Авиационная транспортная система
ТЕМА 1.1. Авиационная транспортная система
Интенсивное развитие авиации обусловливает разработку методов комплексной оценки ВС на безопасность на всем пути его создания и эксплуатации, которые позволили бы количественно оценить степень влияния на безопасность полетов различных факторов. Для этой оценки необходимо прежде всего рассмотреть структуру и характеристики АТС.
Структурно АТС включает следующие элементы (рис. 1.1): экипаж, ВС, систему летной и технической эксплуатации, систему обеспечения полетов, систему УВД. Применяя далее системный подход к рассмотрению проблемы безопасности полетов, отдельные элементы АТС или их сочетание, в свою очередь, можно рассматривать как самостоятельную систему, например «Экипаж - ВС» («Э - ВС»),
В течение всего времени полета в тесной взаимосвязи с системой «Э- ВС»,
Рис.1.1. Структура авиационно-транспортной системы
Техническая сложность современной АТС, многочисленность личного состава служб, участвующих в организации, подготовке, выполнении и обеспечении полетов, эксплуатация самолетов в широком диапазоне погодных и климатических условий порождают многообразие факторов, влияющих на конечный исход полета.
При рассмотрении влияния этих факторов на безопасность полетов в АТС необходимо познакомиться с понятием «авиационная эргономика».
Рекомендуемые материалы
Понятия об авиационной эргономике
Это научная дисциплина, объектом исследования которой является эргатическая система «Оператор - машина - среда». Под понятием «оператор» понимается действующее лицо, вовлеченное в управление самолетом с его системами. Понятием «машина» определяются устройства, предназначенные для преобразования информации, энергии, вещества. Понятие «среда» включает все внешнее окружение, воздействующее на оператора и машину. Среда - это микроклимат, световой и цветовой климат, внешняя информация и др.
Эргономика рассматривает во взаимосвязи технические объекты и психофизиологические возможности человека- оператора, управляющего системой. Таким образом, авиационная эргономика - это специфическая ветвь кибернетики, изучающая общие принципы, процессы и законы управления в эргатических системах в целях наиболее эффективного построения и применения этих систем.
Главная цель авиационной эргономики - научное обоснование и выработка для конструкторов, проектировщиков, технологов, организаторов производства и эксплуатационников рекомендаций по созданию и применению оптимальных эргатических систем, исходя из технических требований на систему.
Факторы, влияющие на безопасность полетов
АТС может рассматриваться как сложная система, каждый элемент (подсистема) которой включает машинные и человеческие звенья, то есть является типичной человеко-машинной подсистемой с ее специфическими свойствами. Практически для всех элементов АТС могут быть названы общие факторы, определяющие надежность функционирования этих элементов, а следовательно, и влияющие на безопасность полетов. К ним относятся:
· уровень технической оснащенности подсистемы (службы); функциональная эффективность технических средств; надежность технических средств;
· уровень организации функционирования подсистемы (службы) ;
· профессиональная подготовка операторов; уровень дисциплины операторов; психофизиологическое состояние операторов; уровень контроля качества функционирования элементов и системы (службы) в целом.
Многочисленную совокупность факторов, влияющих на безопасность полетов, можно представить тремя группами: технические, человеческие и внесистемные.
Эти факторы, соответственно, определяются надежностью или отказами авиационной техники, ошибками авиационного персонала и неблагоприятными внешними условиями полета.
Все подсистемы АТС вносят определенный вклад в обеспечение безопасности полетов. Но вместе с тем в этом обеспечении нужно учитывать особую, определяющую роль подсистемы «Э - ВС». Это обусловлено тем, что, во-первых, эта подсистема непосредственно выполняет полет и она самая сложная из всех подсистем в техническом отношении; во-вторых, все остальные подсистемы (службы) в своем влиянии на безопасность полетов опосредствованы действиями летного экипажа.
Вторую группу системных факторов - человеческие - можно определить как нарушения, ошибочные действия или бездействие лиц, связанных с организацией, подготовкой, выполнением и обеспечением полетов. В таком понимании эти неблагоприятные факторы выступают как следствие вполне конкретных причин, заложенных в индивидуальных характеристиках людей. Применительно к подсистеме «Э - ВС», в соответствии с общей схемой подхода к установлению факторов, в качестве этих причин рассматриваются такие, которые определяют возможности членов экипажа успешно управлять ВС, а именно - профессиональный уровень, психофизиологическое состояние, дисциплинированность, личные качества членов экипажа.
К внесистемным факторам - факторам внешней среды - относятся такие, которые не зависят от внутренних свойств АТС. К ним можно отнести:
· сильный ветер, гроза, кучево-дождевая облачность, град, туман, пыльная буря, интенсивное обледенение самолета, атмосферная турбулентность и др.;
· наличие в воздушном пространстве (зоне, где осуществляются полеты) птиц, радиозондов, летательных аппаратов, других инородных тел, создающих опасность столкновения с ними.
К внесистемным факторам также относятся факторы, природа которых не установлена.
Следует отметить, что во многих случаях выделить строго, где виновата техника, провоцирующая ошибки человека, а где виноват сам человек, не представляется возможным. Поэтому все авиационные происшествия, произошедшие из-за ошибок, часто квалифицируются по категории человеческого фактора, то есть часть вины с техники человек берет на себя.
Авиационное происшествие происходит, как правило, в результате возникновения в полете нескольких неблагоприятных факторов, последовательно усложняющих ситуацию и приводящих в конечном счете к потере ВС с гибелью или без гибели людей, то есть к катастрофе или аварии.
Таким образом, авиационное происшествие является в большинстве своем сложным событием, то есть чаще всего оно возникает не по простейшей схеме: причина - следствие, а является замыкающим событием в цепочке причинно-следственных связей.
Сертификация в АТС
Создание и введение в действие Норм вызвало появление процедуры проверки их выполнения, которая называется сертификацией. Сертификация -это установление соответствия типа ВС, его двигателей, оборудования и аэродромов действующим Нормам летной годности.
Правила сертификации и контроля в эксплуатации за соответствием ВС и аэродромов Нормам годности разрабатывает Госавиарегистр при Совете Министров.
В действующих Правилах сертификации гражданских воздушных судов и Правилах сертификации и контроля соответствия гражданских аэродромов нормам, определяющим их годность к эксплуатации, определены порядок и сроки сертификации, ответственность министерства, ведомства, обязанности организаций заказчика и разработчика, состав доказательной документации.
Доказательная документация является основой для выдачи Госавианадзором сертификата на тип ВС или аэродром, поэтому в ней должны содержаться ответы на все пункты Норм годности с необходимыми доказательствами (чертежами, расчетами, анализом, моделированием, натурными испытаниями и документами).
Для выдачи сертификата летной годности новому типу ВС основным документом, свидетельствующим о соответствии этого ВС, его двигателей и оборудования требованиям действующих НЛГС (НЛГВ), является таблица соответствия (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Таблица соответствия
Перечень документов, прилагаемый к таблице (графа 4), включает большое количество отчетов и актов, составленных на основании расчетов, моделирования, лабораторных, стендовых, наземных и летных испытаний, а также опыта эксплуатации и проведенных, в случае необходимости, научно-исследовательских работ.
Правилах сертификации гражданских воздушных судов указано, что сертификации подвергаются:
самолет (вертолет) вместе с двигателями и оборудованием; двигатели до установки на самолет (вертолет); оборудование до установки на самолет (вертолет).
Самолет (вертолет) вместе с двигателями и оборудованием должен пройти следующие виды испытаний: заводские, государственные, эксплуатационные, а в необходимых случаях дополнительные и контрольные.
По результатам заводских, государственных и эксплуатационных испытаний исполнитель и заказчик устанавливают
соответствие самолета (вертолета), двигателей и оборудования требованиям Норм и представляют таблицу соответствия вместе с другими документами и материалами в Госавианадзор, который выдает сертификат летной годности, если по результатам представленных материалов установлено соответствие самолета (вертолета) данного типа требованиям действующих Норм.
Сертификация воздушных судов
Официальным началом сертификации служит-заявка на выдачу сертификата летной годности типа ВС, направляемая в Госавиарегистр исполнителем в начале проектирования самолета или вертолета.
Головным предприятием исполнителя, ответственным за соответствие создаваемого ВС действующим НЛГ, является разработчик в лице самолетостроительного, или вертолетостроительного ОКБ, которое проектирует, строит и испытывает опытные образцы. Разработчик начинает вести работы по сертификации в начале проектирования ВС с рассмотрения его макета. Макет самолета (вертолета) строится из дерева, как полноразмерное ВС, и на нем устанавливаются двигатели и все оборудование в виде реальных изделий или макетных образцов. Особенно тщательно на макете оборудуется кабина экипажа. Она должна полностью копировать реальную кабину по размерам, компоновке и составу оборудования, остеклению, приборным доскам, рычагам, рукояткам и пультам управления. Сидя в креслах кабины, члены экипажа, участники макетной комиссии отрабатывают все процедуры пилотирования и делают свои замечания и оценки.
В пассажирских салонах макета представляют варианты размещения пассажирских кресел, кухонь-буфетов, туалетов, средств спасания и другие фрагменты интерьера пассажирского салона. Полностью должны быть воспроизведены на макете технические отсеки, грузовые помещения, двери, аварийные выходы и люки для осмотра оборудования.
К макету представляется комплект документации по обоснованию параметров ВС, его летно-технических характеристик и по предварительной оценке соответствия требованиям Норм летной годности.
Для рассмотрения макета заказчик назначает комиссию которая разбивается на секции и тщательно изучает представленный материал. На основании выводов комиссии, продолжительность работы которой исчисляется несколькими неделями, исполнителю выдается протокол макетной комиссии.
В котором дается оценка макета, рекомендации по размещению систем и оборудования, изменения и дополнения, обязательные для разработчика, и оценка соответствия макета действующим НЛГ.
На основании протокола макетной комиссии разработчик уточняет чертежи и строит опытные экземпляры ВС.
Наиболее емким и длительным видом работ по исследованию ВС, его доработке и сертификации являются заводские испытания. В период заводских испытаний проводится большое количество лабораторных, стендовых испытаний отдельных систем, агрегатов, различных видов оборудования. Проводятся статические испытания на прочность силовых компонентов конструкции и всего планера в целом, создаются комплексные стенды для отработки функционирования всех жизненно важных систем ВС (электро-, гидросистемы, системы управления) с учетом вероятных отказов в них. Наиболее ответственной частью заводских испытаний являются летные испытания опытных образцов, проводимые по широкой программе снятия летно-технических характеристик во всем диапазоне ожидаемых условий эксплуатации и проверки поведения ВС при отказном состоянии и на предельных режимах (большие углы атаки).
Основные программы из комплекса заводских испытаний, в первую очередь летных, проводятся по согласованию с заказчиком и с участием организаций исполнителя и заказчика.
Заводскими испытаниями по существу заканчивается этап сертификации со стороны исполнителя, поэтому по их результатам оформляется следующая документация:
· акт заводских испытаний, содержащий полученные результаты по летным характеристикам и оценку соответствия НЛГ;
· таблица соответствия с прилагаемым к ней перечнем доказательной документации;
· эксплуатационная документация, уточненная по результатам заводских испытаний.
На основании результатов заводских испытаний ВС предъявляется заказчику для проведения государственных и эксплуатационных испытаний.
Целями государственных испытаний, проводимых головной организацией заказчика (ГосНИИ ГА) с участием НЭЦ АУВД, являются; контрольная проверка и подтверждение основных летно-технических данных, заданных в технических требованиях на ВС; соответствие ВС и эксплуатационной документации требованиям НЛГ. Кроме этого, при государственных испытаниях проводится оценка экономической эффективности ВС, эксплуатационной технологичности и сравнение летных характеристик сертифицируемого ВС с зарубежными образцами-аналогами. Полученные результаты находят отражение в акте государственных испытаний, а в заключении его дается подтверждение соответствия ВС требованиям НЛГ и предложения о возможности и условиях допуска судна к серийному производству и эксплуатации в гражданской авиации.
Последним этапом работы по сертификации являются эксплуатационные испытания. Они проводятся на предприятиях на первых экземплярах серийных ВС для оценки их в реальных условиях эксплуатации. Эксплуатационные испытания являются периодом освоения нового типа ВС и в связи с этим требуют проведения организационно-технических мероприятий по подготовке всех служб ГА к успешной эксплуатации данного типа ВС.
Если по результатам государственных и (или) эксплуатационных испытаний возникает необходимость в конструктивных доработках с последующей их оценкой при испытательных полетах, то проводятся дополнительные и контрольные испытания.
На основании результатов всех видов испытаний и положительной оценки доказательной документации Госавианадзор выдает сертификат летной годности типа ВС.
По действующим правилам сертификации были выданы сертификаты летной годности типа ВС отечественным самолетам Ил-86, Як-42, Ан-28, сельскохозяйственному самолету польского производства М-15, чехословацкому пассажирскому самолету для местных воздушных линий Л-410 УВП и его модификации Л-410 УВП-Э.
Наличие сертификата летной годности типа ВС дает право Главной инспекции ГА заносить в Государственный реестр гражданских ВС каждый экземпляр сертифицированного ВС с выдачей на него удостоверения о годности к полетам.
В процессе серийного производства и эксплуатации ВС его конструкция может быть доработана для более эффективной его эксплуатации. При этом предусматриваются два вида доработок: главные и второстепенные.
Главные доработки влияют на уровень летной годности, поэтому они требуют проверок и испытаний, результаты которых оформляются в Госавиарегистре в виде дополнения к сертификату. Второстепенные доработки не влияют на летную годность и не требуют сертификации.
Правилами сертификации ВС предусмотрен контроль за летной годностью ВС в эксплуатации. С этой целью ГосНИИ ГА периодически проводит контрольные испытания как новых, так и прошедших ремонт серийных ВС. Ответственность за соблюдение правил и процедур эксплуатации сертифицированного ВС возлагается на предприятия и организации министерств и ведомств, осуществляющих его эксплуатацию.
В гражданской авиации поддержание уровня летной годности ВС осуществляется предприятиями, имеющими в своем составе все службы для обеспечения летной и технической эксплуатации на требуемом уровне и использующими современные методы и средства контроля технического состояния ВС.
Сертификат летной годности представлен на рис.1.2
Рис.1.2. Сертификат летной годности
Сертификация гражданских аэродромов
Сертификация аэродромов производится в соответствии с «Правилами сертификации и контроля соответствия гражданских аэродромов нормам, определяющим их годность к эксплуатации». Этими правилами устанавливается порядок сертификации аэродромов, оборудованных для эксплуатации по минимумам I, II и III категорий ИКАО, и порядок контроля соответствия аэродромов НГЭА. Правила являются обязательными для выполнения министерствами, государственными комитетами, ведомствами, предприятиями, учреждениями и организациями, участвующими в проектировании, строительстве (реконструкции, техническом переоснащении) и эксплуатации аэродромов.
Представление на выдачу сертификата на аэродром подается министерством, государственным комитетом, ведомством в Госавиарегистр после обследования аэродрома заказчиком и установления соответствия его характеристик НГЭА.
К представлению на выдачу сертификата прилагается акт обследования аэродрома комиссий заказчика с заключением о соответствии НГЭА с прилагаемыми таблицами соответствия характеристик аэродрома и его оборудования НГЭА (рис. 1.3-1.5), а также графическим материалом по перечню, определенному методикой оценки соответствия, в который входят: инструкция по производству полетов на аэродроме; свидетельство о государственной регистрации и годности аэродрома к эксплуатации; генеральный план аэродрома; удостоверения годности оборудования к эксплуатации (радиомаячной системы посадки, системы светосигнального оборудования, аэродромного обзорного и посадочного локаторов); заключение НИИ с оценкой соответствия аэродрома и его оборудования НГЭА.
Рассмотрев представленную заказчиком доказательную документацию, Госавианадзор принимает решение на выдачу сертификата на аэродром (рис.1.6)
Для контроля соответствия аэродромов Нормам годности на всех этапах создания и эксплуатации Правила предусматривают: на этапе проектирования должно быть дано заключение экспертного органа о выполнении требований НГЭА в проектной документации на строительство аэродрома;
на этапе строительства проектировщик обязан осуществлять авторский надзор за строительством аэродрома в соответствии с утвержденной проектной документацией;
на этапе допуска к эксплуатации вновь построенный аэродром должен быть принят специальной комиссией, акт которой должен содержать оценку соответствия аэродрома НГЭА;
на этапе эксплуатации ответственность за соответствие аэродрома требованиям Норм несет предприятие, эксплуатирующее аэродром.
При проведении главных доработок на аэродроме заказчик обязан ввести ограничения, обеспечивающие безопасность полетов, и сообщить в Госавианадзор.
Рис 1.3. Обследование аэродрома на соответствие НГЭА (начало)
Рис 1.4. Обследование аэродрома на соответствие НГЭА (продолжение)
Рис 1.5. Обследование аэродрома на соответствие НГЭА (окончание)
Рис 1.6. Сертификат на аэродром (начало)
Рис 1.7. Сертификат на аэродром (окончание)
Нормирование летной годности
Нормы летной годности представляют собой документы, содержащие государственные требования, направленные на обеспечение безопасности полетов в гражданской авиации.
Нормы летной годности собрали в себе все требования к конструкции и характеристики ВС, оборудованию аэропортов, влияющие на безопасность полетов.
Нормы летной годности - непрерывно совершенствующийся документ, так как к нему постоянно издаются поправки и дополнения, а также в нем реализуются последние достижения научно-технического процесса в ГА.
Лекция "187 Структура культуры" также может быть Вам полезна.
При работе над Нормами используют стандарты и рекомендации ИКАО, а также учитывают практику аналогичных зарубежных Норм годности , чтобы отечественные Нормы были не ниже американских FAR, британских BCAR и западноевропейских IAR .
Нормы годности к эксплуатации гражданских аэродромов (НГЭА) были получены после анализа научных исследований по безопасности и регулярности полетов. Учитывалось параметры аэродрома, оборудование посадки и УВД, нормативные документы содержащие требования к эксплуатации аэродромов, их сооружений и оборудования с учетом рекомендаций из ИКАО.
Нормы были разработаны к аэродромам с искусственным покрытием классов А, Б, В, Г, Д и с учетом обеспечения минимума для взлета и посадки по I, II, III категории ИКАО.
Летная годность- это характеристика ВС, определяемая предусмотренными и реализованными в его конструкции и летных качествах принципами, позволяющая совершать безопасный полет в ожидаемых условиях и при установленных методах эксплуатации.
Нормы предусматривают оборудование ВС техническими средствами предупреждающие экипаж в полете о приближении эксплуатационных ограничений: тактильной, световой, звуковой сигнализацией и д.р.
Любое отказное состояние приводящее к возникновению катастрофической ситуации, оценивалось как событие не более частое, чем практически невероятное, с вероятностью отказа самолета в целом не превышала 10-7 на 1 час полета.
