В процессе набора на самолет обрушился град. Скорость полета упала, в том числе из-за включения противообледенительной системы двигателей. Когда лайнер достиг заданного эшелона, экипаж, вероятно, включил режим стабилизации высоты. Автопилот отклонил руль высоты на пикирование, что привело к колебаниям вертикальной перегрузки. Штурвал был взят на себя, из-за чего произошло увеличение угла атаки до критических значений и сработал автомат углов атаки и сигнализации перегрузок (АУАСП).
Затем экипаж отключил автоматический режим стабилизации. В данный момент приборная скорость полета составляла 420 км/ч и продолжала уменьшаться, угол атаки был 6°. Самолет разбалансировался в продольном и боковом каналах.
Чтобы увеличить запас по углу атаки, надо было начинать снижение, что и предложил один из членов экипажа (вероятно, второй пилот) во время очередного срабатывания АУАСП. Однако главной опасностью для командира являлось попадание самолета в центр грозовой активности, а это он как раз и ассоциировал со снижением. Поэтому он ответил отказом и дал команду установить двигателям номинальный режим работы. Другие члены экипажа не осуществляли необходимого контроля за скоростью, углом атаки и другими параметрами полета и не информировали КВС о выходе этих параметров за допустимые пределы.
Возникшие после отключения автоматики колебания КВС пытался погасить движениями штурвала на себя – от себя. Он хотел удержать самолет на заданной высоте. Эти неграмотные действия в сочетании с другими привели к развитию расходящихся колебаний по тангажу[4], углу атаки и увеличению перегрузки. Самолет начал задирать нос, а скорость падала. При этом никто из членов экипажа не добавил двигателям оборотов, увеличив тем самым тягу для компенсации потери скорости.
Несмотря на появившиеся признаки приближения к сваливанию[5] (ощутимая тряска штурвала[6]), КВС не осознал реальную опасность и не перевел самолет в снижение отдачей штурвала от себя. В результате лайнер на углах атаки, превышающих предельно допустимые, попал в режим аэродинамического подхвата, то есть самолет непроизвольно задрал нос и за пять секунд поднялся почти на 400 метров. При этом правый крен достиг 50°, а угол тангажа – 45,7°. В этот момент приборная скорость упала до нуля (произошла полная потеря подъемной силы), самоотключились боковые двигатели и Ту-154 свалился в плоский штопор[7].
На данном этапе экипаж уже не контролировал свой самолет и не понимал, что с ним происходит. Пилоты пропустили момент, когда самолет перешел в неуправляемое падение. При этом не было зафиксировано ни одной попытки экипажа отдать штурвал «от себя». Вместо этого пилоты тянули на себя, что было абсолютно неэффективно. Анализ переговоров экипажа свидетельствует о полном отсутствии понимания того, что происходит, и беспомощности пилотов, в первую очередь, КВС.