48. Lot fragmentu skrzydła

Urwana na brzozie końcówka skrzydła z lotką, o rozpiętości 5.5 m i długości całkowitej 6.5 m. • MAK i KBWLLP

Obliczenia pozwoliły odtworzyć tor lotu tupolewa PLF 101 po uderzeniu w brzozę lekarza Bodina. Potwierdziły to, co znaleźli na miejscu śledczy - nastąpił kilkusekundowy, niesterowalny lot po urwaniu dużego fragmentu lewego skrzydła , co zaowocowało szybką beczką lotkową i przekręceniem samolotu w momencie dotknięcia ziemi o 145 stopni, w odległości ok. 350 metrów za brzozą. Ale miejsce kluczowego zderzenia z drzewem wynika też z zupełnie innej, niezależnej rekonstrukcji dynamicznej, o której chciałbym opowiedzieć. Oderwana końcówka skrzydła wylądowała mało uszkodzona, w odległości 111 m za brzozą Bodina, nieco po prawej stronie toru lotu. Obliczenia oparte o niedawno opublikowane prace o aerodynamice, mówią dość dokładnie o tym, jak leciała i z jaką prędkością spadła. Pokazują po raz kolejny, że łamamie skrzydła nastąpiło nie przed brzoza, jak zmyślają jedni, lub za nią, jak spekulują inni, ani nad nią, jak fantazjują jeszcze inni, ale właśnie na pniu brzozy Bodina.

Skąd wiadomo, co stało się na działce Bodina?
Po pierwsze, wiadomo to z dokonanej przez śledczych analizy rozkładu szczątków (w tym fragmentów mechanizacji skrzydła PLF 101 znalezionych koło brzozy, oraz dzięki znalezieniu wiórów brzozowych w przełamanym skrzydle) , opisu i fotografii brzozy na działce lekarza pogotowia N. Bodina zaraz po zdarzeniu, jak i poźniejszej, dokładnej rekonstrukcji jej pnia, wspomnianej na niedawnej konferencji prasowej WPO.

Po drugie, z zeznań samego Bodina, jak i ludzi znajdujących się niedaleko - w warsztacie samochodowym, w pobliżu garaży i tych, którzy jechali samochodem lub spacerowali z psem niedaleko działki Bodina. To, że samolot lecący na wysokości kilku metrów nad terenem uderzył w brzozę, która następnie się złamała, nie ulega wg świadków najmniejszej wątpliwości.

Po trzecie, z rekonstrukcji obliczeniowych. Tu warto wspomnieć, że jedną z najważniejszych rekonstrukcji była ta, która pozwoliła odtworzyć po analizie aerodynamiki uszkodzonego płatowca fakt końcowego przechyłu na lewe skrzydło o kąt 145 stopni, potwierdzony przez ślady uderzeń elementów składowych tupolewa w teren (przytaczam konkretną wartość kąta z moich własnych obliczeń, choć istnieją zbliżone, niezależne obliczenia).

Historia pochylenia samolotu PLF 101 po utracie 1/3 lewego skrzydła, porównana z danymi zebranymi w śledztwach.•(prezentacja na konf. Mech. Aviation XVI)

Otrzymałem dwie ważne korelacje. Pierwsza to korelacja obliczonej trajektorii i historii obrotu w ostatnich 4.6 sekundach lotu PLF 101 z licznymi śladami na ziemi (przycięciami pod dobrze znanym kątem dziesiątków konarów drzew o znanym położeniu na mapie). Druga, to korelacja tych wydarzeń z zapisem zdarzeń dźwiękowych w zapisie CVR. Obie omówiłem w referacie na konferencji naukowej Mechanics in Aviation XVI w maju 2014 r. w Kazimierzu nad Wisłą, cyklicznej konferencji na której co dwa lata zbierają się przedstawiciele wszystkich ważniejszych ośrodków inżynieryjno-lotniczych i instytutów wojskowych w Polsce. Uzyskałem dobrą zgodność trajektorii obliczonej z zasad aerodynamiki z faktami udokumentowanymi w raportach o wypadku, jak i z zapisem dźwięku przez mikrofony w kokpicie. Ta zgodność nie byłaby możliwa, gdyby urwana część lewego skrzydła samolotu nie miała tego samego rozmiaru, co faktycznie znaleziona 110 m za brzozą część skrzydła, lub gdyby ta część została urawana gdzie indziej. Mechanika obrotu nie zgadza się z hipotetycznym urwaniem części skrzydła w odległości większej, niż 5 metrów od brzozy. Tak samo można też wykluczyć urwanie jej na innej, niż faktyczna, 6.5-metrowej wysokości nad ziemią, z dokładnością do kilku metrów. Zaś ewentualny wysoki przelot ponad brzozą też jest wykluczony, gdyż samolot nie przyciąłby szeregu drzew i konarów oraz zaleciałby dalej i obróciłby się po utracie części skrzydła jeszcze bardziej, co nie nastąpiło.

Dodatkowo, zgodnie z najnowszymi obliczeniami gięcia dynamicznego brzozy, nie została ona ścięta (jej pień można złożyć tak, że części górna i dolna pasują do siebie) lecz złamana. Pień poddany działaniu siły całkowitej od 23 do 27 T wygiął się najpierw w stronę południowo-zachodnią, a następnie pękł całkowicie na wysokości około 6 metrów, zaś tylko częściowo u podstawy, tuż przy ziemi. Popchnięta dodatkowo podmuchem wiru końcówkowego skrzydła, korona wygięta początkowo na północny wschód, upadła ostatecznie w kierunku północnym.

O tym wszystkim miałem okazję opowiedzieć specjalistom inżynierii lotniczej rok temu (Artymowicz 2014a, 2014b), a Państwu zarówno na dawniej prowadzonym w salonie24 blogu, jak i w wideoblogach nagranych przez Zespół Laska w ubiegłym roku (Wideoblogi ZL 2014, zob. odsyłacze na końcu felietonu). Jak zorientowałem się niedawno, nie miałem jeszcze okazji opowiedzieć przystępnie o czwartym, niezależnym dowodzie tego, co stało się na działce Bodina. Naprawiam tu ten drobny brak.

Lot końcówki skrzydła - dane empiryczne
O godzinie 8:40:59.35 czasu pokładowego, wg najnowszego transkryptu WPO, nastąpiło zderzenie skrzydła z brzozą Bodina. Urwało się ok. ~1/3 rozpiętości skrzydła o powierzchni około 15 m.kw. W rachubie czasu uniwersalnego UTC, stało się to o 2 godziny i 2.0 do 2.3 sekund wcześniej, a więc pomiędzy 6:40:57.05 i 6:40:57.35 UTC. Różnica UTC-QAR jest dobrze zrozumiana na podstawie zapisów wielu rejestratorów parametrycznych i skrzynki dźwiękowej. Za dokładne wyznaczenie różnicy czasów i przejrzysty opis procedury wdzięczny jestem dr. Prószyńskiemu (nie przytaczam tu wyjaśnień technicznych jak można wyznaczyć tę różnicę z dokładnością lepszą, niż 1 s, podczas gdy czas uniwersalny znany jest rejestratorom z GPS-ów, dających raz na sekundę; zajęłoby to cały felieton).

Mamy pewne bezpośrednie dane o locie urwanej końcówki lewego skrzydła. Po pierwsze, jak wspomniałem, wiadomo gdzie wylądowała, 110-111 m za brzozą, nieco prawej strony linii podejścia PLF 101. Ta niewielka prawa odchyłka trajektorii jest konsystentna z obrotem jednoosiowym. Wiadomo też, że historia ostatniego lotu końcówki była dużo mniej dramatyczna, niż historia kikuta skrzydła i całego kadłuba - albowiem końcówka nie doznała nawet w przybliżeniu tak wielkich zniszczeń, jak przefragmentowana w wyniku późniejszych zderzeń reszta tupolewa.

Niemal niezniszczona końcówka zestawiona z bardzo zniszczoną resztą lewego skrzydła

To wynika głównie z prawie czterokrotnie różnej prędkości uderzenia w grunt tych części samolotu. Poza nierównym brzegiem, stanowiącym linię cięcia przez pień drzewa, jak i lokalnymi uszkodzeniami doznanych na gałęziach leszczyny w miejscu upadku, końcówka skrzydła nie była silnie zdeformowana. Oszacować można, że spadek na ziemię nastąpił przy prędkości 30-100 km/h, inaczej koniec skrzydła byłby mocno pokiereszowany (bądź odwrotnie, nie zniszczony) po spadku na porośnięty małymi drzewkami pas zieleni przylegający do lasu przy autokomisie, za ul. Gubienko. Skrzydło spadało pod znacznym kątem (40 stopni do horyzontu lub więcej), tzn. nie leciało płasko, tnąc wszystko na swej drodze.

Lot końcówki skrzydła - rozważania pseudonaukowe
Zacznijmy od teorii daleko spoza obszaru nauk aerodynamicznych. Prof. Binienda z wydziału inżynierii lądowej w Akron, Ohio, proponuje od paru lat na turnee i spotkaniach o charakterze zdecydowanie bardziej politycznym niż technicznym, że końcówka skrzydła nie mogła rozpocząć lotu na wysokości 6 m nad ziemią koło brzozy Bodina, gdyż w wyniku obliczeń, które jakoby wykonał wraz z bliżej nie zidentyfikowanym kolegą, dostawali wyniki kompletnie sprzeczne z raportami komisji badania wypadków lotniczych. Lot fragmentu skrzydła w jego obliczeniach wyglądał tak, że oderwany płat o polu powierzchni 12-15 m. kw. i masie rzędu pół tony, hamował w powietrzu, tracąc na odległości ok. 5 metrów (mniej, niż jednej długości płata) większość energii kinetycznej, po czym spadał w odległości "10 do 12 metrów" za brzozą. Te kompromitujące autora wyniki, które budzą zdumienie i wesołość gdy są pokazywane prawdziwym specjalistom lotniczym, zilustrowane są na rysunku pokazywanym przez niego na licznych wiecach:

Niemożliwe fizycznie wyniki wykonanych rzekomo symulacji lotu urwanego fragmentu skrzydła PLF 101 (spadek 12 m za drzewem, przy prędkości początkowej 80 m/s).•prof. Binienda

Ponieważ pokazana mocno powyginana trajektoria wymaga przyspieszeń dochodzących do 60g, można ją otrzymać obliczeniowo naruszając fizykę na kilka hipotetycznych sposobów:
(a) albo przyjmując gęstość powietrza o rząd wielkości większą, niż faktyczna,
(b) albo zakładając współczynnik oporu czołowego 20 do 30, czyli kilkadziesiąt razy za duży
(c) pomyłkowo wczytując dziesiątki razy za małą masę obiektu,
(d) albo też przyjmując prawidłowe dane wejściowe, ale robiąc karykaturalnie błędne obliczenie, w którym efektywna liczba Reynoldsa jest za mała o wiele rzędów wielkości (to niełatwe, ale widywałem już podobne przypadki, nieodmiennie związane z brakiem elementarnej wiedzy o metodach numerycznych).

Dodatkowo, co kiedyś było nie do pomyślenia, istnieje teraz także możliwość blefu a la Rońda, czyli oszustwa. Zespół Laska udowodnił p. Biniendzie posługiwanie się fałszywymi (montowanymi) fotografiami. Prof. Binienda kłamał także jak najęty w czasie przesłuchania w WPO co do rzekomej niemożności przekazania środowisku technicznemu zbioru danych wsadowych do programu LS-Dyna ze wględu na zobowiązania licencyjne, zobowiązania wobec uczelni, NASA (gdzie nigdy nie pracował) i Bóg wie jeszcze kogo. Niestety, wszystko więc możliwe. Niezależnie od tego jak do tego doszło, jest absolutnie jasne, iż zespół Macierewicza propaguje pseudofizykę smoleńską.

Lot końcówki skrzydła - najprostszy model
Najprostszy model lotu końcówki skrzydła otrzymamy rozważając, co dzieje się z cienką płytą prostokątną, początkowo położoną niemal równolegle do przepływu cieczy/gazu. Jak pokazują liczne wypadki Formuły 1 i wyścigowych łodzi motorowych, samochody i łodzie (płaskie obiekty) bywają podrywane przez siły aerodynamiczne do krótkiego, niekontrolowanego lotu, zaczynającego się niezmiennie od gwałtownego poderwania części dziobowej pojazdu do góry i rozkręceniu obrotu w osi pochylenia (obrotu względem osi poziomej, poprzecznej w stosunku do kierunku ruchu). Dalszy lot może wyglądać różnie, lecz w przypadku nas interesującym, jak wynika z pracy o 3-wymiarowym obrocie swobodnym podłużnej płyty w strumieniu powietrza Kakimpa, Hargreaves i Owena (2010), pozostaje najprawdopodobniej zasadniczo jednoosiowy (wokół osi pochylenia), przy niewielkim ruchu nutacyjnym w pozostałych osiach. Oś obrotu jest niewiele odchylona od poziomu i kierunku północ-południe, co tłumaczy mały skręt kierunku lotu w prawo.

Jak daleko poleci obracający się obiekt? Ruch końcówki skrzydła można próbować opisać jako balistyczny (o zerowej sile nośnej) i zmiennej w czasie sile oporu, jako że skrzydło ustawione jest w czasie lotu pod zmiennym kątem natarcia. Najprościej jest od momentu dokonania pierwszej 1/4 obrotu zastosować uśredniony, stały współczynnik oporu. Tak zrobiłem w 2012 r. i otrzymałem następujące wyniki

Prosta teoria lotu z obrotem wokół osi pochylenia i uśrednionym po czasie współczynnikiem oporu czołowego dla różnych orientacji i ciał. • Artymowicz (2012)

Najciekawszy jest model Cd=0.8, mający oszacowny współczynnik oporu czołowego Cd mniejszy niż 1.2 a większy niż 0.05, dwie wartości skrajne odpowiadając lotowi końcówki na sztorc i na płasko, względem napływu powietrza. Prosta teoria ruchu balistycznego daje zupełnie niezłą zgodność z odległością 110 m. Okazało się niedawno, że może zostać znacznie rozszerzona.

Udoskonalić teorię
Od lat siedemdziesiątych, zajmowano się na serio (obliczeniowo i doświadczalnie) modelowaniem zjawiska autorotacji, samo-podtrzymującego się obrotu. Aby nie przedłużać felietonu, podsumuję prace paru dekad w ten sposób. Najważniejszy w autorotacji lecących w strudze powietrza płyt protokątnych okazała się synchronizacja tempa zrzucania wirów z rotora, wirującej płyty lub końcówki skrzydła samolotu z jego obrotem.

Autorotacja płyty, rozumiana jako ciągły jej obrót w strumieniu powietrza, podtrzymywana jest przez podciśnienie górnego wiru, długo utrzymującego się przy krawędzi zmierzającej w prawo, tak jak przepływ ośrodka. • Ganlund, Ol & Bernal J. Fluid Mech. (2013), vol. 733, R5

Jak widać na wizualizacji prawdziwych przepływów w laboratorium, wir na krawędzi cofającej się w kierunku ruchu ośrodka utrzymuje się długo, jak przyklejony do płata, co podtrzymuje jego obrót (przepływ ośrodka na fotografiach zachodzi z lewa na prawo). Ponieważ mamy do czynienia z przepływem niestacjonarnym, wyniki dotyczące np. współczynnika oporu mogą w zasadzie różnić się nawet o czynnik 2 od wyników w przepływie ustalonym, jak to zwykle jest w przypadku obliczeń siły nośnej i oporu wytwarzanego przez skrzydła. Obserwuje się i w obliczeniach i w teorii, a co najważniejsze także w locie ptaków i owadów poruszających skrzydłami (właśnie częściowo aby skorzystać z tego efektu) chwilowe siły aerodynamiczne dużo większe, niż wynikałoby to z wiedzy o przepływie ustalonym.
Związane jest to z opisaną wyżej produkcją i przemieszczaniem się wirów. Dlatego też, nie można po prostu założyć, że rotujący fragment skrzydła ma pewną wartość współczynnika oporu Cd opartą na przepływie niezależnym od czasu i kilku wartościach charakterystycznych kąta natarcia. Trzeba wykonać obliczenia ab initio, używając aerodynamiki przepływów nieustalonych.

Duża dostępność technik obliczeniowych pozwoliła ostatnio inżynierom zasymulować w 3 wymiarach ruch płaskiego, autorotującego niestacjonarnie, lecącego swobodnie obiektu (Kakimpa, Hargreaves i Owen 2010). Mimo, iż prostokątny obiekt nie był bardzo wydłużony (również końcówka skrzydła nie jest znacznie dłuższa niż jej szerokość, mniej więcej w stosunku 2:1), to okazało się, że jeśli początkowo jest ułożony podobnie jak skrzydło w stosunku do nadbiegającego powietrza, to osią obrotu staje się oś obiektu nazwna przeze mnie wcześniej osią pochylenia (jest ona także długą osią obiektu). Wokół innych dwu osi nie zachodzi obrót, a jedynie wahania (libracje, nutacje). Zmierzony w laboratorium współczynnik siły oporu wahał się między blisko 0 a 2.5, co jest -jak wyżej wspomniałem- niespotykaną w przepływie ustalonym wartością (nawet prostopadła do wiatru płyta kwadratowa wytwarza tylko Cd=1.2, a nie 2.5, w dodatku wartość 2.5 była obarczona błędem systematycznym zmniejszającym Cd w pomiarze). Z drugiej strony, obliczenia wykazały możliwość jeszcze większego oporu maksymalnego, o współczynniku 3.5.

Najciekawsze tu jest, że oczekiwana jest pewna niezerowa siła nośna obracających się ciał, zwana siłą Magnusa. Jest to siła zaginająca tor lotu podkręconej piłki. Można ją łatwo zaobserwować i nawet bardzo łatwo zmierzyć opisujący ją współczynnik CL (od ang.: coefficient of lift). Weźmy kopertę z kilkoma kartkami papieru w środku (dla zapewnienia realistycznego dla przypadku smoleńskiego momentu bezwładności ciała) i wypuśćmy ją z rąk w ułożeniu prawie pionowym. Wejdzie wtedy w autorotację i zamiast spadać pionowo, dzieki wytwarzanej sile nośnej prostopadłej do kierunku spadku, odejdzie od pionu i zacznie opadać w kierunku 40 stopni, a może jeszcze więcej odchylonym od niego. Tangens kąta odchylenia jest w istocie stosunkiem CL/Cd, co w połączeniu z łatwą do wyznaczenia szybkością ustalonego spadku daje dwa równania na dwie niewiadome i pozwala obliczyć Cd i CL z eksperymentu.
Zarówno mierzona przez badających autorotację płyt siła nośna Magnusa, jak i siła oporu dają się przybliżyć funkcjami matematycznymi i użyć do symulacji lotu smoleńskiego skrzydła. Rysunek Cd i CL w zależności od kąta natarcia pokazuje porównanie wielkości omawianych sił

Współczynniki oporu i siły nośnej Magnusa autorotującej stacjonarnie, prostokątnej płyty w strumieniu powietrza. • P.A. na podst. cytowanej literatury (Artymowicz, 2014b)

Wyniki symulacji dynamicznej ruchu skrzydła nad terenem po raz pierwszy pokazałem na konferencji w Kazimierzu w 2014 r. Oto rysunek trajektorii wraz z zaznaczoną orientacją płyty w przestrzeni (kolor niebieski):

Trajektoria górna to ruch końcówki skrzydła wraz z zaznaczonym schematycznie jej ułożeniem w kolejnych chwilach czasu. Pełne sekundy zaznaczono kolorem jasnoniebieskim. Siły aerodynamiczne wyliczone zostały ze współczynników pokazanych na poprzednim rys. • Artymowicz (2014b)

U góry rysunku pokazano przebieg zmienności w czasie współczynników CL i Cd obiektu. Strzałka na dole pokazuje miejsce znalezienia urwanej części lewego skrzydła tupolewa.
Zasadniczym wynikiem obliczeń jest zaskakująco dobra zgodność modelu z rzeczywistym zasięgiem lotu (~111 m). Końcówka skrzydła podrywana jest na znaczną wysokość ~30 m przez początkową siłę nośną (nadającą jej przed narośnięciem kąta natarcia do 70 stopni znaczne przyspieszenie pionowe) oraz przez trwający przez cały lot efekt Magnusa związany z cyrkulacją powietrza wymuszoną obrotem ciała. Spadek z tej wysokości jest wolny i długotrwały (lot trwa ponad 5 sekund, czyli dłużej niż lot całego pozostałego samolotu). To gwarantuje duży kąt spadku (nie mniej niż 50 stopni do horyzontu), jak też niewielką prędkość zderzenia z terenem (70 km/h, co jest zgodne z niewielkim stopniem zniszczenia blach).

Jeśli porównamy pokazaną wcześniej trajektorię z najprostszego modelu, obliczoną przy stałej wartości Cd = 0.8, oddającej średnią po kątach natarcia z Cd w przepływie ustalonym, z niebieską trajektorią reprezentującą zmienne w czasie siły występujące w przepływie nieustalonym, to zauważyć można ciekawą koincydencję. Otóż zasięg lotu jest podobny, tylko kształt trajektorii i maksymalna wysokość na jaką wzbija się końcówka skrzydła są zupełnie różne. Również czas trwania lotu jest zupełnie inny. O ile w pierwszym obliczeniu średnia siła oporu jest mniejsza, o tyle ruch w bardziej realistycznym obliczeniu jest mocniej hamowany, jednak kompensuje to dłuższa droga i czas lotu umożliwione przez efekt Magnusa. Dolna trajektoria (brązowe symbole) podobnie jak prosta teoria przepływu stacjonarnego, nie ma po pierwszym półobrocie płyty żadnej siły nośnej - dlatego tu porównanie nie jest zaskakujące: przypadek uśrednionego Cd = 0.8 daje dalszy zasięg lotu niż zmienne w czasie, średnio większe siły oporu niestacjonarnego.

Podsumowanie: o czym mówią obliczenia?
Obliczenia trajektorii pokazane w tym felietonie stały się możliwe dopiero niedawno. Pojawiły się w literaturze prace laboratoryjne i obliczeniowe opisujące autorotację przedmiotów podobnych do płatów skrzydeł. Uwzględniłem je w modelu matematycznym. Okazało się, że końcówka skrzydła przelatuje z miejsca oddzielenia od całego samolotu 110 m i spada poda kątem i z prędkością zgodna z danymi powypadkowymi. Po drodze wznosi się szybko aż na 30 m nad terenem, po czym spadek jej jest stromy i powolny. Gdyby urwanie skrzydła nastąpiło dalej, niż kilka metrów przed lub za brzozą Bodina, albo nad brzozą (nonsensowny scenariusz wybuchowy, gdyż nie odtwarza stanu brzozy po wypadku) - wówczas końcówka wylądowałaby zupełnie nie tam, gdzie wylądowała i nie wyglądałaby tak jak wygląda. Przypominam, że widział to miejsce Bodin i inni, biegnący w stronę miejsca katastrofy.

Jest to niezależne potwierdzenie aerodynamiczne spójności wszystkich faktów smoleńskich, a zaprzecza to zmyślonym teoriom pseudonaukowym.

______________________
LITERATURA I ODSYŁACZE
Artymowicz, P., 2012, prezentacja na konf. Mechanics in Aviation XV, Kazimierz Dolny, 30 maja 2012.
Artymowicz, P., 2014a, prezentacja na konf. Mechanics in Aviation XVI, Kazimierz Dolny, 29 maja 2014. “Katastrofa TU-154M PLF 101: konfrontacja obliczeń trajektorii lotu ze zniszczeniami naziemnymi i zapisem dźwięku w kokpicie”, link do MechAvXVI-1.pdf
Artymowicz, P., 2014b, prezentacja na konf. Mechanics in Aviation XVI, Kazimierz Dolny, 29 maja 2014. “Co oblicznia dynamiczne łamania brzozy i lotu końcówki skrzydła w katastrofie PLF 101 mówią o jej przebiegu?”, link do MechAvXVI-2.pdf
Kakimpa, B, Hargreaves, D., Owen J., 2010, "Aerodynamic characterisation of static and auto-rotating plates using coupled CFD-RBD simulations", w: The Fifth Symposium on Computational Wind Engineering, Chapel Hill, NC, USA, May 23-27, 2010.
Wideoblogi Zespołu Laska, 2014, portal faktysmolensk.gov.pl:
korelacja trajektorii i CVR (Artymowicz),
rekonstrukcja trajektorii lotu (Artymowicz),
o zderzeniu z brzozą i obrocie samolotu (Artymowicz)

47. Trylogia fonetyczna, cz.3: Mysz w kontenerze. O korygowaniu pomyłek w wiekach XIX-XXI

Mysz w kontenerze nie zawsze jest mała.

Tym felietonem kończę tryptyk o zupełnie niepotrzebnej kontrowersji dotyczącej odczytów smoleńskiego rejestratora dźwięku w kokpicie (CVR). W wyniku bojaźliwości polskich ekspertów od elektroakustyki i fonologii proszonych o komentarz oraz pospiesznej oceny zagranicznego fonologa i językoznawcy nie mającego w czasie udzielania wywiadu dostatecznej wiedzy o nagraniach analogowych na taśmach CVR, doszło do publicznego rozprzestrzenienia przez Gazetę Wyborczą nieprawdziwych wiadomości. Najciekawsze jednak było to, co działo się później i jak kontrowersja została (jak sądzę) rozwiązana.

Aby ogarnąć zasięg i istotę kontrowersji, musimy zajrzeć do Gazety Wyb. z 14 kwietnia 2015r.

Wywiad z dr Frenchem
Opublikowany tam został wywiad 'Trudna nauka po Smoleńsku' dziennikarza GW Jacka Krywko z prof. Peterem Frenchem, dotyczący jego oceny działań polskiego zespołu biegłych uczestniczących w postępowaniu wstępnym na temat katastrofy ze skutkiem śmiertelnym dla 96 osób pod Smoleńskiem. Dr French jest prywatnym przedsiębiorcą prowadzącym od dawna znaną firmę świadczącą usługi prawnicze (audiologiczne ekspertyzy sądowe) i prezesem założonego przez siebie i kolegów Międzynarodowego Stowarzyszenia Akustyki i Fonetyki Sądowej. Wykłada też czasami na uniwersytecie York, gdzie istnieje jego strona sieciowa. Jak widać z niej, jest specjalistą od dialektów, analizy rozmów, a także psychologii mowy dziecięcej. Jest też znanym lingwistą i akustykiem sądowym, człowiekiem który potrafi rozpoznać z dokładnością do hrabstwa i miasta miejsce urodzenia rozmówców angielskojęzycznych na podstawie dialektów ich mowy zarejestrowanej w nagraniach (angielski dziennikarz, który poddał się sam próbie, zaświadczył o tej zdolności).
Dr French nie jest elektroakustykiem, dźwiękowcem, sound engineer (reżyserem dźwięku), specjalistą od nagrań jako takich. Okazało się to w tej aferze dużo dobitniej, niż p. French na to zasługuje. Został niechcący wciągnięty w wir smoleński. Kiedy dowiedział się o tym do czego politycy wykorzystali jego wypowiedzi, był bardzo zdziwiony.

Dlaczego zatem udzielono w GW głosu Frenchowi, językoznawcy? Przecież głównym pytaniem miała być techniczna kwestia użycia przez WPO wysokich częstotliwości próbkowania. Na to pytanie odpowiada we wstępie do wywiadu red. Krywko, żaląc się na niepowodzenie swych krótkich poszukiwań odpowiednio wykwalifikowanego rozmówcy, który mógłby ocenić metody pracy zespołu biegłych WPO (warszawskiej Wojskowej Prok. Okręgowej), prowadzącej śledztwo w sprawie nieumyślnego spowodowania katastrofy tupolewa w dn. 10.40.10. Po prostu, nikt inny nie zechciał.

"Żyjemy w kraju, w którym nikt nie chce publicznie, zgodnie ze swą fachową wiedzą odpowiedzieć na pytanie o sens używania jednej częstotliwości próbkowania pliku audio zamiast innej. Fachowcy obawiają się, że niezależnie od tego, co powiedzą, któraś ze stron "politycznego sporu" natychmiast obrzuci ich błotem.
Rozmowa z jednym z najwybitniejszych brytyjskich ekspertów w tej dziedzinie nie jest naszym wyborem. Jest smutną puentą narodowej histerii otaczającej katastrofę pod Smoleńskiem. Jeszcze trochę i z każdym technicznym pytaniem trzeba będzie wydzwaniać do Waszyngtonu."

Tak, to prawda (poza sugestią, że rozmówca jest jednym z najwybitniejszych ekspertów w dziedzinie "używania jednej częstotliwości próbkowania pliku audio zamiast innej"). W kraju ludzie lękają się powrotu IV RP i macierewiczowskiej inkwizycji. Ale i poza granicami nie jest łatwo kogoś namówić na komentarz. Wiem nieoficjalnie, że p. Krywko próbował przed kontaktem z Frenchem dowiedzieć się czegoś w niektórych europejskich i amerykańskich komisjach badania wypadków lotniczych. Bez skutku. Zapewne z ulgą odkrył więc, że French bardzo udzieli wywiadu.

W tym wywiadzie śmiało, lecz bez zapoznania się z materiałami i dowodami sprawy, którą komentuje, dr French stosuje zdolność (właściwą wymyślonej przez A. Conana Doyle'a postaci detektywa z Baker Street) do rozwiązywania trudnych spraw na podstawie absolutnie minimalnych danych. Pyta dziennikarza o to, jaki jest nominalny zakres częstotliwości gwarantowany przez producenta CVR, uzyskując odpowiedź: od 300 Hz do 3,4 kHz. Na podstawie tych dwóch liczb, nie fatygując się by przeczytać zał. 8 do opinii kompleksowej biegłych WPO o którym jest bądź co bądź mowa (kiedy i jak? po polsku?), dr French dochodzi zbyt szybko do wniosku, że poza tym zakresem CVR nie przenosi użytecznej informacji. Stąd już mały krok to kwiecistego porównania zastosowanej w 2014 r. w Moskwie metody próbkowania z częstotliwościa 96 kHz jako użycia kontenera do przechowywania myszy, w domyśle - jako działania w zasadzie dyletanckiego, niepotrzebnego, choć w sumie niegroźnego:

"JK - Pańskim zdaniem specjaliści wykonujący pierwsze kopie nie popełnili błędu?
PF - Nie. Postąpili zgodnie z zasadami sztuki.
JK - Zatem błąd popełniła ostatnia ekipa?
PF - Konwersja do pliku o jakości 24 bit/96 kHz z pewnością nie zaszkodzi. W tym wypadku, zważywszy na źródło, zakres przenoszonych częstotliwości jest jednak absurdalnie szeroki. To trochę jak przewożenie myszy w kontenerze przeznaczonym dla słonia. Kontener jest olbrzymi, ale mysz nie zrobi się od tego większa. Wokół niej pozostanie masa wolnej przestrzeni.
Nie nazwałbym tego błędem - dźwięk nie stanie się od tego gorszy. Natomiast twierdzenia, że dzięki temu wypowiadane słowa stały się wyraźniejsze, są moim zdaniem wyssane z palca. To przeczy podstawowym zasadom akustyki."

Skandaliści
Prześmiewcze porównanie myszy i kontenera i wszystkie zwroty w rodzaju "wyssane z palca", "zakres absurdalnie szeroki", specjaliści IES "postąpili zgodnie z zasadami sztuki", "to przeczy zasadom akustyki" będą natychmiast, w ciągu paru godzin, wychwycone przez szarlatanów smoleńskich, którzy uznają, że reprezentująca wg nich władze i inne okropności III RP gazeta strzeliła sobie w stopę i niechcący ujawniła głupotę i przekręty śledztwa smoleńskiego.

Cytuję typowe doniesienie:

"Macierewicz: prokuratura wojskowa kłamie, oszukuje i mataczy
Wydrukuj
15.04.2015
Antoni Macierewicz uważa, że prokuratorzy prowadzący śledztwo smoleńskie powinni zostać natychmiast odsunięci od śledztwa. „Zwracam się do prokuratura Andrzeja Seremeta, żeby zdymisjonował prokuratorów wojskowych odpowiedzialnych za śledztwo ws. katastrofy smoleńskiej. To jest ostatni moment, w którym oni powinni odejść, bo będzie z nich jeszcze większa szkoda, niż ta, którą do tej pory zrobili” – tłumaczył w Telewizji Republika Antoni Macierewicz. Wyjaśniając co skłania go do wystosowania takiego apelu szef zespołu badającego przyczyny tragedii smoleńskiej wyjaśnia: „Ta prokuratura kłamie, oszukuje, mataczy od samego początku”.
Wskazał na zamieszczony "Gazecie Wyborczej" wywiad z prof. Peterem Frenchem prezesem międzynarodowego stowarzyszenia akustyki i fonetyki sądowej, który podkreśla, że nie można sformułować rzetelnej opinii o emocjach pilotów, jeżeli dysponuje się jedynie nagraniami głosów. French wskazuje również, że podniesienie częstotliwości nagrania nie poprawia jego jakości zapisu. Takie tezy prezentowała natomiast prokuratura wojskowa.
„To jeden z najwybitniejszych znawców tej dziedziny. Ta opinia jest miażdżąca dla prokuratury i dla wszystkich zwolenników 'pancernego Artymowicza'” – uznał Macierewicz."

To tylko jeden przykład. Inny jest tutaj. Odbyło się wiele konferencji prasowych, wypowiadał się też prezes partii PiS J. Kaczyński ("Doszło w ostatnich dniach do zabiegu wyjątkowo wręcz skandalicznego, mianowicie nieudolnie sfałszowana taśma czy dokładnie odczytanie taśmy zostało potraktowane poważnie") i wielu innych, młodszych od niego adeptów religii smoleńskiej.

W rzeczywistości, stosowanie metodologii opisanej w załączniku do opinii kompleksowej WPO nie tylko nie było błędem, ale pozwoliło odtworzyć, zlinearyzować nagranie po raz pierwszy w sposób poprawny, nie masakrując informacji zapisanej na taśmie CVR. Nawet nieco polepszyć tzw. stosunek sygnału do szumu, przez korelacje z dokładnością 10 mikrosekund i dodanie dwukrotnych odczytów. Pozwoliło to skorygować i rozszerzyć stenogram rozmów, odczytać niektóre wcześniej niezrozumiałe frazy. Moje dwa poprzednie felietony linkowane poniżej omawiają to dokładniej.

Dylemat Fridmana, albo co robić gdy ktoś jawnie błądzi
Wielokrotnie w dziejach ludzkości wygłaszano publicznie nieprawdę, niekoniecznie zdając sobie z tego sprawę. Pytanie, jak należy się wtedy zachować. Załóżmy, że wiesz, iż dr X, być może nawet osoba znana publicznie, popełnia jakiś naprawdę istotny błąd faktograficzny lub pojęciowy w swym publicznym wystąpieniu. Może publikuje błąd w artykule naukowym, a może 'tylko' opowiada głupstwa w wywiadzie radiowym. Boisz się, że to zamąci w głowach wielu ludziom - nie możesz tego tak zostawić, chcesz by błąd był skorygowany. Słusznie! Ale jak. Co robisz?

Dawno dawno temu, przed ponad stu laty, pewien nieznany urzędnik trzeciej rangi w szwajcarskim urzędzie patentowym opublikował w znanym żurnalu fizycznym jedną niezrozumiałą teorię, potem drugą. Coś o względności czy bezwzględności - nikt tego i tak z początku nie czytał, a jak czytał, to nie rozumiał. Prawie nikt. W końcu jednak nieliczni przejrzeli na oczy i teorię Einsteina uznano, z wielkimi zresztą oporami, w środowisku fizyków. Jego teoria pola grawitacyjnego z 1915 r. (ogólna teoria względności) jest tak trudna technicznie, że nie jest wykładana na pierwszych latach studiów uniwersyteckich do dzisiaj. W Polsce bywa, że studenci kierunków mat-fiz poznawali ją, ale dopiero na piątym roku, który potem po europejsku zlikwidowano. Rozwiązać jej centralne równania to sztuka wymagająca nie tylko znajomości matematyki, ale i dużego wyczucia fizyki. Nawet Einstein nie uzyskał sam pewnych podstawowych rozwiązań. Jednym z pierwszych, komu udało się w oparciu o równania Einsteina powiedzieć coś odkrywczego o Wszechświecie i jego zachowaniu jako całości - czy musi być stacjonarny, czy też może się kurczyć lub rozszerzać i jak konkretnie - był carski naukowiec Aleksandr A. Fridman (po ang. i niem. piszemy: Alexander A. Friedmann). W czasie I w.św. był pilotem myśliwców bombardujących, zresztą bombardował Przemyśl, rejestrując jak najdokładniej w celach naukowych trajektorie zrzucanych bomb. Znał się dobrze na aerodynamice i stworzył podstawy statystycznej teorii turbulencji - te właśnie dziedziny rozwinął wykorzystując zrzucanie bomb do weryfikacji swej teorii. Po wojnie i rewolucji trochę podróżował, po czym osiadł w Piotrogradzie jako dyrektor instytutu meteorologii. W 1922 r. zaczął publikować rozwiązania równań kosmologii.

Fizyk Aleksandr A Fridman, znany też jako Alexander Friedmann (1888-1925). Zwrócił się prywatnie do Einsteina z prośbą o publiczne odwołanie niesłusznej krytyki jego prac.•Inst. for History of Physics

Z pomocą przyjaciela-fizyka w 1924 r. opublikował w Zeitschrift für Physik (Vol. 21, pp. 326–332) wyprzedzający epokę artykuł "Über die Möglichkeit einer Welt mit konstanter negativer Krümmung des Raumes" (O możliwości świata ze stałą ujemną krzywizną przestrzeni). Jako pierwszy na świecie wykazał tam możliwości dodatniej, zerowej lub ujemnej krzywizny czasoprzestrzeni i odpowiadającej temu ewolucji wszechświata. Mimo tego osiągnięcia i mimo, że Einstein znał jego prace, Fridman został kompletnie zignorowany na zachodzie, jak i na wschodzie (żydowsko-imperialistyczne teorie względności nie były mile widziane za Stalina). Dopiero w ciągu ostatniego ćwierćwiecza niesprawiedliwość dziejową naprawiono, i teraz popularna metryka czasoprzestrzeni nosi pełną nazwę Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW), gdyż faktycznie np. prace Robertsona i Walkera były aż o dekadę późniejsze.

Co ciekawe, Einstein był w tamtym czasie wielkim przeciwnikiem wszystkiego, co odnosiło się do rozszerzających się lub inaczej ewoluujących wszechświatów i po zapoznaniu się z artykułem Aleksandra, Albert nie omieszkał dość ostro skrytykować go w tymże żurnalu, w którym wszyscy liczący się fizycy publikowali. Jednak, jak jeszcze wiele razy w dalszym życiu, Einstein nie miał racji. Stąd u Fridmana pojawił się wielki dylemat - jak spowodować, aby uczony poprawił swój błąd? Czy zaatakować Einsteina publikując odpowiedź na jego bezpodstawną krytykę? Czy też zawiadomić o błędzie, ba, o żenującej wpadce wielkiego uczonego, prywatnie. Wybrał to drugie rozwiązanie, zgodnie z etyką naukową XIX wieku, nie stosowaną dziś powszechnie. W liście, który dr Einstein otrzymał z opóźnieniem, bo podróżował już jako znany fizyk aż do Japonii, Rosjanin prosił go by zapoznał się z jego wyjaśnieniem, a jeśli uzna, że nie miał racji, aby wtedy publicznie, w Zeitschrift für Physik, zamieścił notę prostującą nieporozumienie.

Einstein w 1924 r.

Albert Einstein zrobił to. Zrobił, ale w zakończeniu listu do redakcji dopisał, że mimo swego błędu i niesłusznej krytyki, nie widzi wielkiego zastosowania (w domyśle: wielkiej wagi) wyników Fridmana. Na szczęście dla swej reputacji wśród potomnych, wielki uczony tuż przed wysłaniem listu skreślił to zdanie. Kilka lat później, E. Hubble zaobserwował przez największy teleskop tamtych czasów rozszerzanie wszechświata, które do końca wieku opisywano metryką FLRW.

Rozwiązanie kontrowersji dot. wypowiedzi dr. Frencha
Miałem miesąc temu dylemat Fridmana. Przyznam, że nie wiedziałem czy robię dobrze. Okazało się jednak, że stosując etykę nauki XIX-wiecznej postąpiłem najlepiej, jak można było. Napisałem do dr. Frencha email, korespondowaliśmy jakiś czas. Wskazywałem w raporcie WPO konkretne ilustracje i wyjaśniałem co mówią o zawartości i zakresu częstotliwości sybilantów w nagraniu CVR. To sprawa bardzo prosta dla specjalisty i dr French pojął wszystko w mig. Namawiałem go na szybkie sprostowanie. Tak się nie stało, bo French chciał nieco dokładniej poznać pewne apskty nagrań. Po zastanowieniu, zdecydował się odpowiedzieć publicznie na krytykę (oczywiście nie tylko moją; wystarczy zobaczyć komentarze pod wywiadem z 14 kw.; wiem, że jeden z blogerów salonu24 też pisał emaile).

Od profesora usłyszałem, że wystosował wczoraj na adres redaktora naczelnego GW list, komentując kwestię zawartości informacji w wysokich częstotliwościach. Tłumaczony teraz przez GW tekst, dn. 22 maja nie był jeszcze dołączony do elektronicznego wydania wywiadu, ale ma to się stać lada dzień. A wiec i dr French zachował się najuczciwiej, jak mógł w obecnej sytuacji i redaktorzy GW postąpili, jak trzeba. To jakiś mały sukces, że potrafimy się wszyscy zachować. W polityce takich przypadków prawie nie ma. Czy założymy się o to, że politycy PiS nadal będą kłamać w tej sprawie?

Dr French nie powinien był, wg mnie, wypowiadać się w kwietniu przed poznaniem wielu ważnych faktów, za szybko ferował osąd polskich biegłych. Można zaryzykować twierdzenie, że było to niezgodne z normami jego zawodu. Podważa się tym zaufanie do innych biegłych, siebie i swojej profesji. (W Polsce mógłby być nawet skreślony z listy biegłych sądowych za powoływanie się na to, że jest biegłym w innej sprawie, poza sądem). Jeśli chodzi o: podstawy technik nagrań analogowych, jak próbkować i dlaczego (jakie częstości próbkowania są konieczne do nowoczesnej obróbki cyfrowej, zwłaszcza korelacji i dodawania osobnych nagrań), o obecność bądź nieobecność filtrów przy takich nagraniach, ich stromiznę zbocza, czyli to wszystko co trzeba by wiedzieć o sprzęcie i technikach obróbki dźwięku, by móc się wypowiadać o zawartości informacji o wysokiej częstotliwości w CVR, to nabrałem przekonania, że profesor tych spraw nie znał z własnej praktyki. Nawet jeśli zapomnimy o teorii zapisu magnetycznego - to sybilanty do 12.5 kHz po prostu widać w opublikowanych widmach w opinii biegłego WPO; biegli więcej ich usłyszeli, niż w dawnych nagraniach. Biegły, który brał udział w nagraniach w ubiegłym roku, tak porównuje różnicę między odsłuchem nowych nagrań CVR z dawnymi: "jakby watę z uszu wyjąć". W zobaczeniu tego w postaci graficznej nie pomógł fakt, że osie wykreślonych w załączniku 8 do opinii WPO były raczej nieczytelne (orginał załącznika został zeskanowany).

Korespondowałem także z red. Krywko, który wg mnie również nie postąpił najbardziej profesjonalnie. Napisał 19 kwietnia br. następną notkę w GW, w której oburza się na wykorzystanie jego wywiadu do brutalnej walki politycznej przez posła Macierewicza. Jednak i tam znajdują się stwierdzenia o nagraniach, które są ewidentnie nieprawdziwe (powtarza nieprawdę, że biegli WPO mylili pasmo zapisywane z przenoszonym przez odtwarzacz). Redaktorowi byłoby łatwo swą wypowiedź zwyczajnie sprostować w gazecie, ale nie spieszył się z tym, moim zdaniem wprowadzając w błąd czytelników (już tym razem świadomie). Warto pamiętać o regule porządnego dziennikarstwa zachodniego - cokolwiek raportujemy, dajemy szansę stronie o cokolwiek podejrzewanej wypowiedzieć swą wersję wydarzenia lub opinii. W tym przypadku pomogłoby to bardzo, ale prowadzący wywiad nie planował zapytać rzecznika prokuratury ani biegłych osobiście. Przy dobrych chęciach było to jak najbardziej wykonalne, jako że inni dziennikarze (a nawet blogerzy niesprzyjający śledztwu WPO) w innych sprawach potrafili to zrobić i uzyskać odpowiedzi.

Kontrowersja była zatem trywialna (lub jak kto woli idiotyczna, wyssana z palca, ale nie prokuratorskiego). Dość długo nie sprostowana, nie posłużyła prawdzie. Została wykorzystana przez znany zestaw kłamców smoleńskich, kontynuujących swoje polityczne disco-polo na grobach.

Liczyłem, że dr French weźmie przykład z dr Einsteina i nie zawaha się przyjrzeć sprawie i przyznać do błędu. Sądzę, że niemal dosłownie to zrobił, w formie, którą uważał to za właściwą i akceptowalną. Za to należy się mu moje spore uznanie. Za odwagę intelektualną, za nieuciekanie od problemu, od dyskusji i za napisanie listu do red. Michnika z uwagami wyjaśniającymi w zasadzie sprawę, dopuszczając teraz celowość znacznie wyższej, niż w odczytach MAK, CLK i IES częstotliwości próbkowania CVR. (Do absolutnie pewnego potwierdzenia wersji podanej przez WPO, musiałby mieć dostęp do pełnych danych, które pozostają niejawne, pełnych gwarancji nie mógł więc w swym liście dać). Jestem pewien, że widząc kontener, nie będzie więcej zakładał, że ktoś niedoświadczony wybrał się łapać nim myszy. Na pewno także będzie dokładniej zapoznawał się z pracą, na temat której jest proszony o wyrażenie opinii.

W skrócie, uważam kontrowersję za zasadniczo rozwiązaną i to w sposób, który zaakceptowaliby Fridman i Einstein.

Globalizacja Smoleńska?
Nie wiem, czy mieli rację ci, którzy kiedyś czarno widzieli perspektywę racjonalnej dyskusji na temat Smoleńska między sektą wybuchów "izobarycznych", a bardziej fachowymi ludźmi, miło mi w każdym razie, że dyskusja z Europejczykami może być nieudawana i wyjaśnić ewentualne sporne kwestie. Z tego punktu widzenia, jesli ZP dąży do globalizacji swych dywagacji smoleńskich, to skończy się to kolejnym olbrzymim zawodem tych faszywych proroków zamachu, już opuszczonych przez wszystkich liczących się naukowców, inżynierów, a zwłaszcza ludzi związanych z lotnictwem w Polsce._________________
Link do felietonu #1
Link do felietonu #2

46. Trylogia fonetyczna, cz. 2: Jak na świecie odczytują rozmowy z czarnej skrzynki?

AR T I C U L A T ION - Analiza widma angielskiego słowa 'wymowa' do 8 kHz • www.iasforensics.com

W poprzednim felietonie pisałem, jak zrobiono nowe odczyty rejestratora dźwięków CVR feralnego lotu smoleńskiego i dlaczego są lepsze technicznie, niż poprzednie. Podam i dziś kilka dodatkowych ilustracji. Ponieważ jednak mamy w Polsce nadmiar pomysłów, jak prowadzić poprawnie odczyty (a czasami nawet: jakie treści powinny zostać odczytane), to może należałoby najpierw zobaczyć, co robi się na świecie z tego rodzaju nagraniami. Są proste pytania, nie ma tylko prostych odpowiedzi: Kto i jak powinien stenogramować CVR? Kto ma identyfikować głosy? I w końcu, jaka jest pewność, że rozpozna się mówiących? Proponuję przyjrzeć się, jak to było robione w kraju, a jak jest robione w UE i Ameryce: kim są i co robią analizujący kopie CVR, czym się różni analiza dla komisji wypadkowej od pracy dla Temidy? Koniec końców, okazać się może, że polskie podejście nie jest wcale najgorsze!

Specyfika i różne cele końcowe odczytów CVR
Rekordery dźwięku (CVR=cockpit voice recorder) są jednymi z najważniejszych źródeł danych o wypadkach lotniczych. Większość wypadków polega przynajmniej częściowo na błędach popełnianych przez załogę, a jak doszło do błędów, to pomagają wyjaśnić CVR-y. Czasami można też odczytać w nagraniach akustyczne dowody awarii samolotu. Lot 427 US Air w 1994 r. zakończył się śmiercią wszystkich 132 osób na pokładzie (szczęśliwym trafem nie doszło do spadku na centrum handlowe) po tym, jak nastąpiła awaria Boeinga 737. W wyniku m.in. badania CVR, przeprojektowano serwomechanizmy i stery pionowe tych samolotów. (Nota bene, w dochodzeniu udowodniono, że rekorder zapisuje dźwięk wydarzeń w strukturze samolotu odległej od kokpitu; przenosi się on tak, jak to miało miejsce w PLF 101, dziesiątki metrów poprzez metal, dlatego m.in. słychać uderzenia skrzydeł w smoleńskie drzewa).

Zapisy CVR różnią się znacznie od innego typu materiałów dowodowych w śledztwach: rozmów telefonicznych i różnego rodzaju podsłuchów. Po pierwsze, zapis CVR zawiera bardzo dużo zwrotów i skrótów z dziedziny awiacji, nie znanych potocznie. Po drugie, CVR jest korelowany z innymi zapisami wypadkowymi, głównie z zapisami parametrów lotu - co pozwala lepiej zinterpretować dźwięki i wypowiedzi, jak i zrozumieć, dlaczego pojawiły się w ściśle określonych momentach lotu zapisane w rekorderach parametrycznych (MSRP64, FDR/TAWS, jeśli chodzi o wypadek lotniczy pod Smoleńskiem dn. 10.04.10). Z pewnością to komplikuje samą analizę, ale daje w końcu pełniejszy obraz przyczyn i przebiegu katastrof. Sam zapis CVR nie jest jednak wystarczający do orzekania o przyczynach katastrofy.

Zbieranie w całość wątków śledztwa, by uzyskać odpowiedzi na zasadnicze pytania o przyczyny i winnych wypadkowi należy, odpowiednio, do komisji badania wypadków i prokurtur+sądów. Mimo, że te pierwsze mają inny cel (zmiany w przepisach i w technologiach, zapobiegające przyszłym wypadkom) niż te drugie (orzeczenie winy), to badaniu CVR przyświeca dokładnie ten sam cel, jakim jest uzyskanie maksymalnie czytelnego i pewnego transkryptu i identyfikacji mówców. W przeciwnym razie, zachodziłoby niebezpieczeństwo błędnego określenia ewentualnej winy osób, jak i błędnego zrozumienia czynnika ludzkiego w wypadku. Zatem przy rozbieżnych celach końcowych dochodzeń, i różnych wymaganiach formalnych co do osób zajmujących się nagraniami, celem bezpośrednim wszystkich odczytów powinno być to samo. Ale praktyka jurydystyczna i sprawy techniczne nie zawsze współgrają.

Jeśli chodzi o katastrofę smoleńską, to wiemy, że są spore różnice w jakości technicznej starych i nowych odczytów smoleńskiego CVR. Teraz załóżmy po prostu, że nagrania i opracowania cyfrowego danych dokonano i staje przed nami pytanie: jak przeprowadzić dalszą analizę, to znaczy jak najlepiej wykonać stenogram i identyfikację głosów. Kto i jak ma to robić, w jakim stopniu należy odszumiać uzyskane oryginalne nagranie.

Metody polskie - dawne odczyty, nowe wątpliwości

Dźwięk z lotu kończącego się wypadkiem lotniczym zazwyczaj odczytuje laboratorium policji lub instytut ekspertyz sądowych, na wniosek odpowiednich do śledztwa organów. Ze względu na wspomnianą specyfikę nagrań CVR, w takich odczytach powinny uczestniczyć osoby znające nie tylko metody transkrypcji rozmów, ale i osoby rozumiejące procedury i wyrażenia lotnicze.

W przypadku śledztwa smoleńskiego, jak wspominałem w poprzednim felietonie ( Dr French I presume), nie jest jasne, jak dobrze wypełniły to wymaganie laboratoria CLKP i KIES (ten ostatni instytut na wniosek wojskowej prokuratury okręgowej, WPO, w 2011-2012 r.). Wspomniałem też wcześniej o wątpliwości co do bardzo małej liczby (1-2) osób biorących udział w transkrypcjach i identyfikacji. Również miałbym kilka pytań dotyczących stopnia odszumiania zastosowanego przez IES; zbiory z ich nagraniami noszą nazwę korekcja_*, co sugeruje, że do odsłuchów używano być może tylko odszumionych nagrań. To byłoby błędem.

Problemy odszumiania
Potencjalny problem w tym, że nie istnieją obecnie metody odszumiania nagranego z zakłóceniami tekstu mówionego, gwarantujące statystycznie poprawienie jego zrozumiałości. Jedyne co można łatwo uzyskać, to usunięcie irytujących "linii widmowych", wąskich pasm częstotliwości pochodzących z bardzo głośnej awioniki tupolewa pod podłogą kokpitu, silników, klimatyzacji, czy w końcu z magnetofonu MARS, spowoduje, że odczyt będzie dużo mniej męczący.

Te sprawy są dopiero od niedawna intensywnie badane. Loizou (2013) w rozdziale 12.3 zatytułowanym "Comparison of enhancement methods: speech intelligibility" porównał wyniki zrozumiałości nagrań testowych wypowiedzi mężczyzny (próbkowanych z f=25 kHz, po czym zredukowanych do częstotliwości 8 kHz), przy ustalonym poziomie sygnału do szumu (dla kilku rodzajów zakłóceń: od sali dworcowej do wnętrza samochodu, jak i dwóch stopni względnego natężenia - 0 i 5 dB), po zastosowaniu nowoczesnych metod odszumiania dźwięku. Metod było osiem/trzynaście, w zależności od tego, co chciano zbadać konkretnie: trzy algorytmy subtraktywne (odejmujące części widma krótkookresowego uznane za szum - stosowane są w popularnych programach do obróbki dźwięku), dwa algorytmy oparte o metodę podprzestrzeni (met. dekompozycji osobliwej SVD i in.), trzy filtry typu Wienera (jeden z nich to metoda wavelet-threshold), oraz pięć zaawansowanych algorytmów odszumiania opartych o modele statystyczne (np. adaptacyjne zastosowanie tzw. Bayesa z różnymi metodami oceny jakości wyników). W każdym przypadku fragmenty zawierające mowę w nagraniu były wyszukiwane także przez programy. Testy odsłuchowe prowadzono w laboratorium Dynastat Inc. w Teksasie z pomocą 32 dorosłych odsłuchujących.

Wyniki tego dużego programu porównawczego są ciekawe i niepokojące. O ile subiektywna ocena jakości nagrania prawie zawsze podnosiła się znacznie po odszumieniu (czyli łatwiej się słucha nagrań odszumionych i wydają się one dużo lepsze), o tyle obiektywnie zmierzony procent poprawnie odczytanych słów angielskich był niemal bez wyjątku albo mniejszy niż w nagraniu nieodszumionym, albo niemal taki sam. Wyjątkiem był specjalny rodzaj szumu (wnętrze samochodu, jeden z 8 testowanych rodzajów zakłóceń) potraktowany jednym z rodzajów adaptywnych filtrów Wienera. Uśrednione po rodzajach szumu wyniki tego jedynego mogącego poprawić zrozumiałość mowy algorytmu były jednak dokładnie neutralne, w przypadku szumu dworca kolejowego pogarszał bowiem zrozumiałość mowy. Trudno byłoby zatem rekomendować na podstawie tych badań jakikolwiek algorytm. Tym bardziej, że zapisy rosyjskiego CVR są bardzo specyficzne, jeśli chodzi o zakłócania (kilka nałożonych rodzajów szumu i nierównomierności przesuwu taśmy), a nikt podobnych nagrań naukowo, w powyższy sposób, nie badał.

Wiadomo jednak z dotychczasowych odsłuchów amatorskich, że jest dość łatwo tak "odszumić" nagranie smoleńskie, że pojawiają się dziwne rezultaty (nie mówię tu o odwracaniu i dużym zwalnianiu biegu taśmy, to zupełnie osobny rodzaj 'śledztwa inaczej'). Prawdopodobnie jest to związane z próbami przesadnego podkręcania parametrów niedoskonałych algorytmów, które niechcący "czyszczą" część cennej informacji. Mózg ludzki interpretujący słyszane dźwięki jest wysoko wyewoluowanym organem. Potrafi nieraz dokonać separacji źródeł dźwięku oraz pominąć zakłócenia dużo sprawniej, niż obecne metody komputerowe.
A zatem, jeśli odszumianie, to z umiarem. Unikniemy wtedy mocnego tzw. szumu muzycznego, wprowadzanego do nagrania przez większość dostępnych programów.

Automatyczna identyfikacja osób?

Od razu powiem, że to samo odnosi się do zdolności automatycznej identyfikacji mówców przez algorytm komputerowy - tu jednak metodyka polska była moim zdaniem zawsze poprawna: nie próbowano jej w żadnych dochodzeniach smoleńskich.

Jest to ciekawy i rozwojowy kierunek badań, ale znajdujący się jeszcze w stadium eksperymentalnym. W r. 2015 BM.I (austriackie MSW) opublikowało krótki artykuł. Dr Sylvia Moosmüller, ekspert w zakresie fonetyki akustycznej w instytucie badań dźwiękowych Austriackiej Akad. Nauk, mówi tam, że policja używa zasadniczo metod fonetyki audytywno-akustycznej, jako że systemy automatyczne, zwłaszcza w przypadku dużych różnic warunków technicznych nagrań, dają niewystarczające rezultaty i mogą być wykorzystane najwyżej jako pomoc przy odsłuchach. Jednym z wiodących twórców metody automatycznej identyfikacji mówców jest dr Andrzej Drygajlo, pracujący w Szwajcarii na politechnice lozańskiej. Osobom interesującym się tematyką porównywania i rozpoznawania osób na podstawie nagrań polecam gorąco nową książkę dającą dobry przegląd obecnego stanu tej dziedziny (Neustein & Patil 2012, "Forensic Speaker Recognition", por. cytowaną literaturę). Zawiera ona artykuł przeglądowy dra Drygajlo.

Algorytmy komputerowe mają jeszcze za słabą zdolność rozpoznawania mówców, gdy nagrania porównywane są robione w inny technicznie sposób i w niepokrywającym się kontekście (jak i stanie emocjonalnym mówiącego). Rozpoznają w niektórych testach poprawnie tylko rzędu 40 procent mówiących i to w niezbyt zniekształconych nagraniach. Gdyby nie wspomniane różnice warunków nagrania, mogłyby rozpoznać 78% nagrań poprawnie. Jest też jeden hiszpański system software'owy (IntelliVox) dopuszczany do użytku w niektórych sądach, ale to jeszcze długo nie będzie standardowe narzędzie takie, jak edytory dźwięku dające możliwość zwalniania nagrania i odszumiania ich.

Polskie metody - nowe odczyty

Nowy odczyt CVR dokonany był w 2014 r., a opublikowany w kwietniu 2015 r. w wersji jeszcze nie końcowej. Trochę więc ryzykowne jest formułować wnioski na temat tego odczytu, gdyż obecnie są tymczasowe. Wiadomo jednak, jaka była z grubsza metodyka pracy biegłych prokuratury i to nam dziś w zupełności wystarczy, bo nie interesują nas tu konkretne wyniki w rodzaju: kto i co powiedział w jakieś minucie i sekundzie. Taśmę, zgodnie z oświadczeniem NPW i WPO, badały dwie grupy:

(i) Grupa odsłuchowa, 7 osób w której znajdują się osoby związane z lotnictwem (także, w przeszłości z pułkiem specjalnym lotnictwa transportowego, w którym latał PLF 101), jak i osoby nie związane z lotnictwem. Ten zespół, spełniający po raz pierwszy bezkontrowersyjnie podstawowy wymóg znajomości tematyki lotniczej,  miał dokonać lepszego, niż poprzednio odczytu nośnika magnetycznego i na podstawie opracowanego przez siebie, komputerowo opracowanego nagrania, stworzenie niezależnego nowego transkryptu rozmów i dźwięków.

Praca trwała miesiącami i ze względu na mniejsze zmęczenie słuchu warto było stosować odszumianie - ale tylko pod warunkiem częstego sprawdzania, czy nie da się więcej zrozumieć w nagraniu nieodszumionym (tak właśnie robiono w WPO). Do wielokrotnych odsłuchów używano profesjonalnego, ale nie eksperymentalnego pod żadnym względem oprogramowania, umożliwiającego analizę odsłuchową dźwięku, jak i ogląd w czasie realnym spektrogramów krótkookresowych. Grupa nie dokonywała porównania z próbkami głosów osób, które zginęły. Dokonała jednak identyfikacji autorstwa większości wypowiedzi w stenogramie, na podstawie osobistej znajomości głosu niektórych osób, oraz kontekstu sytuacyjnego (w tym wypadku, opartego na znajomości standardowego podziału ról w załodze samolotu Tu-154M). Transkrypt został umieszczony w załączniku 8, tym samym, w którym opisał metodę uzyskania odsłuchiwanego nagrania jeden ze specjalistów.

(ii) Grupa audiologii (w osobie prof. fonologii) mająca przeanalizować wybrane fragmenty zapisów dźwięku, głównie pod kątem identyfikacji wypowiedzi osób trzecich (ze względu m.in na rozbieżne poprzednie wnioski co do obecności w kokpicie w ostatnich minutach przed katastrofą Dowódcy Sił Powietrznych). Wymienione są też analizy stanu emocjonalnego mówców. Wyniki opisane są w załączniku 9 do opinii kompleksowej ZB (zespołu biegłych) WPO. Z załączników nie wynika jasno jak grupy (i) i (ii) współpracowały ze sobą, jako że zał. 9 wymienia prace grupy odsłuchowej nie więcej niż raz, i vice versa.

Metody amerykańskie: Analiza przyczyn wypadku

W USA odsłuchuje CVR z wypadku lotniczego (oprócz spowodowanych przez terroryzm, jak 9/11) niezależna instytucja rządowa nie mająca odpowiednika w Polsce: National Transportation Security Board (NTSB, narodowa komisja d/s bezpieczeństwa transportu).

To więcej, niż tylko komisja badania wypadków lotniczych, zajmuje się bowiem wszelkimi wypadkami i sprawami transportu powietrznego, morskiego i naziemnego, włącznie z rurociągami. Początkowo podłączona pod ministerstwo transportu, została po 1974 roku wydzielona i uniezależniła się. W zarządzie zasiada 5 osób, z których nie więcej niż 3 mogą być z tej samej partii politycznej. Szefa nominuje prezydent a zatwierdza senat. Przy wypadkach lotniczych NTSB ściśle współpracuje z ministerstwem lotnictwa cywilnego (FAA, Federal Aviation Administration). Oprócz FAA, NTSB zwykle określa też inne strony dochodzenia, takie jak np.: piloci (zazwyczaj podejrzewani o sprawstwo przez producenta samolotu) i producent samolotu (zazwyczaj podejrzewany o sprawstwo przez pilotów). Interesy pilotów często reprezentowane są przez członka ich związku zawodowego.

NTSB pracuje bardziej formalnie i w oparciu o konkretne podręczniki dobrych praktyk, takie jak CVR Handbook (2007), niż to się dzieje w większości krajów europejskich. To może się brać stąd, że lotnictwo i ogólniej transport w USA są bardzo rozwinięte i liczne, co prowadzi też do bardzo wielu wypadków (140 tys. przeanalizowano w NTSB, wydając pon. 13 tys. rekomendacji zmian ustawodawstwa), które przy braku procedur standardowych trudno byłoby sprowadzić do wspólnego mianownika. Po drugie, w USA bardzo łatwo zostać oskarżonym o niewłaściwe postępowanie, stąd naturalne okazało się takie sformułowanie reguł odsłuchu CVR, które na etapie śledztwa komisji wyklucza, a w ew. późniejszych procesach sądowych bardzo ogranicza możliwość wytknięcia badającym zapisy wypadkowe specjalistom niewłaściwego prowadzenia prac, błędną metodologię czy wnioski. Taśmy lub kości pamięci CVR nigdy nie są przedstawiane publiczności. To może nastąpić tylko, jeśli w sądzie prawnik NTSB nie da sobie rady. Normalnie publikowane są tylko raporty wstępne i końcowe podsumowujące prace NTSB oraz w wielu ważniejszych wypadkach, stenogramy.

Zespół odsłuchujący CVR zawiera przedstawicieli wszystkich stron: związku pilotów, jeśli trzeba to związku zawodowego mechaników lotniczych, producenta statku powietrznego, przedstawicieli (śledczych i specjalistów) ministerstwa FAA. Liczebność zespołu zależy od epoki (dawniej bywało mniej odsłuchujących) i od rodzaju sprawy, ale z bazy danych widać, że typowo to 4-7 osób, włączając specjalistę-technika od CVR (komitet odczytuje materiały w swym laboratorium). Inaczej niż w wielu krajach, biegli zespołu zbierają się podobnie jak ławnicy amerykańscy, w jednym miejscu, w określonym czasie, i mają pracować tak długo, aż stworzą i podpiszą swój wspólny transkrypt. Jak nie zdążą jednego dnia, pracują następnego. Ale to nie trwa kilka miesięcy, jak u nas. Wątpię, żeby obecne odczyty ustępowały jakością amerykańskim, my tylko mamy chyba większą determinację żeby robić i poprawiać po sobie błędy. Mimo ewidentnie pospiesznej amerykańskiej analizy, nie jest ona powtarzana. Czytałem wiele raportów i transkryptów, ale nie pamiętam, by kiedykolwiek prowadzano powtórne odsłuchy nośników. Takie odsłuchy mógłby nakazać tylko sąd. Co do odszumiania, NTSB nie dzieli się zbyt wieloma szczegółami.

Przykład grupy odsłuchowej NTSB:
Typowym zdarzeniem, gdzie CVR był ważnym wskazaniem co się stało, czy zawinił człowiek czy technika, był wypadek Airbusa 320 US Airways, lot 1549, dn. 15 stycznia 2009 r. w Weehawken, NJ. Raport numer DCA09MA026, grupy d/s CVR pod przewodnictwem Douglasa P. Brazy, stworzony został w Waszyngtonie (siedzibie Vehicle Recorder Division, NTSB) bardzo szybko, bo 22 kwietnia, 2009. Członkami grupy odsłuchowej oprócz przewodniczącego pracującego dla NTSB byli:
2. Capt. Rudy Canto, Director, Flight Operations Technical, Airbus
3. Jeff Diercksmeier, Accident Investigation Team, US Airline Pilots Association
4. Capt. Chuck Pastene, Check Airman Flight Training, US Airways
5. Floyd James, Air Safety Investigator, Office of Accident Investigation, FAA
6. Andy Mihalchik, Program Mgr. Technical Pilot, Flight Operations Support, GE Transportation – Aircraft Engines (przedstawiciel producenta silników, ważnych w wypadku), oraz
7. Nicholas Marcou, zast. szefa działu dochodzeń francuskiego odpowiednika NTSB, Bureau d’Enquetes et d’Analyses (BEA)
Skład nieco inny, ale liczebność taka, jak w ostatnich odczytach WPO.

NTSB nie prosi o pomoc

Dlaczego, jak w tym przykładzie, NTSB nie korzysta w pracy nad CVR z opinii audiologów, fonologów, językoznawców, biometrów, specjalistów od automatycznej identyfikacji mówców i/lub transkrypcji komputerowej? Gdyż uważa, że nie są potrzebni. NTSB uważa, że ich techniczni specjaliści lotniczy nie tylko wystarczają, ale mogą też uzyskać bardziej sensowny odczyt. Co nie znaczy idealny. Opatruje więc swój stenogram ostrzeżeniem następującej, częściowo już wspomnianej przeze mnie treści:

Warning. Czytelników tego raportu uprzedza się, że transkrypcja taśmy CVR nie jest nauką ścisłą, lecz najlepszym z możliwych wynikiem pracy grupy dochodzeniowej NTSB. Transcrypt, albo jego część, jeśli będzie wyjęty z kontekstu, może wprowadzać w błąd. Powinien być używany łącznie z innymi dowodami zebranymi w dochodzeniu. Nie należy dochodzić do wniosków wyłącznie na podstawie transkryptu.
I po takim ostrzeżeniu, dostajemy na ogół transkrypt i zero nagrań audio. A w mniejszych sprawach nawet bywa, że żadnego transkryptu. Przynajmniej nie ma się wtedy o co kłócić, jak teraz, kiedy mamy tyle odczytów smoleńskich.

Badanie wypadków w Europie

W Europie i Kanadzie postępuje się podobnie jak w Ameryce, tylko praca komisji badania wypadków lotniczych takich jak francuska BEA, angielska AAIB, niemiecka BFU, czy kanadyjska TSB, jest trochę słabiej określona, opisana i skodyfikowana, niż w USA.

Opracowanie nagrań dźwiękowych dla potrzeb sądowych

Z jedności zasadniczych celów jak najlepszego odczytania treści rozmów w kokpicie nie wynika, iż podobne procedury do wyżej opisanych stosuje się przed sądem.
Systemy sądownictwa (i to różne, bo przecież system prawny w Polsce nie przypomina w szczegółach prawa angielskiego) mają swoje specyficzne wymagania i procedury wynikające z długiej i zagmatwanej historii. Sądy są w większości niesłychanie konserwatywne, w porównaniu z laboratoriami naukowymi, gdzie rozwija się metody DSP (digital signal processing, opracowania cyfrowego danych), jak też z komisjami badania wypadków. Aby uniknąć błędów prawniczych, sądy (sędziowie i ewentualni ławnicy) wymagają, by stosowane metody były dla nich zrozumiałe, jak też chcą mieć rękojmię 'właściwej' prawnie metody pracy z materiałem, aby móc przyjąć odczyty nagrań za dowód w sprawie. Dlatego czasami składają lepszą (być może) jakość odczytu na ołtarzu rutyny, nie dopuszczając jako dowód nowych metod, albo metod wcale nie nowych, ale odbiegających od stosowanych wcześniej w sprawach, których rozstrzygnięć nikt nie zdołał podważyć. Żalą się na to przedstawiciele cywilizacji technicznej pragnącej postępu w metodyce badań - inżynierowie i fonolodzy, tacy jak jak Maher (2009).

Czy w Polsce może być to problemem w przypadku Smoleńska, jeśli naturalnie dojdzie do jakichś spraw z użyciem CVR? Nie wiem. Metodologia krakowskiego IES jest w każdym razie podobna bardziej do najbardziej konserwatywnych praktyk sądów USA, niż do typowych badań komisji wypadkowych na świecie. Te ostatnie nie wymierzają sprawiedliwości, tylko obsesyjnie dbają o bezpieczeństwo lotnictwa. Mając ten ważny cel są bardziej otwarte na nowości techniczne. Muszą się składać z licznych, wysoko wykwalifikowanych specjalistów lotniczych. Sądy nie mają natomiast najmniejszego obowiązku rozumieć szczegółów metod, jakie ich nieliczni biegli stosują.

Tradycyjnie, było tak: sąd rozstrzygał na podstawie opinii biegłych, którzy mieli być wysoko wykwalifikowani, powinni być naukowcami godnymi zaufania. W sprawie Frye przeciw Stanom Zjednoczonym, uznano w 1923 r., że dowody naukowe powinny opierać się na wypróbowanych, ogólnie przyjętych metodach znanych danej społeczności naukowej. I tylko to sąd sprawdzał - czy jest konsensus, a nie to, czy metoda jest najlepsza z możliwych w danym przypadku.

Dla przykładu, jeśli wszycy by próbkowali CVR z częstotliwością 11 kHz, to tak miało być aż do momentu, kiedy większość naukowców zmieni zdanie. Oczywiście to nonsens, który skorygowano w roku 1993. Sąd Najwyższy USA w sprawie Daubert kontra Merell Dow Pharmaceuticals Inc. orzekł wtedy, że ponieważ postęp w nauce polega zazwyczaj na pojawieniu się poglądów mniejszości, nie trzeba szukać konsensusu większości społeczności naukowej. Wystarczy pozytywna opinia paru naukowców recenzujących, uczestniczących w peer review. Naturalnie, zasady nauki leżące u podstaw metody muszą być niekontrowersyjne (nie chcieli podziwiać map poszukiwacza zaginionej brzozy prof. Cieszewskiego, dedukcji wybuchów z liczby odłamków większej niż trzy dra Szuladzińskiego, ani cyfrowo-pancernego tupolewa prof. Biniendy, lądującego na plecach nie rozpadając się, ba, nie tracąc nawet statecznika pionowego). Metoda powinna być powtarzalna i weryfikowalna, oraz mieć ocenę prawdopodobieństwa błędu (zwłaszcza, jeśli chodzi o identyfikacje osób). Takie wymagania dużo łatwiej spełnić, niż dawniej, jeśli metoda ma jakieś elementy nowatorskie. Od 1999 r. zniesiono wymaganie by ekspert był naukowcem, może być inżynierem dźwięku lub innym specjalistą (sprawa Kumho Tire przeciw Carmichel; por. Maher 2009).

W końcowym rozrachunku, o tym dokładnie jak określić kryteria dopuszczalności dowodu teraz decyduje dziś raczej sąd/sędzia, a nie naukowcy-eksperci. Ma to pewne wady! Sędziowie są różni. W każdym razie, Europa też patrzy na Amerykę i stara się rozpatrywać sprawy bardziej indywidualnie, nie nalegając na plebiscyty popularności danej metody wsród naukowców. Przykładowo, sprawa Dauberta odcisnęła piętno na nowych rekomendacjach Angielskiej Narodowej Fundacji Badań oraz Komisji Prawa UK i oczekuje się, że będzie miała wielki wpływ na praktykę fonetyki sądowej w Anglii (A. Eriksson, str. 64 w Neustein & Patil 2012).

Takie jest tło. A jeśli dojdzie do smoleńskich spraw sądowych, zobaczymy czy potoczą się po dawnemu (Frye'rsku) czy po nowemu (Daubertowsku). Prawo mamy harmonizować z Unią, ale zachowując swoje idosynkrazje (nie obrażając nikogo; mamy do tego.. prawo). Pewne metody, takie jak dodawanie dokładnie zsynchronizowanych danych, dadzą się prosto i przekonująco streścić przed sądem. Na koniec, w ewentualnych procesach smoleńskich, autentyczność taśmy CVR nie będzie trudna do ustalenia sądowego, ponieważ tę pracę wykonał dobrze KIES.

Sezon na sybilanty

W przypadku pracy WPO, zasadnicza część innowacji w odczytach CVR to żadna nowość, tylko po prostu uniknięcie wandalizmu danych przez zbyt niską częstotliwość próbkowania, co jest bardzo łatwe do wykazania. Są niestety specjaliści, nawet zagraniczni biegli sądowi, którzy nie doceniają jak wysoko na skali częstotliwości żyją niektóre głoski (liczne polskie sybilanty ź, z, ś, ć, c, dź), i nie wiedzą, że analogowe systemy audio są w stanie je zapisać i odtworzyć. Sybilanty mieszkają na stałe w zakresie 4-12 kHz, ale widuje się je i na jeszcze wyżej położonych terenach widma. Ich nisza, przestrzeń życiowa, jest przez niektórych okrutnych dźwiękowców brutalnie wycinana.

Niektóre głoski i ich formanty • www.loria.fr

Popatrzmy teraz na dwa poniższe rysunki. Na obu skala pionowa częstotliwości jest logarytmiczna. Pierwszy to analiza widmowa zmiksownych kanałów mikrofonowego i radiowych z prezentacji MAK CVR PLF 101, mniej więcej od wypowiedzi "Dochodź wolniej!" do kilku pierwszych dzwonków sygnalizacji bliższej radiolatarni (BRL). Drugi to mniej więcej ten sam fragment nagrania CVR, pokazany w Zał. 8 publikacji WPO linkowanej w porzednim felietonie jako rys. 41. To zapis wyłącznie kanału nr 3, z trzech mikrofonów, z próbkowaniem 96 kHz i odszumianiem. Ponieważ opis osi nie jest w materiałach WPO czytelny (skoro taki już jest ten rysunek, może warto udostępnić nie coś, co wygląda na skan, a orginalny PDF), skopiowałem kilka wartości poza prawą ramą rysunku, od 1.5 do 15 kHz. Też użyłem za małej czcionki i wyszły mi nieczytelne (radzę użyć CTRL +)

widmo z próbkowanego z częstościa 11 kHz zapisu CVR • MAK

widmo tego samego fragmentu CVR próbkowanego z f=96 kHz • WPO

O ile próbkowanie 11 kHz daje obcięcie jak nożem do zera składowych harmonicznych dźwięku powyżej 5.5 kHz, o tyle nowy odczyt zawiera, jak widać, bardzo wiele fonemów zdominowanych przez wysokie składowe, od 5 do 12 kHz. Leżą one powyżej strzałek opisanych jako "odchodzimy" i "dobrze chłopaki", a poniżej strzałek podpisanych odliczaną wysokością.

Te właśnie dźwięki z górnych 35-40% drugiego rysunku są maltretowane nie do poznania w standardowych nagraniach próbkowanych z f=11 kHz, co zdaje się być niestety wartością f zgodną z konsensusem europejskim. Zarówno Rosjanie, jak i Anglicy w znanym laboratorium prof. Petera Frencha, sądzili, że można używać tej niskiej częstotliwości. Wielka pomyłka. W istocie, jakość konwersji analogowo-cyfrowej jest główną przyczyną rozbieżności pomiędzy transkryptami CLKP i KIES z jednej strony, a nowym tekstem WPO z drugiej, we fragmentach takich jak ten przykładowy, gdy padają pełne sybilantów słowa:

stenogram MAK:
i klapy trzydzieści sześć,
dwa osiem zero,
(niezroz.)

stenogram CLKP/KBWLLP:
do klapek trzydzieści sześć,
mamy dwa osiem zero

stenogram IES:
(Na klapach (?) trzydzieści sześć,
dwa osiem (metra (?))
(niezr.)

stenogram ZB WPO:
na klapach trzydzieści sześć,
mamy dwa osiem zero,
ćśś..ćśś,
na przykład! (niezr.)

Dawne odczyty nie mogły zrobić wiele więcej, niż zapisać "(niezr.)" lub (?) w wielu miejscach. Teraz, z bardziej poprawnymi sybilantami, czytelność została zwiększona. Niezrozumiałość wynikała też z większego flutteru taśmy, który obróbka cyfrowa nieco zredukowała. To chyba najlepsza ilustracja zalet porządnej analizy danych, a na polu prawnym - argument za liberalnymi zasadami dopuszczalności dowodów, już stosowanymi w wielu krajach.

Identyfikacja osób w nagraniu

Jak widzieliśmy, komisja NTSB nie zatrudnia zazwyczaj nikogo z występujących w sądzie specjalistów (jezykoznawców, stengrafów, fonetyków). Mimo to, w transkrypcie bez zbędnych usprawiedliwień pojawia się identyfikacja funkcji lotniczej mówiącego: to mówi kapitan, to drugi pilot, a to kontroler lotu lub stewardesa. Skąd członkowie amerykańskiej grupy odsłuchowej to wiedzą? Z kontekstu sytuacyjnego, stosując metodę auralno-percepcyjną (odsłuchową). To samo co amerykańska agencja, lecz wzmocnione powołaniem do pracy w grupie odsłuchowej osoby lub osób znających wcześniej niektóre ofiary wypadku, zrobiła polska prokuratura wojskowa.

Ogólnie, można powiedzieć, że o ile taki wysoki standard jest przyjęty w pracy komisji badania wypadków, o tyle do celów sądowych to może nie wystarczyć, bo historycznie podyktowane wymagania formalne mogą nie być spełnione. Wtedy zatrudnia się specjalistę audiologa, potrafiącego dokonać porównania wielu aspektów nagrania dowodowego i próbki głosu uzyskanej najczęściej z mediów lub archiwów rodzinnych: formanty (częstotliwości rezonansowe, od podstawowego F0 do wyższych harmonicznych F1, F2, ..., oraz ich stosunki liczbowe), rozkłady statystyczne formantów, ich szerokość i kurtoza (asymetria). Jest to trudna praca, ponieważ do pewnego stopnia to, co konfuduje komputery, także przeszkadza poprawnie rozróżniać lub identyfikować mówcę ludziom: różny kontekst i różna jakość nagrania. Inaczej mówi dana osoba w wywiadzie radiowym, inaczej na urodzinach dziecka, a inaczej na podejściu precyzyjnym we mgle, obserwując wskaźnik wysokości. A samo nagranie jest kompletnie innej jakości, stąd zawsze jest pytanie, czy wynik identyfikacji jest poprawny, czy fałszywie pozytywny (albo negatywny).

Praktyka sądowa borykała się od dawna z problemem pewności identyfikacji mówiących. W jednym z najsłynniejszych procesów, w 1935 r. , w sprawie uprowadzenia i zabójstwa dziecka Charlesa Lindbergha, sławny pilot zaświadczył, że głos podejrzanego jest tym samym głosem, który słyszał przy przekazywaniu okupu. Do dziś jest bardzo wiele wątpliwości, czy właściwy człowiek został posadzony na krześle elektrycznym. To była epoka przed-instrumentalna. Ale można powiedzieć też wiele złego o praktyce sądowej w latach 50-tych do 70-tych, kiedy pojawiły się możliwości techniczne wykreślania i wizualnego porównywania spektrogramów głosu ludzkiego. Niesłusznie porównywano je do odcisków palców (te drugie są znacznie bardziej niezawodne, co ignorowano, nazywając tę metodę 'voiceprinting' na podobieństwo fingerprinting). Tytułowy, niezaszumiony, czarno-biały spektrogram to taki domniemany 'odcisk głosu'. Podejrzewam, że zanim doceniono zmienność głosu ludzkiego oraz trudności odsłuchu mocno zaszumionych nagrań, wydano na świecie wiele niesłusznych wyroków.
Później okazało się, jak wiele rzeczy wpływa na widmo głosu i tempo wypowiedzi, a nawet to, że płeć identyfikującego jest nieobojętna (dla nieco lepszego odczytu, powinna być ta sama, co identyfikowanego). Obecnie nie ma już na świecie szeroko rozprzestrzenionego problemu z nadmierną ufnością w pewność identyfikacji mówców - za wyjątkiem osób oglądających fikcyjne laboratoria w serialu telewizyjnym "CSI" (crime scene investigation).

Zwłaszcza w nagraniach starego systemu MARS trudno marzyć o 100% pewnej identyfikacji osób trzecich, oddalonych od mikrofonów. Trudno jest w takim przypadku jasno sprecyzować ich formanty, gdyż po pierwsze osoby trzecie nie za wiele i nie za głośno mówią, próbki ich głosu są za krótkie do analizy statystycznej, a poza tym to co mówią konkuruje z równie głośnym szumem o zmiennej, pulsującej charakterystyce. Osoby te stały 10.04.10 u wejścia do kokpitu. Dochodziły też nieokresowe, wycinające czasami wysokie tony dropouty na taśmie. Nowe analizy dały taki rezultat, że gen. Błasik mógł być obecny (m.in. z kontekstu sytuacyjnego), ale nie można tego z dużą dozą pewności potwierdzić. Ten wynik zgodny jest z literaturą przedmiotu, cytowaną przez autorkę opinii, prof. G. Demenko.

Mimo trudności, sądy chcą zawsze poznać tożsamość anonimowych mówców, a sędziom wydaje się nieraz, że analiza fonetyczna z wizualizacją formantów, poparta tradycją lub długą listą prac naukowych jest pewniejsza, niż odsłuch dokonanany przez ucho i mózg człowieka. To może być prawdą tylko w odniesieniu do porównania głosów nagranych w odpowiednich warunkach. Do stenografii i/lub rozpoznawania fraz słabo słyszalnych wsród szumu i zakłóceń, ucho+mózg nadają się lepiej. Nasz adaptywny organ rozumie przy tym dużo lepiej osoby znajome niż nieznajome (nieznany wcześniej głos włącza wg. najnowszych badań odmienny tryb działania mózgu, głos jest analizowany od podstaw, a nie jak w przypadku osoby znajomej - szybko kojarzony z pamiętanym wzorcem formantów i ich zmienności). Jest wiele wskazówek, którymi mózg kieruje się rozpoznając czyjś głos, ale nie umiemy jeszcze tych umiejętności opisać, zwłaszcza algorytmicznie. Zaś oglądanie widma fourierowskiego (w dość dowolny sposób wykreślonego) jak to potrafią robić fonolodzy, to trochę ryzykowne przerzucanie całej trudnej pracy zmysłu słuchu na wzrok, który nie został raczej stworzony do identyfikacji mówców. Co więc wybrać?

I tu dochodzimy do konkluzji: a może to, co zrobiła prokuratura wojskowa, zlecając obie metody identyfikacji (rozpoznanie czysto słuchowe i fonetyczną analizę widmową) "nie było takie głupie"? [20-letni Wolfgang Pauli w publicznym komentarzu o tym, co powiedział chwilę wcześniej prof. Albert Einstein].

___________________________________
Literatura:
• CVR Handbook for Aviation Accident Investigation (NTSB), 2007, Washington, DC
• Loizou, Philipos C., 2013, Speech Enhancement, CRC Press, 689 stron.
• Maher R. C., Audio Forensic Examination IEEE Signal Processing Magazine, INE, 84-94, MARCH 2009
• Neustein, Amy & Patil, Hemant, 2012, Forensic Speaker Recognition. Law enforcement and counter-terrorism, Springer, 540 stron. (Link do większości rozdziałów książki)

45. Trylogia fonetyczna: cz. 1: Dr French, I presume. Rzecz o smoleńskim CVR i klatce z małpami

Stanley spotyka Livingstona • U.S. Library of Congress
  

Jest olbrzymia różnica między Brytyjczykami a np. Polakami w okazywaniu emocji, jak też w poziomie debaty publicznej. Właściwą alegorią jest moment odnalezienia zaginionego przez całe lata w środku Afryki dra Davida Livingstona przez Henry Stanleya. Był rok 1871. Nie chcąc okazać emocji, po ośmiu miesiącach szalenie trudnej przeprawy przez kontynent, Stanley nie rzucił się z okrzykiem radości by uściskać odnalezionego podróżnika. Zdjął jedynie kapelusz i zapytał: "Doktor Livingstone, jak przypuszczam?". Ten uśmiechnął się uprzejmie i odpowiedział: "Yes". Oczami wyobraźni widzę w tle zamieszanie. Między drzewami, w klatkę z małpami wredny dozorca uderza jakimiś zwiniętymi w rulon tekstami, do złudzenia przypominającymi nowe stenogramy CVR.

Smoleńskie echa, czyli nagrania CVR

CVR to jedna z czarnych skrzynek rozbitego o ziemię smoleńską tupolewa o numerze 101, opancerzony magnetofon pokładowy MARS-BM. Sfotografowany po katastrofie w błocie przez montażystę TVP Wiśniewskiego, otworzony w południe 10.04.10, zawierał małą szpulkę taśmy, podobnej do ośmiośladowej taśmy studyjnej lub taśmy do zapisu wideo. Odsłuchana wstępnie wkrótce potem, chyba tego samego wieczoru po przewiezieniu do Moskwy, z udziałem polskich śledczych, stanowi właśnie owo "CVR" o którym powiedziano w tym miesiącu milion słów, w tym kilka fachowo i prawdziwie.

Zapis udostępniany był przez stronę rosyjską po złożeniu każdej bez wyjątku prośby o pomoc prawną, a było ich wiele, może zbyt wiele. Taśmę przepuszczono bowiem przez magnetofon, w pewnym nieuniknionym stopniu ją niszcząc, w sumie aż kilkanaście razy! A to dość prymitywny sprzęt. Najpierw do komitetu MAK, teraz do siedziby głównego komitetu śledczego FR, przez pięć lat ściągnęło wiele polskich ekip by zaznajomić się z taśmą, pomacać ją, rozwinąć na stole, zwinąć, zmierzyć miarką, wsadzić pod specjalny mikroskop magnetyzacyjny, obejrzeć centymetr po centymetrze, no i oczywiście nagrać.

Cennym wynikiem wszystkich oględzin i odczytów, jak i późniejszych dodatkowych analiz komputerowych robionych przez specjalistów było potwierdzenie autentyczności taśmy (nota bene, jak się teraz okazało, taśmy założonej w Polsce, nie autoryzowanej przez ros. producenta urządzenia - to może nie mieć dużego znaczenia dla jakości nagrań). Wykluczono także ingerencję w jej cyfrowe kopie. Na nagraniach zapisane są jak linie papilarne drobne, ciągłe zmiany napięcia w sieci energetycznej. Krakowski Instytut Ekspertyz Sądowych im. Sehna (IES) specjalizuje się w tego rodzaju weryfikacjach nagrań - bodaj jako jedyny umiejący to w Polsce dobrze zrobić, otrzymawszy odpowiednie dane monitoringu sieci rosyjskiej.

PAP

Nie obeszło się jednak bez kontrowersji. Mechanika przewijania taśmy i mechanizm autorewersu taśmy działają niedokładnie. Bieg taśmy (zapisywanej w obie strony) odwraca się w nieco różnych momentach, od przypadku do przypadku. Długości różnych nagrań choćby z tego powodu różniły się. Poza tym, linearyzacja komputerowa nagrania, konieczna by zniwelować nierównomierny bieg taśmy w niedoskonałym układzie mechanicznym MARS-BM, jak i w równie niedoskonałych naziemnych czytnikach MARS-NW, była robiona w nieco różny sposób przez MAK i IES. Dlatego czasy tych samych wydarzeń w stenogramach tych instytutucji nie były w prostej, liniowej zależności od siebie.

To jednak nic w porównaniu z burzą, którą na dniach wywołał CVR w związku z nowym nagraniem taśmy dokonanym przez 4-osobową grupę prokuratorsko-ekspercką w Moskwie pod koniec lutego 2014 r., na pewno pod bacznym okiem gospodarzy, świadków, protokolantów i prowadzącego prokuratorskie śledztwo rosyjskie generała. W wyniku przecieku, który jest aktualnie badany przez prokuraturę cywilną w Krakowie, oraz następujących po nim wypowiedzi niektórych najwyższych, lecz najmniej poinformowanych urzędników państwa, WPO (warszawska wojskowa prokuratura okręgowa prowadząca dochodzenie smoleńskie) i NPW (naczelna prok. wojskowa) postanowiły ujawnić dwie ekspertyzy, plus transkrypt rozmów i dźwięków zapisanych na rzeczonej taśmie. NPW wydała także długi komunikat na swej stronie, warty przeczytania. Ta wymuszona publikacja uspokoiła wzburzone wody, gdyż faktycznie bez tego nikt w Polsce nie mógł być już pewien kto, kiedy, jak i ile zrobił odczytów. Mało brakowało, a pan Gowin, były minister sprawiedliwości w rządzie Tuska, który przystąpił niedawno do sekty wątpliwości smoleńskiej, zapisałby się też z rozpędu do stowarzyszenia płaskiej ziemi.

Próbkowanie a sprawa polska

Opinię publiczną wzburzyło kilka spraw, niektóre bardziej słusznie, inne mniej. Zacznijmy od tych drugich. Nowe odczyty są lepsze głównie dlatego, że konwersja analogowo-cyfrowa została po raz pierwszy zrobiona w pełni poprawnie (częstość próbkowania 96 kHz, 24 bity na próbkę, zamiast wcześniejszego standardu 11 kHz/16 bitów).

Pojawił się zaraz gromki zarzut: dlaczego dopiero teraz? Gdzie byli prawdziwi specjaliści wcześniej? Jak można było robić błędne technicznie odczyty przez 4 lata?

Do debaty włączył się w trochę dziwny sposób (będąc chyba niezbyt uświadomiony co do szczegółów sprawy) znany angielski ekspert, prof. Peter French, prezes Międzynarodowego Stowarzyszenia Akustyki i Fonetyki sądowej, zapytany przez dziennikarza GW. Otóż ni mniej ni więcej, profesor zaprzeczył w bardzo stanowczych jak na Brytyjczyka, a w dodatku biegłego sądowego słowach, że szybsze próbkowanie ma jakikolwiek pozytywny wpływ na jakość nagrania. A zatem i na to, że odczytano 30% więcej fraz, a wiele z tych dawniej odczytanych w nowym stenogramie zmieniono, niechcący doprowadzając do niemal apopleksji pana Macierewicza, który jako znany ekspert natychmiast zaczął zapewniać o nadnaturalnej nieomylności IES i jego dawnego odczytu. Wg prof. Frencha, 96 kHz zamiast 11 kHz nie było bynajmniej błędem - tylko po prostu nic nie dało. Zaraz zobaczymy, jak bardzo się pomylił. Nawet nie raczył zerknąć na rysunki w opublikowanych dokumentach.

Odpowiadam na publiczne zarzuty ("jak można było dawniej..."): spokojnie robiono niepełne nagrania, i to nie tylko w Polsce i nie tyko przez 4 ostatnie lata, gdyż taka praktyka była do tej pory wszędzie uznana za właściwą! Producent rejestratora zapewnił w instrukcji użytkowania, że jego sprzęt dobrze zapisuje i nagrywa/odtwarza dźwięk w określonym paśmie 300-3400 Hz, co niesłusznie zniechęcało nagrywających do lepszej jakości dygitalizacji.

Dr French zauważył, że jeśli nie ma w nagraniu dźwięków o częstotliwości powyżej 3.4 kHz, to próbkowanie z 11 kHz powinno wystarczyć, zgodnie ze znanym każdemu inżynierowi i naukowcowi twierdzeniem Nyquista. Ale ta myląca informacja o gwarantowanej liniowej charakterystyce sprzętu (+- kilka decybeli) do 3.4 kHz wcale nie oznacza, że powyżej tego pasma nic nie jest na taśmie zapisywane! Wręcz przeciwnie, rok temu na taśmie odnaleziono dźwięki, takie jak trzaski oraz wymawiane przez załogę spółgłoski (zwłaszcza s, ś, sz, i in.), sięgające trzykrotnie wyższych częstotliwości.

Opinia biegłego prokuratury pokazuje pomyłkę profesora Frencha

Pierwszy rysunek poniżej pokazany był, ale nie zrozumiany, już w oryginalnym przecieku medialnym, tj. na stronie sieciowej radia RFM FM. Pokazuje, jak wiele gęstych wahań ciśnienia akustycznego pominięto w dawnych odczytach (dolny panel) w porównaniu z nowymi (górny panel rysunku). To nie jest ilustracja schematyczna, to są prawdziwe zapisy dwóch różnych odczytów tego samego małego fragmentu taśmy z czarnej skrzynki:

Rys. 9 z załącznika 8 do opinii kompleksowej • WPO Warszawa

Czyli nie tylko, jak słusznie powiedział prof. French, ważne żeby charakterystyka widmowa toru odczytu była OK, co sprawdzono przy użyciu taśmy testowej, potwierdzając że magnetofony MARS-NW o numerach ser. kończących się na 031 i 015 odczytują poprawnie wysokie częstotliwości (użyteczne pasmo do kilkunastu kHz, i jeszcze więcej w jednym z nich, jest w dokumencie odpowiedni rysunek porównujący je),

Chrakterystyka częstotliwościowa magnetofonu MARS-NW•WPO Warszawa

ale także ważne jest, że informacja o wysokich częstościach akustycznych dochodzących do ponad 10 kHz została w dniu 10.04.10 faktycznie zapisana na taśmie w MARS-BM. O tym świadczą rysunki takie jak ten, gdzie pokazano bardzo ważki fragment CVR, właściwie najważniejszy na całej taśmie, ale o tym powiem innym razem.

Analiza widmowa fragmentu CVR • WPO W-wa

Przy okazji, można zauważyć, że na niektórych rysunkach dla jasności zapisano słowami alarmy głosowe TAWS-a typu PULL UP, gdyż one nagrane są wyraźnie na osobnych, mało zaszumionych ścieżkach kanałów komunikacji radiowej. Poza przesłuchem ze słuchawek pilotów, nie są zbyt głośno słyszalne w kokpicie i trudno je dostrzec na pokazanym wykresie widma.

Popatrzmy na rys. 44, gdzie pokazano wyraźnie, że nie tylko (wbrew kłamliwym twierdzeniom Macierewicza) warszawscy biegli robili analizę widmową odczytywanych przez siebie zapisów, ale także porównywali nagrania oryginalne (u góry) i odszumione (u dołu) przy użyciu zaawansowanych programów do analizy dźwięku.

Zaszumiony fragment CVR • WPO W-wa

Ostatni rysunek, który zacytuję, to zrobione przeze mnie powiększenie poprzedniego, pokazujące dokładniej fragment wypowiedzi zawierającej "ś", który to dźwięk zawiera składowe do 12.5 kHz ( jak widać na skali po prawej stronie rysunku; czubek grota górnej strzałki leży na poziomie 10 kHz).

Odszumiony fragment CVR.•WPO W-wa

Gdyby prof. French zobaczył te analizy w postaci wykresów, przy jego doświadczeniu nie musiałby nawet znać j. polskiego, od razu zrozumiałby jak rutynowo i błędnie pojął informację o 3.4 kHz. Nie jest do końca jasne, czy rozumie szczegóły technicze takie, jak nachylenie charakterystyki filtru dolnoprzepustowego - gdyby rozumiał, nie pytałby dziennikarza o tę jedną liczbę 3.4 kHz i nie uznałby, że wie już dostatecznie dużo, by wydać publicznie opinię. W swej pospiesznej ocenie French pomylił się co do zawartości widmowej tamy CVR PLF 101, i to o czynnik prawie cztery na skali częstotliwości.

Gdybyśmy robili odczyty taśmy smoleńskiej dalej tak, jak to się robi w rosyjskim MAKu, albo w angielskim laboratorium prof. Frencha, to wycięlibyśmy lub zniekształcili nie do poznania mnóstwo dobrze słyszalnych składowych mowy ludzkiej, fonemów potencjalnie ważnych dla zrozumienia słów. Odróżnienie wyrazów podobnie brzmiących byłoby trudniejsze.

To dlatego w opinii prof. Demenko zaznaczono wyraźnie zastosowanie w najnowszych odczytach wyższej częstości próbkowania, 96 kHz. To na pierwszy rzut oka wygląda na zbędnie nadmiarową wartość, w porównaniu z limitem ~12.5 kHz użytecznej informacji na taśmie (wystarczyłoby teoretycznie używane na płytach audio CD 44 kHz). Ale to tylko tak może wydać się teoretykom, w praktyce zaś obróbka dźwięku zawsze stosuje nadmiarowość, bo każde skalowanie (rozciąganie lub kompresja lokalnego tempa odtwarzania) wymaga niszczącej jakość wyniku interpolacji. Stąd praktycy rekonstruujący w Polsce stare analogowe nagrania klientów twierdzą, że stosują co najmniej 96 kHz.

Co naprawdę skrytykował, a co pochwalił  prof. Peter French?

Powiedział, że on i jego prywatna firma robiąca transkrypty dla sądownictwa brytyjskiego, nie wypowiada się na temat emocji mówców, i że takie jest ogólne zalecenie, żeby robiący odczyty nie zaświadczali na ten temat. Z kolei nasza, równie utytułowana, specjalistka d/s fonetyki, prof. G. Demenko, przeanalizowała rosnące emocje w głosie załogi tupolewa pod koniec feralnego lotu. Ok, ale to już wiemy ze scenki z Livingstonem i Stanleyem, że zwłaszcza w Anglii okazywanie emocji nie jest powszechne, a zatem chyba i zdolność jej odczytu w CVR musi być mniejsza u wyspiarzy, niż dajmy na to u Włochów. Na serio, to oczywiście, że emocje były i rosły. Zresztą ten kto nie wie, jakie są emocje przy podejściu nieprecyzyjnym w białym mleku dowolnym samolotem, niech sobie wybierze jakąś prostą ulicę, zmierzy czas przejazdu nią ciężarówką z prędkością 80 km/h, a potem zasłoni kocem szybę i pojedzie tą ulicą trzymając równo kierownicę, kontrolując prędkość i mierząc czas. I dla dobrej analogii, niech ma sfałszowane jazdy z instruktorem, niewiele doświadczenia jazdy ciężarówką we mgle i nieważne prawo jazdy. Oraz rozpraszajce rozmowy w kabinie i przez telefon.

Natomiast bardzo miło było usłyszeć z ust prof. Petera Frencha, że odczyt z udziałem aż siedmiu osób spisujących jeden stenogram, to działanie "znacznie powyżej standardu światowego" i że on z tak wielką dbałością o słuszność transkryptu jeszcze się nie spotkał (dbałością, którą w tym szczególnym przypadku rozumie).

Naturalnie, kłamcy smoleńscy skrzętnie przemilczają ten fragment jego wypowiedzi. Złożyli wczoraj kolejne ułomne zawiadomienie do prokuratury, tym razem do prok. gen. Seremeta, z którym wiążą jakieś konkretne nadzieje (bo coś już raz czy dwa razy w życiu poprawnie zadecydował, wg. Macierewicza). Prokuratorzy dokonali jakoby przestępstwa polegającego na braniu na poważnie pracy tak strasznie skrytykowanej (rzekomo! faktycznie nie) przez angielskiego specjalistę. Z pewnością politycy wiedzą, jaka jest wartość procesowa w śledztwie smoleńskim wypowiedzi zagranicznego prywatnego opiniodawcy, niezależnie od tego, co mówi. Zerowa. Podobnie jest z wartością wysłanego zawiadomienia, które w Kanadzie nazywałoby się w dosłownym przekładzie 'frywolne' i w przypadku powtarzania się podlegało karze.

Kto zauważył błędy?

O tym, jak wiele informacji zaniedbywanej rutynowo, znajduje się na taśmie katastroficznej (i podejrzewam, że w zapisach z innych wypadków), przekonał się dopiero ktoś, kto jest polskim pionierem konwersji analogowej, cyfrowego post-processingu, specem od montażu i udźwiękowiania filmów, p. Andrzej Artymowicz. Politycy na konferencjach prasowych naturalnie pomylili się, nie jest muzykologiem. Zresztą zarzut jest brzydką hipokryzją, opisaną przez red. Kublik w GW: miano muzykologa nie było hańbiące w kontekście CVR , kiedy ci sami ludzie z uwagą ponad rok temu słuchali miłych ich uszom analiz CVR, prywatnie wykonanych przez panią muzykolog (prof. Gruszczyńską-Ziółkowską z UW; specjalność: muzyka prekolumbijska).

czerwona pigułka - poznasz prawdę (film Matrix)•wikipedia.com

Naturalnie, to nie A. Artymowicz podjął postanowienie o wystosowaniu do Rosji prośby o pomoc prawną i wyjazd. Uznanie za to należy się innym, nie znanym mi osobom w prokuraturze wojskowej. Myślę, że prokuratorzy wojskowi wykazali się tak czy inaczej sporą odwagą. W momencie, kiedy dowiedzieli się, że dawne nagrania nie były technicznie najlepsze, a dawne odczyty też są co najmniej nieco wątpliwej jakości, mieli istnie matrixowy problem: pigułka czerwona czy niebieska. Pojechać do Moskwy i znosić później przewidywalne, bezmyślne protesty mataczy smoleńskich spod ciemnej gwiazdy Macierewicza i Kaczyńskiego (tak, prezes PiS nie stronił na dniach od wysoce eksperckich opinii o CVR i ludziach go odczytujących). Czy może nie wysyłać prośby o pomoc prawną, nic nie sprawdzać i ogólnie mieć święty spokój. Tej śmiałości w wyjaśnianiu wszystkich okoliczności katastrofy pod Smoleńskiem życzyłbym wielu wielu Polakom, zastraszonym przez koła cynicznie rozgrywające tę tragedię osobistą i systemową do swych celów politycznych. Tej odwagi teraz Polsce często brakuje.

Osobiście podejrzewam, że w WPO zorientowano się, że odczyty w CLK i IES robiło bardzo mało osób. Sądzę, że zapis fonetyczny w stenogramie mogła w każdej z tych instytucji tworzyć jedna lub dwie osoby, w dodatku niekoniecznie związane z lotnictwem. Tak myślę, patrząc na opublikowane listy osób które analizowały nagrania rozmów z załogą Jaka 40 i wieżą kontrolną, jak i na skład osobowy laboratorium akustyki IES wymieniony na ich stronie internetowej i rodzaj publikacji każdej z osób. Zespół biegłych odczytujących CVR dla prokuratury miał natomiast wśród siedmiu odsłuchujących CVR paru pilotów, co na pewno pomogło odczytać lepiej niektóre nieodczytane wcześniej frazy.

Co jeszcze zrobiono w nowym opracowaniu CVR

Po zgraniu dźwięku, do jego dalszej obróbki, jak wynika z dokumentów opublikowanych przez WPO, użyto unikalnej metody linearyzacji i usuwania błędów odczytu. Nikt na świecie nie przyjrzał się analogowemu zapisowi CVR tak dokładnie, jak obecnie zespół biegłych prokuratury wojskowej. Tym, którzy mają wiedzę techniczną, szczerze polecam ściągnięcie opinii biegłego (Zał. 8 do opinii kompleksowej) i zapoznanie się z pedantyczną analizą nagrania. Postarano się m.in. o rzecz wyjątkową: pewne podniesienie poziomu sygnału w stosunku do szumu przez dodanie do siebie niezależnych zgrań taśmy na tym samym sprzęcie. Jak wspomniałem, sprzęt jest bardzo niedoskonały i każdy zapis ma swój własny zestaw zaburzeń, np. zaników zwanych dropoutami.

Te dropouty, które powstawały w odczycie, usunięto. Jest to rzecz unikalna, gdyż nie ma już na świecie takiej potrzeby: obecnie CVR-y zapisują na kościach pamięci stałej, nie na taśmach, a mikrofony i przetworniki też są nowocześniejsze. Metodę dodawania wykonanych w różnym czasie zdjęć, by zwiększyć S/N (stosunek sygnału do szumu) stosuje się w mikroskopii skaningowej i w astronomii. Tak robione są zdjęcia najdalszych obiektów przez teleskop kosmiczny Hubble'a. Ale w fonografii chyba jeszcze nigdy tego nie próbowano - i byłoby to niemożliwe bez zastosowanej wysokiej częstotliwości próbkowania.

W linearyzacji i poprawnym zestawieniu kawałków zapisu ze strony A i B nagrania pomogło także znalezienie periodycznych impulsowych zakłóceń na kanałach łączności radiowej. To zakłócenia od pozycyjnej lampy błyskowej, generowane co ok. 1.27 s. Pozwoliło to poznać położenia tych nielicznych znaczników czasowych na kanale 4, które już w czasie lotu zostały generowane w błędnym czasie. Uprzednio IES przyjął, że wszystkie znaczniki do momentu uderzenia w brzozę lekarza Bodina zaczynały się w równych odstępach co 0.5 s. To nie była prawda i spowodowało to niewielkie, błędne, rozciągnięcie nagrania przez IES. Zostało to teraz poprawione. Specjalnie dla ew. zwolenników hipotezy sfałszowania CVR (zaglądają tu tacy?) dodam, że nowo odkryte okresowe sygnały udowadniają w dwójnasób autentyczność i nienaruszony zapis taśmy CVR.

Patrząc na jeszcze jedną okresowość, mianowicie w jakich odstępach czasu były generowane poszczególne bity kodu czasowego ustalono, że odstępy były niezaburzone, nawet w uszkodzonych znacznikach czasu. To po raz pierwszy dowiodło, że w ciągu paru ostatnich sekund przed katastrofą, jak i przedtem, mechanizm przesuwu taśmy nie doznał uszkodzenia, przewijał taśmę niemal tak równo, jak kiedy indziej. Nie doszło do zacięcia mechanizmu ani oczywiście do utraty zasilania (IES przyjął ten fakt jako założenie, które teraz udało się udowodnić). Można zatem mówić o sporej poprawie jakości linearyzacji nagrania. Zmieniły się tylko trochę przypisane zdarzeniom dźwiękowym czasy, co może niektórych porównujących nowy stenogram z dawniejszymi nieco skonfudować, a innym dać pretekst do jakiegoś kolejnego zawiadomienia o przestępstwie w celu pokazania swej fizjonomii w tv.

Jaką mamy pewność tego, co odczytano

W niedawnym wypadku Germanwings nad Alpami usłyszano w zapisie CVR oddech drugiego pilota. W tupolewie było to absolutnie niemożliwe, co wiemy m.in. z opublikowanego kiedyś przez MAK zapisu audio o naprawdę słabej jakości. Jakości tej na pewno nie udało się poprawić na tyle, by można było uznać, że odczyty obecne są pełne i całkowicie zrozumiałe, a zwłaszcza, że umożliwiają jednoznaczną identyfikację mówców. W tym względzie wiele wypowiedzi publicznych na temat stenogramu wydaje mi się nadmiernie optymistycznymi. Macierewiczowska wersja, że dwie grupy wewnątrz WPO wydały sprzeczne opinie, jedna kategorycznie potwierdzająca obecność gen. A. Błasika, a druga temu zaprzeczająca, jest nonsensem. Ja w opublikowanych materiałach nie widzę diametralnej rozbieżności w kwestii identyfikacji - ani jedna ani druga opinia biegłych nie daje żadnej bezwarunkowej pewności.

Jak to więc jest z tą pewnością odczytu? Zajrzyjmy do stenogramu. Tam mamy w osobnych kolumnach zaznaczone symbolami V-VVVV, czyli w punktacji od 1 do 4, "pewność odczytu", jak też identyfikację mówiącego, jeśli taka była możliwa. Wiele osób, zarówno życzliwych jak i wrogich śledztwu prokuratury wojskowej, źle zrozumiało znaczenie symboli. Ocena 1-4 odpowiada zapewne podziałowi kółka obrazującego prawdopodobieństwo właściwego odczytu na cztery części, przykładowo takie:

V = 0% do 24%,
VV = 25% do 49%,
VVV = 50% do 74%, i
VVVV = 75% do 99% prawdopodobieństwa właściwego odczytu.

O odczycie pewnym (100%) nie może być nigdy mowy. Podkreśla to zawsze prof. Peter French. Może grupa odsłuchowa miała jakieś nieco inne liczby w tabeli, ale sens pozostaje ten sam. Wiele osób źle zrozumiało co oznaczaja liczne wypowiedzi w kokpicie oznaczone jako VVVV. Ich dokładność nie była wcale oceniona "kategorycznie", jak mówiono i nadal jeszcze mówi się w niektórych mediach. Ostatecznie, ok. 75% czy 80% pewności to nie tak bardzo wiele.

A druga sprawa: identyfikacja mówiącej osoby, też o dziwo została źle zrozumiana. W transkrypcie jest wiele wypowiedzi niezidentyfikowanych, jak i wiele zidentyfikowanych. Na pewno nie było tak, że identyfikację tych pierwszych uznano za murowaną i potwierdzoną na 100% (a taki był powierzchowny odbiór). W istocie, nie wiemy jaki stopień pewności, jakie prawdopodobieństwo liczbowe przypisali biegli identyfikacji! Nie wiemy gdzie leżała granica umieszczenia, bądź nieumieszczenia symbolu identyfikującego mówcę.

Pamiętajmy jednak, że przecieki i wymuszona publikacja dokumentów każe nam oglądać śledztwo w postaci niedokończonej. Na razie mamy opinię prof. Demenko, w której opisuje ona dość dokładnie jak robiła identyfikację wybranych do analizy wypowiedzi i to można przyjąć jako stan śledztwa na dzisiaj. Nie dajmy się wodzić za nos politykom od pięciu lat siejącym dezinformację i poczekajmy na zakończenie postępowania wstępnego.

Czy można w przyszłości dokonać jeszcze lepszej analizy CVR? Być może nie. Ewentualne następne zgrania taśmy wypadkowej, to dalsze niszczenie oryginału - a więc efekt odwrotny do zamierzonego. Teoretycznie, w przyszłości można by na nowo próbować robić odsłuchy z uzyskanych ostatnio nagrań, lecz to byłoby niegrzecznym zaprzeczeniem opinii profesora Petera Frencha, który część odsłuchową pracy biegłych tak bardzo pochwalił.

Zakończenie

Nasuwa się wiele wniosków w związku z nowo odczytaną treścią CVR. Różnice z dawnymi stenogramami są w moim odczuciu bardzo istotne. Dla mnie, zasadniczą nierozwikłaną jeszcze zagadką katastrofy smoleńskiej jest to, jakie były intencje załogi (a ściślej, pilota-dowódcy, sterującego tupolewem; wiadomo bowiem że odgrywał on zasadniczą rolę, podejmował sam decyzje i sam zbyt wiele obowiązków na siebie przejął). Bo jakie były nie intencje, a działania działania załogi w krytycznych ostatnich minutach lotu, to wiemy bardzo dobrze z rejestratorów parametrów lotu. Znaleziono też instrumenty z kokpitu, gdzie widzimy położenia nastawników. Ale to właśnie CVR ma szansę wyjaśnić nam lepiej proces decyzyjny co do odejścia na drugi krąg. Odejścia, które nie nastąpiło. To już tematy na inny dzień, I presume.
_______________
Cyfrowe przetwarzanie i analiza dźwięku rejestratora dźwiękowego MARS-BM samolotu TU-154M nr 101