Файл: Учебник для высших учебных заведений гражданской авиации по дисциплине Безопасность полетов.pdf

8
технические программы по разработке и производству средств механизации и сокращения ручного труда. В целях технического перевооружения производственных процессов, внедрения современных средств механизации и автоматизации, создания благоприятных условий для работы и повышения производительности труда на предприятиях отрасли проводится аттестация продукции по категориям качества, организован пересмотр технических условий на серийную наземную технику.
В гражданской авиации принята концепция новой системы организации ТОиР магистральных самолётов, которая предусматривает:

отказ от капитальных ремонтов этих самолетов и упразднение применительно к ним понятий «ресурс до 1-го ремонта», «межремонтный ресурс»;

проведение необходимых ремонтно-восстановительных работ на планере «по состоянию» на протяжении всего периода эксплуатации самолета с совмещением таких работ с периодическими формами ТО;

разработку единого технологического процесса ТОиР;

интеграцию информационной и производственной базы, трудовых и материальных ресурсов эксплуатации и ремонта, организации и управления производством.
Реализация данной концепции требует создания предприятий нового типа - Центров (объединений) по эксплуатации и ремонту. Создание таких
Центров
(объединений) позволит наиболее полно использовать имеющуюся ангарную базу, производственные площади и оборудование, сократить простои ВС на ТОиР, снизить затраты на приобретение средств контроля и диагностики и на материально-техническое обеспечение.
Важными звеньями совершенного инженерно-технического обеспечения являются «Заказчик» и предприятия промышленности, выпускающие продукцию, их заинтересованность в повышении качества и эффективности использования ВС.
3.4. Влияниеотказовавиационнойтехникинабезопасность полетов
Безотказность изделий авиационной техники.
Проблема обеспечения в работе изделий АТ стала особенно актуальной в настоящее время вследствие усложнения конструкций ВС и их систем, состоящих из большого числа элементов, блоков и узлов, увеличения числа выполняемых ими функций и повышения напряженности режимов их работы. Анализ различных факторов, влияющих на безотказность АТ, показывает, что отказы и неисправности агрегатов и систем ВС в целом возникают из-за наличия конструктивных и производственных недостатков, малого объема испытаний после изготовления, неудовлетворительной контролепригодности ВС, а также недостаточности контроля их технического состояния в процессе обслуживания и перед полетом.

9
Как показывает статистика ИКАО, около 20 … 30 % всех АП происходит из-за отказов и неисправностей авиационной техники. Этот показатель может отклоняться от указанных значений в зависимости от типа ВС, его налета и времени эксплуатации, уровня подготовки личного состава и т.д.
Низкая безотказность АТ, заложенная при проектировании и производстве, недостаточная проработка вопросов безопасности полетов при проектировании трудно компенсируются в эксплуатации высоким качеством технического обслуживания АТ, подготовки экипажей к действиям при возникновении отказов в полете, а также созданием самой совершенной системы организации и руководства полетами.
Обеспечение безотказной работы АТ на предприятиях гражданской авиации возлагается на инженерно-технический состав АТБ, который обязан постоянно поддерживать летную годность эксплуатируемых ВС, предупреждать и устранять отказы и неисправности АСТ по причинам, зависящим от личного состава, конструктивно-производственных недостатков и низкого качества ремонта, предупреждать их появление в процессе технического обслуживания.
Для обеспечения безотказности АТ в процессе эксплуатации проводятся специальные исследования технического состояния ВС с различным налетом и эксплуатирующихся в различных климатических условиях. Обеспечение безотказной работы всех систем, устройств и аппаратуры ВС в полете – важное направление работы по повышению безопасности и регулярности полетов.
Классификацияотказов. В процессе эксплуатации АТ в случайные моменты времени работоспособное состояние ее систем и агрегатов может нарушаться, т.е. возникают отказы и неисправности изделий АТ.
Под отказомпонимается событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Под работоспособным состоянием изделия в данном случае понимается такое состояние, при котором значения параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации.
Под неисправностью или повреждением подразумевается событие, заключающееся в нарушении исправного состояния изделия, системы при сохранении работоспособного состояния. Отказы и неисправности можно разделить на опасные, которые приводят к возникновению в полете особых ситуаций и требуют, как правило, срочного устранения, и неопасные, которые могут быть устранены при очередных регламентных работах без перерыва в эксплуатации ВС.
Отказы классифицируют по различным признакам.
В зависимости от характера изменения основного параметра изделия, системы до момента возникновения отказа они подразделяются на внезап- ные и постепенные.
Постепенные отказы возникают в результате изменения во времени тех параметров, которые определяют момент отказа в результате старения,

10
изнашиваемости, усталостной повреждаемости и коррозии.
Внезапными называются такие отказы, на вероятность возникновения которых не влияет налет и календарная продолжительность эксплуатации
AT.
Они вызываются обычно механическими повреждениями (поломками, трещинами, обрывами). Внезапные отказы характерны также для элементов радиоэлектронного оборудования. Для анализа причин возникновения отказов с целью разработки про- филактических мероприятий по их предотвращению важное значение име- ет их классификация по следующим факторам: моменту обнаружения (на земле при обслуживании AT, в полете, при испытаниях AT); последствиям
(без последствий, приведшие к задержке рейса, вызвавшие особую си- туацию в полете); причинам (конструктивно-производственные недостат- ки, ошибки инженерно-технического и летного состава, внешние или случайные); способу устранения
(при оперативном техническом обслуживании, периодическом техническом обслуживании, ремонте).
По последствиям и степени опасности отказы AT можно разделить на катастрофические, критические, граничные и безопасные.
Катастрофическиеотказы, как правило, заканчиваются АП (разру- шение конструкции самолета в воздухе, отказы, следствием которых явля- ется взрыв, и т.д.). Степень опасности таких отказов велика,
η
≅
1.
Критическиеотказы имеют опасный характер и могут привести к
АП. Парирование таких отказов в полете связано с выполнением сложных операций в условиях высокой эмоциональной напряженности и дефицита времени. К ним можно отнести отказы двигателей, систем управления и других важнейших агрегатов и систем самолета. Степень их опасности можно охарактеризовать выражением 0<
η
т
≤1.
Граничныеотказы могут привести к нарушению режима полета, ухудшить работу агрегата или какой-либо системы самолета, но не угрожают безопасности полета. Экипаж успешно справляется с последствиями таких отказов. В этом случае 0 ≤
η
т
<1.
Безопасныеотказы не приводят к опасным последствиям, а лишь создают незначительные затруднения при выполнении полета. Значение степениих опасности
η
т
≅
0.
По данным ИКАО большая часть отказов и неисправностей (98-99%) обнаруживается и устраняется на земле в процессе технического обслужи- вания инженерно-техническим составом, некоторая часть (около 1...2 %)
выявляется в воздухе и локализуется своевременными и правильными действиями экипажа и только около 0,01 % приводит к АП. В результате появления отказов и неисправностей в отдельных системах, недостатков в наземном обеспечении полетов, ошибок и нарушений правил эксплуатации и пилотирования ВС, а также различных сочетаний перечисленных факторов в полете могут возникнуть особые ситуации (рис. 3.1).
Оценкабезопасностиполетовприотказах AT.В общем случае включает два показателя — вероятность появления отказа и парирования

11
последствий возникшего отказа пилотом. Существует целый ряд отказов, при появлении которых управляемый полет или посадка становятся принципиально невозможными, т. е. последствия отказов в данном случае экипажем не парируются.
Оценка безопасности полетов при возникновении таких отказов совпадает с оценкой надежности соответствующих функциональных систем. Показатель надежности таких систем должен быть задан не ниже нормируемого уровня вероятности появления таких ситуаций (например, катастрофической 10
-7
, аварийной
10
-6
для самолета в целом).
Вероятность безотказной работы функциональной системы ВС за время t обозначим P(t), а вероятность отказа Q (t). Очевидно,
Р (t) + Q (t)=1.
В общем случае
0
,
)
(
exp
)
(
0
>






−
=
∫
t
d
t
P
t
τ
τ
λ
, (3.1) где
−
)
(
τ
λ
интенсивность отказов авиационной техники в момент времени
τ
Оценить безопасность полетов с помощью аналитических критериев сложно, так как невозможно учесть одновременно все случайные факторы, действующие на ВС в полете. Поэтому в дальнейшем при анализе аналитических критериев безопасности полетов будем учитывать ряд допущений: появление в полете отказов AT, ошибок личного состава и неблагоприятных внешних воздействий — независимые случайные события; вероятность возникновения в полете одновременно нескольких отказов, ошибок личного состава и неблагоприятных внешних условий мала. При известных статистических показателях безопасности полетов
(налет на одно АП, предпосылку к АП и т.п.) можно дать общую оценку безопасности полетов. Так, если известен средний налет на одно авиационное происшествие
Т
АП
, то, используя экспоненциальное распределение времени налета до появления происшествия, находим, что вероятность завершения полета без АП:






−
=
АП
п п
Т
t
t
P
БП
exp
)
(
, (3.2) где
АП
Т
1
- интенсивность отказов АТ;
t
п
– длительность полета.
Отказы АТ могут появляться в случайные моменты времени на различных этапах полета. В результате появления отказов начинают

12
изменяться параметры полета ВС, т.е. развивается аварийная или катастрофическая ситуация.
Обнаружив отклонение параметров полета от заданных, пилот пытается парировать последствия их появления и исключить действие аварийного фактора.
Состояние системы «Экипаж — ВС» определяется совокупностью параметров Х
1,
X
2, …
X (например, таких как
V
пр,
α, β, γ
,
М
), которые,
изменяясь, могут достигать предельных значений. Диапазон указанных параметров обычно ограничивают по условиям обеспечения безопасности полетов. Поэтому в пространстве существуют области допустимых
S
Д
и недопустимых
S
Н
значений определяющих параметров для каждого типа
ВС (см. гл. 2).
При граничных отказах переход параметров из области допустимых в область недопустимых значений происходит медленно и пилот успевает заметить тенденцию к их изменению и принять своевременные меры по предотвращению их роста; при критических отказах пилот своевременно не замечает изменение параметров и может произойти АП; при катастро- фических отказах переход параметров в состояние
S
Н
происходит практически мгновенно. На рис 3.1 показано изменение параметров при отказе функциональной системы: 1 – без вмешательства пилота; 2,3 – при вмешательстве пилота.
Рис. 3.1
Процесс изменения определяющих параметров и переход их в область
S
Н
назовем развитием аварийной ситуации. Полет завершился благополучно, если ни один из так называемых определяющих параметров не вышел из области
S
Д
, т.е. было соблюдено следующее условие для всех моментов t времени полета:
{
}
,
0
,
)
(
),...
(
),
(
2 1
n
Д
m
t
t
S
t
X
t
X
t
X
≤
≤
∈

13
где X
i
(t) – значение параметра X
i
в момент времени t.
Рассмотрим процесс развития аварийной ситуации, и действия пилота при отказах AT в полете (рис 3.1). Предположим, что в момент t
О полета ВС произошел отказ какого-либо технического устройства, в результате которого один из определяющих параметров
X
i
начал изменяться, приближаясь к области недопустимых значений
S
Н
.
Если меры были не приняты,то определяющий параметр
X
i
спустя некоторое время
t
a
достигнет своего предельно-допустимого значения X
i пред и может выйти в область
S
Н
и привести к АП (рис. 3.1, кривая 1). Таким образом, достаточным условием благополучного исхода полета в этом случае является событие невыхода параметра Х
i
из области
S
Д
.
Вероятность этого события
Параметрами развития аварийной ситуации и действия пилота явля- ются:
t
a
— время развития аварийной ситуации, т. е. время с момента возникновения отказа AT до достижения параметром Х
i
своего предельно допустимого значения.
t
a
= t
п
– t
0
.
t
a
зависит, с одной стороны, от характера и величины возмущающего воздействия, вызванного последствиями отказа, с другой – от динамических свойств системы «Экипаж — ВС» и режима полета.
Величина
t
a
во многом определяет возможность парирования пилотом последствий отказа. Чем меньше
t
а
,
тем быстрее отклоняется определяющий параметр от исходного значения и тем меньшим временем располагает пилот для предотвращения аварийной ситуации;
t
В
– фактическое время начала вмешательства пилота в управление для парирования последствий отказа. Это время от момента появления отказа до начала активного вмешательства пилота. Оно включает время, потребное для обнаружения и распознавания отказа и время на принятие решения.
t
В
= t
1
-
t
0
Время
t
В
– случайная величина, и она зависит от многих факторов: интенсивности и значимости раздражителя, свойств системы «Экипаж —
ВС», степени загрузки пилота на данном этапе, его обученности и натренированности действиям в особых случаях полета, психофизиологического состояния в данный момент, наличия и эффективности специальных средств контроля и сигнализации.
{
}
_
(
)
( )
0
,
1, 2 , . . .
i
i
i
n p e д
n
P
t
P
X
t
X
t
t
i
=
≤
<
≤
=