Диссертация (Динамика цифровых резервированных асинхронных многотактных систем управления магистральных самолетов), страница 37

№ 4, 2013, стр. 64-7186.S. Bazhenov, Korolyov V.S., Kulida E.L., Lebedev V.G. Simulation of On-boardModel of Airliner to Evaluate Capability of Trajectories and Flight Safety 29thCongress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS2014 ICAS 2014 CD-ROM PROCEEDINGS. 2014.87.Алешин Б.С., Баженов С.Г., Кулида Е.Л., Лебедев В.Г. Assessment ofImplementability and Safety of Aircraft Flight Paths by an On-BoardMathematical Model. Automation and Remote Control, Vol.

75, №4, 2014,с. 745-75488.Алешин Б.С., Баженов С.Г., Кулида Е.Л., Лебедев В.Г. Прототип системыобеспечениятраекторнойбезопасностиполета.Всборнике: XIIвсероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014 Институтпроблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. 2014. С. 3351-336189.Алешин Б.С., Баженов С.Г., Кулида Е.Л., Лебедев В.Г. Использованиебортовоймоделибезопасностисамолетаполета.Вдляоценкитраекторийсборнике: Результатыиповышенияфундаментальныхисследований в прикладных задачах авиастроения Москва, 2016. с. 162-174.90.Баженов С.Г., Егоров Н.Е., Кулида Е.Л., Лебедев В.Г. Управлениетраекторией и скоростью самолета при заходе на посадку в условияхпересеченной местности. Проблемы управления.

Труды Института проблемуправления РАН. 2015. № 2. с. 45-5191.S. Bazhenov Evaluation of Differences Between Channels of a Digital ControlSystem Caused by Changes of Its Variables TsAGI Science Journal, 41(6):673–685, 201092.S. Bazhenov Some Dynamic Properties of Digital Multirate Control SystemsTsAGI Science Journal, 41(5):579–591, 201028593.S.

Bazhenov Synthesis of a Synchronization Algorithm for Integrators of aDigital Redundant Control System. TsAGI Science Journal, 42 (1): 109–118(2011)94.S. Bazhenov Stability Evaluation of an Airplane with a Digital Multirate ControlSystem in a Lateral Motion. TsAGI Science Journal, 42 (2): 245–258 (2011)95.S. Bazhenov Generation of the Algorithm of Synchronization of Relay-HystereticElements in Digital Redundant Control System by Means of Finite StateAutomation TsAGI Science Journal, 44 (3): 419–432 (2013)96.S. Bazhenov, Yu.Shelyukhin Analysis of Dynamic Properties of Aircraft with DataEqualization Between Redundant Channels of Digital Control Systems.

TsAGIScience Journal, 44 (1) 141-157 (2013)286Приложение 1Основные требования к надежности и безопасностимагистральных самолетовОснова всех требований к безопасности и надежности заложена вАвиационных правилах АП-25 [14], FAR-25 и их аналогах. Тесно связанными стребованиями норм являются процедуры разработки сложных бортовых систем иоценки их надежности, которые описаны в документах [16–22]. Ключевымпунктом в формировании требований к надежности и безопасности являетсяпонятие особой ситуации, классификация особых ситуаций и требования квероятности их наступления.Согласно АП-25 [14], особая ситуация определяется следующим образом.9.

Особая ситуация (эффект) – ситуация, возникающая в полете врезультате воздействия неблагоприятных факторов или их сочетаний иприводящая к снижению безопасности полета. Особые ситуации (эффекты)классифицируются с использованием следующих критериев:(a) Ухудшение летных характеристик, характеристик устойчивости иуправляемости, прочности и работы систем.(b) Увеличение рабочей (психофизиологической) нагрузки на экипаж сверхнормально требуемого уровня.(c) Дискомфорт, травмирование или гибель находящихся на борту людей.9.1. Особые ситуации по степени их опасности подразделяются на:(a) Катастрофическая ситуация (катастрофический эффект) – особаяситуация, для которой принимается, что при ее возникновениипредотвращениегибелилюдейоказываетсяпрактическиневозможным.(b) Аварийная ситуация (аварийный эффект) – особая ситуация,характеризующаяся:(i)значительным ухудшением характеристик и/или достижением(превышением) предельных ограничений или287(ii) физическим утомлением или такой рабочей нагрузкой экипажа,что уже нельзя полагаться на то, что он выполнит свои задачиточно или полностью.(c) Сложная ситуация (существенный эффект) – особая ситуация,характеризующаяся:(i)заметным ухудшением характеристик и/или выходом одного илинескольких параметров за эксплуатационные ограничения, но бездостижения предельных ограничений, или(ii) уменьшениемспособностиэкипажасправитьсяснеблагоприятными условиями (возникшей ситуацией) как из-заувеличения рабочей нагрузки, так и из-за условий, понижающихэффективность действий экипажа.(d) Усложнение условий полета (незначительный эффект) - особаяситуация, характеризующаяся:(i)незначительным ухудшением характеристик, или(ii) незначительным увеличением рабочей нагрузки на экипаж(например, изменение плана полета).Кроме того, существует классификация особых ситуаций с точки зрениявозможности их наступления.

Так, согласно списку определений АП-25 ипринятой в них терминологии, особые ситуации подразделяются на следующиегруппы.5.По частоте возникновения события (отказные состояния, внешниевоздействия, ошибки и др.) делятся на следующие категории:5.1. Вероятные. Могут произойти один или несколько раз в течениесрока службы каждого самолета данного типа. Вероятныесобытия подразделяются на частые и умеренно вероятные.5.2. Невероятные.

Невероятные события подразделяются на двекатегории:(а) Маловероятные. Вряд ли произойдут на каждом самолете втечение его срока службы, но могут произойти несколько288раз, если рассматривать большое количество самолетовданного типа.(b) Крайне маловероятные. Вряд ли возникнут за весь срокэксплуатации всех самолетов данного типа, но тем не менееих нужно рассматривать как возможные.5.3. Практически невероятные. Настолько невероятные, что нетнеобходимости считать возможным их возникновение.8.

Численные значения. При необходимости количественной оценкивероятностей возникновения событий могут использоваться указанные нижевеличины:Вероятные– более 10–5;Частые– более 10–3;Умеренно вероятные– в диапазоне 10–3 – 10–5;Невероятные– в диапазоне 10–5 – 10–9;Маловероятные– в диапазоне 10–5 – 10–7;Крайне маловероятные– в диапазоне 10–7 – 10–9;Практически невероятные– менее 10–9.Вероятности должны устанавливаться как средний риск на час полета,продолжительность которого равна среднему времени полета по типовомупрофилю. В тех случаях, когда отказ критичен для определенного этапа полета,вероятность его возникновения на этом этапе полета может быть такжеосреднена на час полета по типовому профилю.Согласно общей идеологии построения Авиационных правил, наступлениетой или иной особой ситуации может произойти лишь при выполнениидостаточно жестких условий и ее вероятностные характеристики должныудовлетворять установленным ограничениям.

Так, требования по безопасностиописываются в следующих пунктах АП-25.2893.3. Эксплуатация с отказными состояниями.Самолет должен быть спроектирован и построен таким образом, чтобы вожидаемых условиях эксплуатации при действиях экипажа в соответствии с РЛЭ:3.3.1. Каждое отказное состояние (функциональный отказ, вид отказасистемы),приводящееквозникновениюкатастрофическойситуации(катастрофического эффекта), оценивалось как практически невероятное и невозникало вследствие единичного отказа одного из элементов системы.3.3.2. Суммарнаявероятностьвозникновенияаварийнойситуации(аварийного эффекта), вызванной отказными состояниями (функциональнымиотказами, видами отказов систем), для самолета в целом не превышала 10 –6 начас полета; при этом рекомендуется, чтобы любое отказное состояние(функциональный отказ, вид отказа системы), приводящее к аварийной ситуации(аварийному эффекту), оценивалось как событие не более частое, чем крайнемаловероятное.3.3.3.

Суммарная(существенноговероятностьэффекта),возникновениявызваннойсложнойотказнымиситуациисостояниями(функциональными отказами, видами отказов систем), для самолета в целом непревышала 10–4 1/час; при этом рекомендуется, чтобы любое отказноесостояние (функциональный отказ, вид отказа системы), приводящее к сложнойситуации, оценивалось как событие не более частое, чем маловероятное.3.3.3.1.

Все(функциональныеусложненияотказы,условийвидыполетаотказовисистем),отказныесостоянияприводящиекихвозникновению, подлежат анализу с целью отработки соответствующихрекомендаций по действиям экипажа в полете.Примечание:Желательно,чтобылюбоеотказноесостояние(функциональный отказ, вид отказа системы), приводящее к усложнениюусловий полета (незначительному эффекту), не могло быть отнесено к частымсобытиям.В общем виде данные требования могут быть представлены в таблице П1.1.290Таблица П1.1 Соотношение между критичностью ситуаций и требованиямик вероятности их возникновенияКоличественные требования надежностиКлассификация ситуаций(Вероятность на час)КатастрофическаяПрактически невероятные(КС – Catastrophic)(Extremely improbable), P/T < 110–9АварийнаяКрайне маловероятные(АС – Hazardous)(Extremely remote), P/T < 110–7СложнаяМаловероятные(СС – Major)(Remote), P/T < 110–5Усложнение условий полетаУмеренно вероятные(УУП – Minor)(Reasonably probable), P/T < 110–3Кроме того, при отнесении события к практически невероятным следуетучитывать следующие пункты АП-25.4.7.

Отказное состояние (функциональный отказ, вид отказа системы)можетбытьотнесеноксобытиямпрактическиневероятным,есливыполняется одно из следующих условий:(a) Указанноенезависимыхсостояниевозникаетпоследовательныхврезультатеотказовдвухразличныхиболееэлементоврассматриваемой системы или взаимодействующих с ней систем свероятностью менее 10–9 на час полета по типовому профилю;(b) Указанное состояние является следствием конкретного механическогоотказа(разрушение,элементовсистемызаклинивание,ирассоединение)разработчикобоснуетодногопрактическуюневероятность такого отказа, используя для доказательства:–анализ схемы и реальной конструкции;из291–статистическую оценку безотказности подобных конструкций задлительный период эксплуатации (при наличии необходимыхданных);–результаты испытаний по установлению назначенного ресурсасоответствующимэлементамсогласнотребованиямсоответствующих разделов настоящих Норм или по установлениюдругих ограничений контролируемых параметров допустимогопредотказного состояния;–анализ принципов контроля качества изготовления и применяемыхконструкционных материалов в серийном производстве, а такжестабильности технологических процессов;–анализпредусмотренныхэксплуатационнойдокументациейсредств, методов и периодичности технического обслуживания.Примечание: В тех случаях, когда рассматривается конкретный короткийэтап (участок) полета, его продолжительность может учитываться приоценке вероятности единичных и множественных отказов.Если показано, что отказное состояние (вид отказа, функциональныйотказ) относится к категории событий практически невероятных, то такоесобытие может быть исключено из дальнейшего анализа особых ситуаций по 3.3.Логикаотнесениятогоилииногособытияксформулированнойклассификации особых ситуаций приведена на рис.

П1.1.При возникновении отказных ситуаций очень важное значение имеетсвоевременное оповещение пилотов об отказе и их осведомленность о действиях,которые необходимо предпринять в данной ситуации. В самом деле, если экипажнемедленно получает нужную информацию об отказах, адекватно оцениваетлетную ситуацию и своевременно предпринимает необходимые действия, тоопасность отказной ситуации снижается. Поэтому при классификации особыхситуаций очень важным является факт наличия или отсутствия сигнализации оботказах, поскольку несигнализируемые отказы, как правило, приводят к более292тяжелым отказным ситуациям. Для того чтобы отказ был сигнализируемым, егонеобходимо обнаружить, что является функцией системы контроля.Рисунок П1.1 – Общие принципы соответствия отказных состоянийи особых ситуацийТребования к системе контроля будут рассмотрены ниже. Кроме того, вАвиационных правилах требуется, чтобы экипаж был обеспечен необходимойинформацией о действиях в особых ситуациях.