренным образом — вместо одного собственного значения появляется два, причем второе собственное значение резко отличается от первого (и даже имеет другой знак). Можно проверить, что если в системе (1)-(2) коэффициент при λ в уравнении (1) изменить не на 1%, а на 0,1% или даже на 0,01%, то все равно вместо одного собственного значения появятся два. Для системы (1)-(2) решение задачи о собственных значениях на самом деле не корректно — но мы не увидим этого, если будем исследовать корректность решения после эквивалентных преобразований системы, как это рекомендуют традиционные методы. Система (1)-(2) является особой системой — системой, у которой корректность решения изменяется после эквивалентных преобразований.

Для простой системы (1)-(2) все ясно и понятно: в уравнениях (1) и (2) коэффициенты при λ2 после эквивалентного преобразования взаимно сокращаются и исчезают, хотя именно их малые изменения в исходной системе приводят к большим изменениям собственных значений. В более сложных системах все сложнее, распутать причины и следствия очень не просто, но главное заключается в другом: даже на примере очень простой системы (1)-(2) мы показали, что эквивалентные преобразования могут изменять многие важные свойства математических моделей. Могут изменять корректность решения, могут изменять запасы устойчивости и т. д. Впервые все это было опубликовано в 1987 году, в книге [1] (номер в квадратных скобках соответствует номеру в списке литературы в конце брошюры), а более подробно — в книгах [2], [3].

 

§ 6. Следствия. Методы предотвращения катастроф

Теперь рассмотрим — какие следствия вытекают из открытий, сделанных с СПбГУ. Прежде всего — сразу получаем простое и логичное объяснение тайны катастрофы аквапарка «Трансвааль». Вполне возможно, что купол аквапарка оказался особым объектом, математическая модель которого изменяет корректность решений при эквивалентных преобразованиях — подобно математической модели в виде системы (1)-(2), которую мы рассмотрели в предыдущем разделе. Купол аквапарка проектировал Н. Канчели примерно в 2000 году. Он проводил расчет критических нагрузок по преобразованной модели, поскольку в 2000 году все методики строительных расчетов рекомендовали поступать именно так. В 2000 году никто из строителей еще не подозревал о существовании особых объектов, не понимал истинных свойств эквивалентных преобразований. Поэтому Н. Канчели с чистой совестью правильно и добросовестно применял общепринятые тогда методы расчета, а руководитель Мосгосэкспертизы А. Воронин, проверяя его расчеты, подтвердил, что они сделаны правильно и в полном соответствии с общепринятыми нормами и правилами, существующими в 2000 году. А то, что для особых объектов эти общепринятые нормы и правила неизбежно ведут к катастрофам и гибели людей — об этом в 2000 году никто из архитекторов и строителей еще не знал. Поэтому предъявление уголовных обвинений Н. Канчели и А. Воронину не поможет делу.

Ну хорошо, посадят их в тюрьму, и что — наша жизнь станет безопаснее? Нет, не станет. Если не уточнить методы и правила расчетов, то у другого архитектора, который на свою беду встретится с «особым» объектом, неизбежно все обрушится, и люди снова погибнут.

Для того чтобы избежать катастроф, нужно в правила расчетов внести дополнения — дополнения, вытекающие из открытий, сделанных в СПбГУ. Тогда аварий и катастроф — по крайней мере, тех, которые возникают из-за неполноты привычных методов расчета — больше не будет. Усовершенствованные методы расчета, позволяющие избежать аварий и катастроф, известны. Они опубликованы в книгах [1], [2], [3] (применительно к задачам строительной механики — в статье [12]). Да, эти методы немного сложнее привычных, поскольку требуют небольшой дополнительной проверки — не изменилась ли корректность решения при использованных эквивалентных преобразованиях. Необходимость дополнительных проверок, небольшой дополнительной работы расчетчика привела к тому, что усовершенствованные методы расчета до сих пор применяются мало. Дополнительную работу обычно делать не хочется, а «особые» объекты встречаются редко, что и позволяет легкомысленно надеяться на то, что все пронесет.

Надо еще отметить, что на рубеже 2000 года, когда проектировался аквапарк «Трансвааль», усовершенствованные методы расчета в области строительства еще не были разработаны — разработка их началась с систем автоматики. Поэтому упреков в том, что усовершенствованные методы не использовали

H. Канчели и А. Воронин, предъявить нельзя. К 2004 — 2005 годам архитекторы, строители и те, кто производит строительные расчеты, уже могли бы пользоваться методами, изложенными в книгах [1], [2], [3] и страхующими от аварий, но они совсем не спешат этого делать.

Не спешат они и проверить еще раз расчеты уже возведенных зданий и сооружений. Между тем — пользуясь методикой, изложенной в уже упомянутых книгах — можно было проверить — нет ли среди возведенных зданий «особых» объектов, для которых расчеты запасов устойчивости, выполненные традиционными методами, ненадежны. Если бы «особые» объекты были выявлены, то можно было принять срочные меры. Но этого не было сделано, несмотря на то, что книги [1, 2, 3] были изданы довольно большими тиражами и вполне доступны для инженеров.

В результате в первом квартале 2006 года произошла целая серия аварий и катастроф:

1. 03 января 2006 года в Германии, в земле Бавария рухнула крыша катка. Погибло 11 человек.

2. 27 января 2006 года в Польше в городе Катовицы обрушилась крыша универмага, погибло 67 человек.

3. 23 февраля 2006 года в Москве обрушилась крыша Басманного рынка, погибло 56 человек.

4. 20 марта 2006 года рухнула крыша недостроенного торгового центра в Ярославле.

5. 31 марта 2006 года рухнула крыша построенного в 2005 году катка «Охта-парк» во Всеволожском районе Ленинградской области.

В качестве основной причины всех пяти перечисленных аварий выдвигалось скопление снега на крышах, которые рухнули под его тяжестью. Действительно, во второй половине зимы 2005—2006 годов снега было больше, чем в предыдущие годы. Но «больше» не означает — «катастрофически больше». Крыши зданий и сооружений, подверженных действию снега, рассчитываются на экстремальные снеговые нагрузки, рассчитываются на такое большое количество снега, которое выпадает один раз в 50—100 лет. А такого необычно большого, чрезвычайного, выпадения снега в 2006 году заведомо не было. Снега выпало много, но в пределах расчетных снеговых нагрузок — тех нагрузок, на которые здания были рассчитаны. А раз они рухнули, то это означает, что истинная прочность и устойчивость зданий оказалась много меньше расчетной — т. е. расчеты оказались не верны, ходя и производились грамотными инженерами. Очень мала вероятность того, что во всех пяти перечисленных случаях аварий инженеры допустили в расчетах элементарные ошибки, или же строители и те, кто эксплуатировал здания, далеко отступили от проектных решений.

Наиболее вероятное объяснение серии аварий 2006 года состоит в неполноте традиционных методов расчета, не учитывающих недавно открытых в СПбГУ новых свойств эквивалентных преобразований, описанных в книгах [1, 2, 3]. Это привело к тому, что истинная прочность зданий оказалась существенно ниже расчетной, и в результате снегопады 2006 года — снегопады большие, но совсем не экстремальные, не опасные при правильном расчете — привели к целой серии аварий и катастроф.

И совсем не случайным является то, что аварии затронули здания и сооружения, спроектированные и построенные в последние десятилетия. Дело в том, что в прежнее время, когда расчеты проводились вручную, интуиция опытных инженеров частично восполняла недостатки расчетных алгоритмов, не учитывающих новых свойств эквивалентных преобразований, недавно открытых в СПбГУ. Интуиция, опирающаяся на многолетний опыт работы, часто предостерегала инженеров об опасных свойствах «особых» объектов, хотя формально по расчету все было хорошо.

В последние десятилетия большинство расчетов выполняется с помощью компьютеров, с помощью быстродействующей вычислительной техники. В целом такой подход прогрессивен, и его нужно приветствовать. Но в то же время необходимо учитывать, что компьютер — в отличие от инженера — интуицией не обладает и точно выполняет то, что заложено в него программистом. И если заложенный алгоритм расчета не совершенен, то уже ничто не сможет спасти от расчетной ошибки, а значит — и от возможности аварии и катастрофы.

Поэтому при переводе расчетов на компьютеры нужно было заново и тщательно проверить все расчетные алгоритмы. Этого сделано не было. А между тем то, что было еще допустимо и работало при ручном счете, может оказаться очень опасным при переходе на компьютеры. Об этом забыли, и может быть именно это стало причиной части последних аварий.

Надо вообще отметить, что в математике мало внимания уделяется влиянию неизбежной неточности и погрешностей в исходных данных на точность результатов расчета. Ведь почти все исходные данные получаются на основе измерений, а все измерительные приборы имеют конечную точность, и малые погрешности неизбежны. Эти малые погрешности могут (хотя и не всегда!) вырасти в большие, крупные погрешности конечных результатов — особенно в свете недавно открытых в СПбГУ новых и неожиданных свойств эквивалентных преобразований, широко используемых при расчетах. С учетом этих новых свойств желательно проверить и усовершенствовать расчетные алгоритмы.

Но на первом этапе, не дожидаясь общего совершенствования методов расчета, необходимо выявить и указать опасные «особые» объекты. Методы их выделения известны, описаны в книгах [1, 2, 3], но все еще мало применяются — и в области строительных конструкций, и в области автоматики, автоматического управления, где исследования опасных свойств эквивалентных преобразований начались раньше всего, а ведь выделение «особых» объектов сразу уменьшило бы вероятность аварий.

В последующих разделах будет рассказано, какими сложными путями происходил поиск истины (своеобразный «научный детектив») в автоматическом управлении, где исследования начались раньше, чем в других областях техники.

 

§ 7. Трагедия Александра Михайловича Лётова

Все началось с того, что в 1960 году член-корреспондент Академии наук СССР Александр Михайлович Летов (1911—1974) предложил интересный и эффективный метод проектирования и расчета автоматических регуляторов для широкого круга объектов промышленности и транспорта. Этот метод (опубликованный в статьях [4]) получил известность под названием «аналитическое конструирование оптимальных регуляторов», коротко — АКОР. Метод сразу получил широкое распространение, поскольку обеспечивал повышение качества работы регулируемых объектов, обеспечивал устойчивость, хорошие запасы устойчивости, хорошие переходные процессы и т. п.

Все это сперва было тщательно просчитано, а затем подтвердилось и на практике. Началось победное шествие и широкое применение «аналитически сконструированных» оптимальных регуляторов А. М. Летова.

А затем начались трагедии. Если очень коротко, то метод А. М. Летова состоял в том, что в регуляторе формировались простые обратные связи по всем переменным состояния управляемого объекта, а коэффициенты усиления обратных связей рассчитывались по формулам, выведенным А. М. Летовым.

Однако для многих объектов управления некоторые из переменных состояния не могут быть непосредственно измерены и введены в канал обратной связи «аналитически сконструированного» регулятора (так, например, у самолета непосредственно не измеряется такая важная переменная, как угол атаки). В этих случаях не измеряемую переменную заменяют на комбинацию измеряемых переменных и их производных, пользуясь, разумеется, только бесспорно эквивалентными преобразованиями. Так и делали. Сперва все шло хорошо, а затем начались аварии. Снабженные регуляторами А. М. Летова самолеты падали, суда тонули, гибли люди. Причины аварий и катастроф долгое время были окутаны непроницаемой тайной, тем более, что часть самолетов, судов, генераторов с регуляторами Летова продолжали прекрасно работать, но некоторые погибали в катастрофах без всяких видимых причин, хотя рассчитывались по, казалось бы, самым безупречным методикам.

Почему происходили эти частые и таинственные катастрофы? Тогда, в период 1960 — 1970 годов, когда использовались регуляторы А. М. Летова, на это было особенно трудно ответить уже потому, что в те годы все сведения об авариях и катастрофах были строго секретны, о подробностях аварий знал очень узкий круг людей, и поэтому аварии обрастали самыми различными слухами и сплетнями. Во всяком случае по репутации «аналитического конструирования» и по репутации самого А. М. Летова эти аварии и катастрофы нанесли жесточайший удар. Александр Михайлович Летов был большим ученым и очень хорошим, очень отзывчивым человеком. Катастрофы, порожденные «аналитически сконструированными» регуляторами, он переживал очень тяжело. Он быстро исхудал, осунулся. А затем его настиг рак — болезнь, возникающая чаще всего на фоне стрессов и расстройств. А. М. Летов скончался в 1974 году, в возрасте всего лишь 63 лет.

Причины аварий, происходивших при использовании «аналитически сконструированных» регуляторов, были выяснены много позже: оказалось, что если в регуляторе использовались все переменные состояния, то система управления обладала хорошими запасами устойчивости, и все было хорошо. Если же часть переменных была не измеряема и их — путем эквивалентных преобразований — заменяли на комбинации измеряемых, то запасы устойчивости резко снижались, что и становилось причиной последующих аварий и катастроф.

Таким образом, аварии и катастрофы, происходящие из-за незнания открытых позже свойств эквивалентных преобразований, неоднократно происходили в 60-е годы ХХ века. Но их причины долго оставались не раскрытыми.

Казалось бы, истина поймана, вот она, у тебя в руках — раз эквивалентные преобразования изменяют такое важное свойство решений, как запасы устойчивости, то это значит, что они могут изменять и другие свойства решений. Следите за этими изменениями — и все прояснится, аварии будут побеждены. Но этого простого вывода в те годы не было сделано. Более того, когда в 1973 году Петр Владимирович Надеждин в статье [5] опубликовал пример, когда после эквивалентных преобразований изменялась так называемая «грубость» системы, то даже этот пример остался без серьезного внимания. Пошли по другому пути — были найдены пути построения регуляторов, похожих на «аналитически сконструированные» регуляторы А. М. Летова, но за счет небольшой модификации сохранявших хорошие запасы устойчивости. Частые аварии и катастрофы прекратились, все успокоились, но это было напрасным: поскольку истинные причины аварий и катастроф не были раскрыты, они стали происходить в других местах, уже не за счет «аналитически сконструированных» регуляторов — примером может служить ужасная авария 22 марта 1994 года над Междуреченском, когда погибли все пассажиры и экипаж. Мы расскажем о ней в следующем разделе, а материал настоящего раздела лишний раз показывает, как трудно добраться до научной истины. То, что именно эквивалентные преобразования являются причиной многих аварий, поскольку они иногда изменяют свойства решений, и что для предотвращения аварий нужно изучать свойства эквивалентных преобразований — все это было установлено позже и впервые опубликовано в 1987 году, в книге [1].

В этой же книге, а затем и в публикациях [6], [2], [3] были подробно описаны методы дополнительных расчетов, страхующих от аварий, но пользоваться ими проектные организации не спешат, а это означает, что причины техногенных аварий хотя и установлены, но пока еще не устранены. А это значит, что аварии и катастрофы, к сожалению, будут продолжаться.

 

§ 8. Катастрофа аэробуса А-310 над Междуреченском и анализ ее причин

К 1994 году уже были исследованы характерные черты аварий и катастроф, происходящих по причине ошибок в проектировании, порожденных неполнотой привычных методов расчета, не учитывающих недавно открытых новых свойств эквивалентных преобразований. Вот эти характерные черты:

1. Авария происходит неожиданно, без видимых причин, в самый непредсказуемый момент времени;

2. Авария протекает очень быстро, стремительно; управляющие воздействия в системе управления сразу уходят в крайние, предельные значения и могут быстро вызвать необратимые последствия;

3. Если аварийная система не разрушилась, а была вовремя отключена — вручную или системой защиты, то при происходящей через некоторое время проверке системы она может оказаться вполне исправной; все эти своеобразные явления, позволяющие выделить аварии, произошедшие из-за несовершенства, неполноты привычных методов расчета, позволяющие выделить их из аварий, происходящих по другим причинам, подробно обоснованны и проанализированы в книге [2] на стр. 27-28 четвертого издания.

С учетом этих обстоятельств особое внимание привлекает авария аэробуса А-310 29 марта 1994 года над городом Междуреченском, когда погибли все пассажиры и экипаж. Сам аэробус А-310 был спроектирован и изготовлен франко-германской фирмой, но в том роковом полете шел под управлением российского экипажа. Поэтому аварию расследовала международная комиссия, и это позволило узнать об аварии, о том, как она протекала, немного больше, чем обычно. Когда аварии расследуют национальные комиссии, то, как правило, все засекречивается, а в заключении комиссии говорится чаще всего: «виноват человеческий фактор» — и все. Причина такой лаконичности и сокрытия истинных причин заключается в том, что производителям самолетов и авиационной техники очень не хочется признавать ошибки в проектировании и изготовлении самолетов, приведших к гибели людей. Влиятельные производители авиационной техники оказывают мощное воздействие на комиссии — и в результате чаще всего все списывается на «человеческий фактор», на ошибки пилотов, а истинные причины тщательно скрываются.

Про аварию над Междуреченском, благодаря расследованию международной комиссии, нам известно немного больше, тем более, что «черные ящики» погибшего самолета сохранились и были расшифрованы. Исследование записей «черных ящиков» показало, что авария произошла в то время, когда самолет шел под управлением автопилота, в автоматическом режиме. Без видимой причины автопилот стал давать неправильные команды и стали быстро нарастать опасные отклонения крена и тангажа самолета от их нормальных значений. Пока экипаж переходил на ручное управление, отклонения возросли настолько, что ввести их в нормальные рамки уже не было возможности. Аэробус упал и разбился. Все погибли.

Всего через несколько месяцев другой аэробус А-310 летел вблизи Бухареста на автопилоте, в автоматическом режиме. Точно так же, как и над Междуреченском, внезапно стали быстро нарастать отклонения крена и тангажа самолета от нормальных значений. Однако на этот раз пилот сумел быстро отключить автопилот, перешел на ручное управление и успешно выровнял самолет. После благополучной посадки стали проверять автопилот и всю систему управления самолетом и ко всеобщему удивлению убедились, что она в полном порядке, работает нормально и устойчиво!

Сопоставляя все эти факты, можно сделать вывод о том, что система управления аэробуса А-310 была «особой» системой и в результате оказалась системой с малой областью устойчивости, совсем не соответствующей ее расчетному значению. Поэтому при малом, неизбежном на практике, дрейфе параметров она могла терять устойчивость. Одна потеря устойчивости 22 марта 1994 года закончилась гибелью самолета, экипажа и всех пассажиров, вторая потеря (вблизи Бухареста) благодаря бдительности пилота кончилась благополучно. Пока самолет садился в режиме ручного управления, тот же малый дрейф параметров перевел систему управления (случайно) в безопасную область и при проверке она оказалась устойчивой (дело в том, что наземная проверка показывает только сам факт — устойчива система или нет; величину запасов устойчивости, а также являются они достаточными или очень малыми — проверка самого самолета установить не может: необходима очень тщательная проверка всей его проектной документации по методике, разработанной в СПбГУ и БГТУ «Военмех»).

Несмотря на всю ясность приведенных фактов, которые говорят о необходимости совершенствования проектирования и расчета самолетов для предупреждения аварий, о необходимости учета недавно открытых новых свойств эквивалентных преобразований, комиссия по расследованию катастрофы ухитрилась все запутать. Представители франко-германской фирмы, изготовившей аэробус, исследуя записи «черных ящиков», установили, что российский командир самолета грубо нарушил летные правила: он пустил своих детей в кабину пилотов, и в момент аварии дети находились там. И хотя понятно, что если в момент аварии самолет шел под управлением автопилота, то присутствие детей в кабине пилотов не могло быть причиной аварии, франко-германской стороне в расследующей комиссии удалось сосредоточить все внимание на грубейшем нарушении полетных правил российским командиром самолета. В результате вина оказалась переложенной на Россию и причиной аварии опять (в который раз!) был объявлен «человеческий фактор», нарушение летных правил российским командиром воздушного корабля.

Настойчивость франко-германской стороны и ее заинтересованность в том или ином заключении комиссии понятна: виновная в аварии сторона должна выплатить огромную сумму (примерно 150 миллионов долларов) страховых сумм за самолет и жизни пассажиров. Франко-германская сторона в комиссии сумела настоять на виновности российского экипажа, а российская сторона, к сожалению, с ней согласилась. Огромную сумму (150 миллионов долларов) пришлось выплачивать из бюджета России. И это при том, что в 1994 году в комиссию по расследованию причин катастрофы была послана из Санкт-Петербургского университета докладная записка с подробным анализом истинных причин аварии, с заключением о том, что виновна франкогерманская компания, проектирующая и изготавливающая аэробус и не обеспечившая при расчете достаточных запасов устойчивости. Россия могла не платить 150 миллионов долларов, но она этой возможности не использовала. Докладная осталась без внимания, деньги уплатили.

Изложенный пример хорошо показывает — как расследуются аварии, какие мощные силы влияют на расследование и как трудно, очень трудно, добраться до истины — даже тогда, когда (как, например, в аварии над Междуречен-ском) факты говорят сами за себя.

Отметим, что если причины аварии не исследованы глубоко и всесторонне, то аварии, к сожалению, будут продолжаться, и характерным примером являются как раз франко-германские самолеты А-310 (один из которых разбился под Междуреченском) и почти однотипный с ним самолет А-320.

Наиболее известна катастрофа аэробуса А-320, произошедшая в мае 2006 года под Сочи, когда самолет, принадлежащий армянской авиакомпании и выполнявший рейс Ереван — Сочи, при заходе на посадку упал в море. Погибли пассажиры и экипаж, всего погибло 113 человек, из них 6 детей. Все — граждане Армении и России. Но катастрофы с аэробусом А-320 происходили и раньше.

В июне 1988 года во время авиашоу во Франции самолет столкнулся с деревом и сгорел, погибло 3 члена экипажа. В феврале 1990 года в Индии во время захода на посадку в аэропорту Мадураи потерпел катастрофу самолет А-320 авиакомпании «Индиан Эйрлайнз», погиб 91 человек. В январе 1992 года во Франции при посадке потерпел крушение А-320 французской авиакомпании. Из 96 человек, находившихся на борту, погибли 87.

В сентябре 1993 года, при посадке, самолет А-320 выкатился за взлетнопосадочную полосу аэродрома в Польше и загорелся. Два человека погибли. В августе 2000 года другой аэробус А-320 при повторном заходе на посадку упал в Персидский залив у берегов Бахрейна. 135 пассажиров погибли («Известия», § 78 от 04.05.2005).

Заметим, что менее чем через сутки после ужасной катастрофы А-320 под Сочи, с другим аэробусом А-320 произошла еще одна авария. Самолет, принадлежавший испанской авиакомпании «Иберия», с 97 пассажирами на борту, летел из Барселоны в Дублин и уже подлетал к посадочной полосе, когда пилоты сообщили о возгорании одного из двигателей. Горящий самолет приземлился. Пассажиры и экипаж срочно эвакуировали, полчаса пожарные тушили огонь. На этот раз, к счастью, никто не пострадал.

Все эти многократно повторяющиеся аварии говорят о недостаточных запасах устойчивости и надежности самолетных систем и устройств аэробуса-320. Не исключено, что причиной могут быть неточности, допущенные еще при проектировании и расчете самолета. Проектировался он несколько десятилетий назад. О новых свойствах эквивалентных преобразований, открытых в СПбГУ и влияющих на качество расчета, в те годы еще не знали. Вполне возможно, что при проверке технической документации самолета в нем выявятся опасные «особые» системы — источники всех последующих неприятностей. А если они будут выявлены, то устранить источники аварий совсем не сложно. Предложения проверить техническую документацию во франконемецкую фирму от СПбГУ поступали, но остались без ответа. Это не удивительно — предложения, поступающие из других стран и касающиеся деликатной сферы безопасности, редко принимаются. Гораздо печальнее другое: открытия и предложения СПбГУ до сих пор не вошли в практику российских проектно-конструкторских организаций, хотя открытия, сделанные в СПбГУ, опубликованы уже довольно давно (публикации [1, 2, 3, 6, 7, 10, 11] и ряд других).

Неполнота привычных методов расчета не является, разумеется, единственной, или самой часто встречающейся причиной аварий и катастроф.

Причин аварий много, со многими причинами трудно и очень дорого бороться. Но тем более странным выглядит нежелание властей России бороться даже с теми причинами аварий, предотвратить которые совсем легко и просто — надо всего лишь немного дополнить привычные методы расчета, дополнить их методикой выявления опасных «особых» объектов и систем.

Речь при этом не идет о коренном изменении привычных методов расчета. Достаточно всего лишь дополнить их небольшими дополнительными проверками — и даже это не делается. Но мириться с этим нельзя. Одно дело, когда авария или катастрофа происходит по неведению или из-за пока еще непреодолимого несовершенства сегодняшней нашей техники. И совсем другое дело, когда причиной аварий и катастроф становятся инертность, лень, нежелание прислушаться к предупреждениям ученых и провести дополнительные проверки, которые уже предложены и описаны в научной литературе.

Еще большее удивление вызывает бездействие государственных контрольных органов, призванных следить за безопасностью воздушного транспорта.

 

§ 9. Бездействие власти

Надо отметить, что капитаны морских и воздушных судов очень часто проявляли удивительную беспечность по отношению и к своей, и к чужой жизни. Капитаны были готовы выходить в море или подниматься в воздух на неисправных судах или воздушных аппаратах. Поэтому еще в 18 веке в Англии было создано первое контрольное агентство (агентство Ллойда), которое проверяло исправность всех судов, готовящихся выходить в море.

Без разрешения агентства Ллойда (которое выдавалось только после тщательного и досконального осмотра) судно просто не выпускали в море. С развитием авиации подобные контрольные органы появились и в ней. В России это был Госавианадзор, преобразованный не так давно в Федеральное агентство по надзору в сфере транспорта с отделениями на местах. Так, авиационную безопасность Северо-Запада обеспечивает Северо-Западное управление государственного авиационного надзора (руководитель — Неню-ков П. В.). Так что все необходимые организации, следящие за безопасностью и наделенные большими правами, в России есть. Есть у них и право не пускать в небо любой не надежный самолет. Теперь посмотрим, как они работают, как используют свои большие права.

В 2002 — 2003 годах исследования Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) по совершенствованию методов расчета были подхвачены Балтийским государственным техническим университетом (БГТУ), более известным под своим прежним названием «Военмех». В БГТУ работают опытнейшие специалисты по авиационной технике, которые быстро поняли, какую грозную опасность для жизней авиапассажиров несет неполнота привычных методов расчета авиатехники, не учитывающих новых свойств эквивалентных преобразований, открытых в СПбГУ. В «Военмехе» была быстро создана рабочая группа, готовая проверить техническую документацию самолетов, для начала — тех, которые эксплуатируются в авиапредприятии «Пулково», выявить среди авиатехники опасные «особые» системы и дать простые рекомендации по устранению опасностей и возможных аварий и катастроф (заметим, что главная трудность заключается в выявлении «особых» систем; если они выявлены, то дальше все просто).

Федеральное государственное унитарное авиапредприятие «Пулково» не захотело принять рабочую группу из сотрудников «Военмеха» и СПбГУ; не захотело даже встретиться с ней. Вопросы безопасности пассажиров в этом авиапредприятии явно не на первом месте, хотя продавая (за очень хорошие деньги) билеты своим пассажирам предприятие обещает доставить пассажира к нужному месту назначения, а не на кладбище.

Рабочая группа «Военмеха» и СПбГУ в октябре 2004 года обратилась в СевероЗападное управление государственного авиационного надзора, представило все документы, доказывающие необходимость проверки технической документации авиапарка на возможность существования опасных «особых» объектов, и просила воздействовать на авиапредприятие «Пулково», потребовать от него провести необходимые проверки. Вместо четкого требования завязалась лишь бесплодная переписка. Не помогло даже официальное письмо проректора «Военмеха» по научной работе О. А. Толпегина. С октября 2004 года по сентябрь 2006 г. прошло 23 месяца. Прошло — и ничего не сделано! Вот это уже страшно: если государственная организация, главной задачей которой является обеспечение безопасности авиапассажиров, не желает эту задачу решать, не желает использовать свои права, то о какой безопасности может идти речь? Ведь самолет, не проверенный на существование в нем, среди его многочисленного и постоянно обновляемого оборудования опасных «особых» систем и устройств — это, фактически, самолет с возможно заложенной в нем миной (миной в виде «особой» системы, которая — как уже говорилось — может «рвануть» в любой момент). Причем ни авиапредприятия, ни государственный контрольный орган не хотят организовать простую проверку — заложена все же в самолет эта опасная «мина», или она не заложена.

Я вообще не представляю, во что превращается полет пассажира в этих условиях. Лететь — и знать, что самолет не проверен, что в любой самый непредвиденный момент «особая» система может потерять устойчивость, а самолет упадет и ты упадешь вместе с ним — от таких мыслей с ума можно сойти за время полета.

Для себя я решил вопрос просто: я дал твердый зарок — ни при каких обстоятельствах не летать самолетом — не летать до тех пор, пока не будут сделаны необходимые проверки, страхующие от аварий. Мне это можно, я всегда могу отказаться лететь и могу ехать поездом. А те, кто не может не летать? А летчики и стюардессы? С какими чувствами и мыслями летать им, летать на самолетах, которые отказались проверить, несмотря на обоснованные предупреждения двух виднейших университетов России?

Особенно непонятна позиция контролирующей организации — СевероЗападного управления государственного авианадзора, которая не желает выполнять свои обязанности по обеспечению безопасности авиапассажиров. Сравните: если звонит по телефону школьник и говорит: «В Балтийском вокзале заложена мина», то вокзал сразу закрывают и проверяют с собакой до тех пор, пока либо найдут бомбу, либо убедятся, что мины нет. Правильно делают. На опасность надо реагировать быстро. А когда два ведущих и знаменитых государственных университета России — Санкт-Петербургский и Балтийский технический — в официальной докладной, с подписью проректора и печатью — предупреждают: существует опасность для жизни пассажиров, надо срочно проверить техническую документацию — то в ответ на это уже скоро два года, как идут отписки, а дела нет; инициативную рабочую группу к проверке не подпускают.

Заметим, что есть примеры и другого стиля работы: когда 02 августа 2005 года при вылете из Турку у самолета Президента России ИЛ-96 обнаружилась неисправность в тормозах, то уже через 20 дней, 22.08.05 Федеральное агентство по надзору в сфере транспорта запретило подниматься в небо всем самолетам типа ИЛ-96 — запретило «до выяснения причин» и до их устранения («Известия» от 23.08.05). Правильно запретило, очень правильно запретило.

Выходит, что когда речь идет о жизни Президента, то Федеральные агентства могут работать быстро, правильно и эффективно. До, они могут очень хорошо работать. Но вот когда речь идет не о Президенте, а о жизнях рядовых авиапассажиров, то быстрота и эффективность сразу исчезают (хотя — заметим в скобках — исследования, проведенные в СПбГУ и «Военмехе», касаются и жизни Президента. Если среди многочисленного оборудования президентского самолета окажется хотя бы одна опасная «особая» система, которая может отказать в любой момент, то жизнь Президента — в опасности, а летает он много. Причем особо подчеркнем, что против «особых» систем не поможет самое тщательное обслуживание полета, самые хорошие летчики, самое тщательное обследование самого самолета. Выявить «особые» системы может только проверка технической документации, проверка на основе методики, которой не сегодняшний день владеют только в СПбГУ и «Военмехе». Если мы дорожим жизнью Президента России, то такую проверку нужно начинать немедленно).

Отметим еще одну причину, которая промелькнула в словах одного из чиновников, объяснявшего, почему самолеты типа ИЛ-96 сняли с полетов за 20 дней после первого предостережения об опасности, а на предостережения двух ведущих университетов России уже два года как не реагируют. Чиновник сказал: «насчет ИЛ-96 нас практики предупреждали, а вы (университеты) — наука, к вам отношение другое».

Да, чиновник прав. В России до сих пор не изжита привычка пренебрежительного отношения к предсказаниям науки. В других странах такое отношение постепенно (не сразу), но изменилось. Вот два примера из английской истории.

В 1845 году английский математик и астроном Джон Адамс предсказал существование восьмой планеты Солнечной системы (до 1845 года было известно 7 планет) и после огромной вычислительной работы предсказал ее положение на небе. Оставалось навести на предсказанное место большой телескоп и увидеть планету (простым глазом и в малую трубу новая планета не видна).

Большой телескоп находился в Англии в ведении директора Королевской обсерватории Эри. Адамс пришел к нему 25 октября 1845 года, не застал его, но оставил записку, где указал небесные координаты новой планеты и просил Эри навести телескоп на указанное место. Вместо этого Эри ответил Адамсу письмом с дополнительными вопросами. Шла переписка. Время шло, телескоп Эри в указанную точку не наводил. А в это время французский астроном Урбен Леверье (не зная о работе Адамса) также вычислил небесные координаты новой планеты, но благоразумно послал свое предсказание не в родную Парижскую обсерваторию, а в Берлинскую. Он, возможно, чувствовал, что «нет пророка в своем отечестве» и лучше обратиться к чужим. В Берлинской обсерватории получили письмо Леверье 23 сентября 1846 года, и в тот же день (точнее, в тот же вечер, как только стемнело), навели телескоп в указанное место — и открыли восьмую планету, которую назвали Нептуном.

Вся слава и почет этого действительно замечательного открытия достались французской науке и, разумеется, лично Леверье. Англия и английская наука — по вине Эри — лишились заслуженной ими славы. Такое и в России не раз случалось и виновные оставались безнаказанными. А вот в Англии Эри крепко досталось — ему пришлось предстать 13 ноября 1846 года перед общим собранием Королевского общества (которое в Англии играет роль нашей Академии наук), и Эри выслушал от него суровое осуждение своего бездействия и невнимания к предсказаниям Адамса.

Другой поучительный случай был в 1870 году. Тогдашние «лорды Адмиралтейства» увлеклись постройкой низкобортных бронированных судов, не учитывая, что для таких судов привычные методы расчета устойчивости по крену уже недостаточны, и нужно пользоваться более совершенными методами расчета. Знакомый с этим методами известный кораблестроитель Рид весной 1869 года в своем докладе в Английском обществе корабельных инженеров указал на опасность опрокидывания строящихся тогда судов типа «Кэптен» и настаивал на изменении их конструкции. «Лорды Адмиралтейства» пренебрегли предостережениями Рида, «Кэптен» был построен, ушел в свое первое плавание и во время него, 7 сентября 1870 года был опрокинут налетевшим шквалом, который не нанес вреда остальным десяти более старым высокобортным кораблям эскадры, в составе которой плавал «Кэптен». Из 550 человек его экипажа спаслось только 17 человек. Остальные погибли.

На этот раз был суд над виновными «лордами Адмиралтейства», а главное — Правительство Англии распорядилось, чтобы в главном и самом большом храме Лондона — соборе святого Павла — была вделана в стену бронзовая доска, на которой крупными буквами выгравировали приговор суда, выражавший суровое порицание «невежественному упрямству» тогдашних «лордов Адмиралтейства».

В России подобного приговора «невежественному упрямству» — т. е. собственно, пренебрежению к предостережению науки — не выносилось. Тем более приговора выгравированного «в назидание потомкам» на стене главного храма столицы страны. Как видим, отношение к науке в России и Англии разное. А вот результат: в 60-е годы 20 века пытались реализовать идею использования для подводных лодок и их торпед перекиси водорода, которая легко отдает кислород и может использоваться для увеличения скорости. Для военных это было заманчиво, и опыты начались в России и Англии. Но быстро выяснилось, что перекись водорода — это крайне опасный продукт. Она может разлагаться со взрывом при попадании в нее мельчайших примесей, а на подводных лодках, где царит теснота, уберечь ее от взрыва практически невозможно. Авария со взрывом произошла в Англии. Правительство опросило ученых, те подтвердили: перекись водорода на подводных лодках держать и использовать нельзя. Согласившись с мнением ученых, перекись водорода запретили к использованию на подводном флоте Англии.

В СССР примерно в то же время произошла очень похожая авария со взрывом перекиси водорода на подводной лодке. Но в СССР ученых не опрашивали, а страшную аварию просто засекретили, запретили о ней где-либо говорить. Я сам знаю о ней только потому, что при аварии погиб — в числе остальных — молодой офицер-подводник Николай Первухин, мне хорошо известный. Поэтому применение опаснейшей перекиси водорода в военноморском флоте СССР и потом — России не было запрещено и в августе 2003 года произошло то, что рано или поздно неминуемо должно было произойти — на подводном ракетоносце «Курск» взорвалась торпеда с перекисью водорода. Взрыв погубил сам подводный ракетоносец, стоимость постройки которого была много больше миллиарда долларов, погубил и весь экипаж. Никто не спасся.

Но даже эта ужасная катастрофа мало чему научила. Много месяцев подряд во всех средствах массовой информации гуляла совершенно нелепая версия о том, что причиной взрыва стало столкновение «Курска» с таинственной «подводной лодкой НАТО», и если бы не клуб моряков-подводников в Петербурге, то жители России могли бы и не узнать, что истинной причиной гибели «Курска» был взрыв перекиси водорода.

До сегодняшнего дня мне не известно — запрещено применение опаснейшей перекиси водорода на подводном флоте России, или не запрещено. Если не запрещено, то надо ждать следующих неизбежных техногенных катастроф.

Эти примеры еще и еще раз показывают — к каким страшным последствиям приводит пренебрежение к предостережениям науки.

Если граждане России не хотят гибнуть в техногенных катастрофах, они должны уважать науку и слушать ее. И особенно это должны делать представители власти и депутаты: они летают чаще рядовых граждан, им и предстоит первыми гибнуть в авиакатастрофах, предотвращать которые не желают федеральные агентства и инспектора, призванные следить за безопасностью жизни людей. Депутатам надо следить за деятельностью органов власти (и особенно — контролирующих органов), требовать от них исполнения своих обязанностей. А гражданам России на выборах надо выбирать таких депутатов и такие политические партии, которые заботятся о жизнях граждан, борются с причинами техногенных катастроф и требуют такой же борьбы от представителей власти.