ГЛИЦ им. В.П. Чкалова: испытания на безопасность

Евгений ПУШКАРСКИЙ
заместитель начальника ГЛИЦ имени В.П.Чкалова по научной работе, кандидат технических наук, профессор Академии военных наук РФ

Олег БАЛЫК
заместитель начальника Летно-испытательного центра ГЛИЦ имени В.П.Чкалова по испытательно-методической и научно-исследовательской работе, кандидат технических наук

Проблема обеспечения безопасности полетов (БП) продолжает оставаться актуальной практически на всех этапах развития авиации. Современный уровень аварийности в государственной авиации нашел отражение во многих источниках, в том числе и в статьях, опубликованных в журнале «Авиапанорама»*.  При этом отмечается, что перевооружение на новую дорогостоящую авиационную технику увеличит ущерб от одного авиационного происшествия в 4-6 раз, а необходимое увеличение среднего годового налета летного состава с 20-30 часов до минимально обоснованных 100-120 часов (норма конца 1980-х гг.) при сохранении существующей системы обеспечения БП приведет к росту числа авиационных происшествий до 60-80 в год. В этих условиях среднегодовой ущерб от авиационных происшествий возрастет в 12-15 раз и к 2015 г. составит 24-30 млрд рублей в год. От решения этой проблемы зависит не только сохранение летательных аппаратов и жизни их экипажей, но и боевая эффективность, боевые возможности Военно-воздушных сил.

Крыло Икара
Обеспечение безопасности полетов на протяжении всего жизненного цикла ЛА представляет собой многоэтапный процесс. Направленность всех работ по решению проблемы БП заключается в том, что безопасность полетов обеспечивается совокупным свойством авиационной системы и, в первую очередь, свойством системы «летательный аппарат–экипаж–условия применения», которое закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве и поддерживается в эксплуатации.

Авиационная система как объект воздействия представляет собой весьма сложную систему, состояние которой определяется большим числом взаимовлияющих и слабо контролируемых факторов. Это обусловливает широкий перечень направлений, в которых требуется проводить работу по обеспечению высокого уровня БП.

Основные направления этой работы отражены в Концепции безопасности полетов авиации Вооруженных Сил Российской Федерации и в Программе реализации Концепции безопасности полетов авиации Вооруженных Сил Российской Федерации, утверждённых Министром обороны РФ 27 июля 2012 г.

При создании летательного аппарата (ЛА) основное содержание мероприятий по решению проблемы БП состоит в закладке в систему максимального возможного (потенциального) уровня БП в процессе проектирования и доводки. Анализ основных причин аварийности современных самолетов позволяет сформулировать основные проблемы в области обеспечения и оценки БП на этапах разработки и испытаний ЛА, требующие комплексного решения.

  • Низкое качество авиационной техники (АТ) вследствие несоответствия организационно-правового обеспечения БП при разработке новых ЛА.
  • Низкое нормативно-методическое, организационное и техническое обеспечение испытаний ЛА по оценке БП.
  • Низкий уровень теоретических работ в области методологии БП (выявление факторов, определяющих аварийность, разработка методов количественной оценки БП, обоснование путей повышения БП).

 

1. Анализ организационно-правового обеспечения безопасности полетов на этапе разработки летательного аппарата

Концепция обеспечения БП и оценки соответствия ЛА требованиям по БП для всех этапов разработки, включая испытания, была отработана в 1980-е годы. Коренным отличием данного подхода в вопросах обеспечения БП являлся отход от концепции обеспечения «абсолютной» безопасности и введение нормативных показателей количественного уровня БП, определяемого конструктивно-производственными недостатками АТ. В основе такого подхода лежит то, что БП обеспечивается определенным уровнем множества свойств (состоянием) ЛА, а также эффективной взаимосвязью всех свойств, то есть их комплексным соответствием назначению ЛА. Кроме того, БП основывается на высоком уровне характеристик ЛА и его функциональных систем, соответствии их возможностям летчика (экипажа) при выполнении целевых задач полета.

Данная система обеспечения и оценки БП, действующая и в настоящее время, реализована в межведомственных нормативно-технических документах, которые условно можно разделить на две группы. Первую группу составляют документы, определяющие требования к уровню безопасности образцов авиационной техники: ОТТ ВВС-86, Нормы безопасности полетов, Нормы надежности авиационной техники, Нормы безотказности газотурбинных двигателей, ГОСТ В 23743-88, ГОСТ В 20570-88 и др. **. В соответствии с данными документами были разработаны требования к безопасности полетов в тактико-технические задания на все ЛА, разработанные после введения их в действие, в том числе и на перспективные авиационные комплексы Су-35, Т-50. В результате требования к уровню безопасности полетов новых и перспективных ЛА остаются на уровне ЛА 4-го поколения. Указанные нормы безопасности ориентированы преимущественно на конструктивно-производственные недостатки АТ. Так как основная доля авиационных происшествий приходится на «человеческий фактор» и связана, в частности, с эргономическими недостатками системы «человек–летательный аппарат–среда», приоритетным является нормирование показателей аварийности именно по этой категории причин происшествий, так как это позволит более целенаправленно вести работу по повышению БП.

Что касается количественных показателей БП, нормируемых в настоящее время «Нормами безопасности» и включаемых в ТТЗ на перспективные ЛА, необходимо проанализировать целесообразность их использования на этапе разработки ЛА. Эти критерии, а именно налет на авиационное происшествие на 6-8 году и на 13-15 году эксплуатации, а также коэффициент тяжести последствий авиационных происшествий, могут быть достаточно точно оценены только на этапе массовой эксплуатации, однако на этапе разработки применение этих показателей приводит к существенному снижению точности оценки количественных уровней БП по следующей причине.

Вероятность авиационного происшествия однозначно связана с налетом на авиационное происшествие и определяется вероятностью возникновения особых ситуаций из-за отказов авиационной техники и вероятностью парирования летчиком этих ситуаций. Если вероятность возникновения особых ситуаций на этапе разработки может быть оценена более или менее точно, то получение оценки вероятности их парирования с приемлемой точностью связано с большими затруднениями. Дело в том, что вероятность парирования особой ситуации во многом определяется такими трудно учитываемыми факторами, как психофизиологи­ческое состояние летчика, его классная квалификация, натренированность и т.д. Учесть все эти факторы не только в процессе проектирования, но даже в процессе летных испытаний при ограниченном количестве летных экспериментов весьма трудно.

Чтобы заложить в свойствах создаваемой техники высокий уровень БП, нужно знать количественную зависимость уровня БП от параметров и характеристик самолета, условий полета, действий личного состава, от эргономических свойств техники. Отсюда вытекает необходимость разработки и совершенствования теории безопасности полетов для того, чтобы установить количественные зависимости и найти те параметры авиационной системы, с помощью которых можно воздействовать на уровень БП.

После введения в действие вышеуказанных нормативно-правовых документов проводился ряд научно-исследовательских работ, направленных на совершенствование системы ОТТ ВВС в части нормирования БП, но их результаты не позволили изменить данную систему. При переработке ОТТ ВВС в рамках НИР «Стандартизация» предложено рассмотреть возможность нормирования одновременно показателей для этапа разработки – вероятностей возникновения особых ситуаций и показателей для этапа массовой эксплуатации – среднего налета на авиационное происшествие и коэффициента тяжести последствий авиационных происшествий.

Решение проблемы нормирования БП видится в организации и проведении комплексной НИР с участием всех заинтересованных организаций разработчика АТ и организаций заказчика. Основной ее целью будет разработка новой системы нормативно-технической документации (НТД), определяющей требования к уровню БП авиационной техники.

Вторая группа НТД – это организационно-правовые документы, определяющие порядок выполнения работ по обеспечению и оценке уровня БП. На каждый разрабатываемый и модифицируемый ЛА разрабатывается комплексная программа обеспечения БП, которая предназначена для управления работами по обеспечению выполнения требований к БП, оценке и контролю обеспечиваемых уровней БП. Разработка комплексной программы осуществляется в соответствии с «Положением о Комплексной программе обеспечения безопасности полетов» (Положением о КП БП), утвержденным в 1978 г. Главнокомандующим ВВС и заместителем Министра авиационной промышленности СССР, и «Руководством по обеспечению и оценке уровня безопасности полетов летательных аппаратов», введенным в действие совместным решением МАП-ВВС, утвержденным ГК ВВС и Министром авиационной промышленности СССР в 1981 г.

Практический опыт реализации комплексных программ БП для самолетов 4-го поколения выявил ряд присущих всем организациям-разработчикам недостатков в выполнении данных работ для этапов разработки ЛА.

1. Структурный анализ функциональных систем с целью выявления особых ситуаций, ожидаемой частоты их проявления и степени опасности, а также расчетная оценка количественных уровней БП проводятся либо в конструкторских бригадах по разработке отдельных систем, либо специальными бригадами надежности и безопасности. Эти материалы обобщаются в бригадах надежности или безопасности. Материалы же по стендовой и лабораторной отработке различных функциональных систем, оценке их надежности и отказобезопасности при этих испытаниях не подвергаются дальнейшему анализу и обобщению с целью корректировки расчетного уровня БП по результатам лабораторных, стендовых и наземных испытаний. Вследствие этого корректировка ожидаемого уровня БП по результатам таких испытаний, предусмотренная «Положением о КП БП», предприятиями промышленности не производится. Не производится также предусмотренная «Положением о КП БП» корректировка самих программ обеспечения БП в ходе их выполнения с учетом полученных результатов.

2. Контроль за ходом выполнения работ по программам обеспечения безопасности полетов для этапа разработки практически отсутствует, совещания по обсуждению хода и результатов выполнения работ с участием НИИ заказчика, как правило, не проводятся.

3. Проведение инженерного анализа функциональных систем с целью выявления возможных отказов и определения степени опасности особых ситуаций при их проявлении нередко предусматривается в программах к началу государственных испытаний. Выполнять же эти работы необходимо на более ранних этапах разработки ЛА с тем, чтобы заранее определить перечни отказов, выносимых для оценки на стендовые, заводские и государственные испытания. До настоящего времени программы государственных испытаний отрабатываются без учета результатов выполнения работ по программам обеспечения БП для этапа разработки.

4. Значительные трудности в организации выполнения работ по комплексной оценке БП при взаимодействии с организациями-разработчиками ЛА возникают из-за отсутствия в настоящее время нормативных документов, определяющих порядок выполнения работ, порядок и сроки передачи организациями-разработчиками организациям заказчика материалов и отчетной документации по вопросам комплексной оценки БП. Действующее же «Положение о КП БП» допускает неоднозначное толкование и не обладает достаточной конкретностью по многим пунктам. В разделах «Положения о КП БП» не указано, кем конкретно должны утверждаться план комплексной программы, а также программы обеспечения БП для этапов разработки, серийного производства, массовой эксплуатации и частные программы обеспе­чения БП для комплектующих изделий. В соответствии с п. 2.1.5. «Положения о КП БП», ГЛИЦ не принимает участия в согласовании программы обеспечения БП для этапа разработки. Однако в соответствии с этим же Положением на этапе разработки ЛА на ГЛИЦ возлагается выполнение целого ряда наиболее важных задач, связанных с проведением государственных испытаний и оценкой соответствия испытываемой авиационной техники требованиям по обеспечению БП.

Освоение новых пилотируемых ЛА невозможно без полной и совершенной в методическом плане эксплуатационной документации, важное место среди которой занимает «Руководство по летной эксплуатации» (РЛЭ).

Порядок создания РЛЭ определяется Положением, утвержденным еще в 1989 г. тремя ведомствами: ВВС, Министерством гражданской авиации и Министерством авиационной промышленности. Сейчас обоих министерств не существует, поэтому ответственность за РЛЭ стала весьма условной. Для переработки Положения необходимо решение на уровне Правительства РФ. До сих пор такое решение отсутствует. Действующий государственный стандарт, определяющий структуру, содержание и порядок оформления РЛЭ, требует переработки. В настоящее время рядом головных разработчиков ЛА предпринимаются попытки создания РЛЭ по переводному стандарту, разработанному в США. В результате этого структура и методическое изложение материала в некоторых РЛЭ имеет крайне низкое качество (Су-30СМ).

Ситуация с существующим качеством эксплуатационной документации значительно снижает уровень БП на вновь осваиваемых самолетах и вертолетах.

 

2. Вопросы методологического подхода и информационно-программного обеспечения оценки безопасности полетов на этапе испытаний ЛА

Пи всей важности информации, получаемой в ходе расследований авиационных происшествий, кардинальное повышение уровня БП (улучшение абсолютных, относительных и вероятностных показателей) возможно при выявлении и устранении опасных факторов или уклонении от них еще до того, как возникнет необходимость рассматривать их в качестве причин авиационных происшествий. Такой подход требует изменения сложившейся системы испытаний ЛА, и в первую очередь, повышения оперативности, глубины и расширение анализа данных о функционировании авиационной системы.

Испытания являются одним из самых важных этапов решения проблемы безопасности полетов, на котором должна быть получена объективная и достоверная оценка соответствия ЛА заданным требованиям по БП. По результатам испытаний определяются и назначаются области допустимых и недопустимых режимов полета и их границы, разрабатывается РЛЭ ЛА, выдаются рекомендации летному составу по действиям в особых случаях полета.

При проведении государственных испытаний ЛА проводится ряд основных работ, напрямую направленных на обеспечение заданного уровня БП.

1. Экспериментальная проверка опытных образцов технических средств, предназначенных для уменьшения степени опасности возможных отказов АТ, ошибок личного состава и опасных внешних воздействий. Оценка степени опасности возможных функциональных отказов и разработка рекомендаций о действиях в особых случаях полета.

2. Оценка соответствия ЛА и его систем общим и специальным требованиям ОТТ ВВС к обеспечению безопасности полетов.

3. Оценка соответствия заданным требованиям фактически достигнутого уровня безопасности полетов ЛА с учетом результатов государственных испытаний. Обобщение всех материалов по обеспечению безопасности, оценка соответствия ЛА заданным требованиям.

Основным принципом обеспечения заданного уровня БП при проведении испытаний является принцип гарантированности, означающий подтверждение соответствия вновь создаваемого ЛА заданным требованиям к безопасности полетов до поступления его в строевые части.

В целях реализации системного подхода в вопросах оценки БП на этапах разработки и испытаний АТ разработана методология комплексной оценки БП, которая реализована в межведомственном Руководстве по испытаниям авиационной техники (РИАТ)***.

РИАТ включает в себя:

-общую методологию комплексной оценки БП;

-общие для всех разработчиков АТ требования к объему и форме материалов, предъявляемых с ЛА на испытания;

-методы оценки количественного уровня БП с использованием системы расчетных случаев и формализованных критериев степени опасности особых ситуаций;

-типовые методики оценки БП, обусловленной отказами функциональных систем ЛА, такими как система управления, силовая установка, гидросистема, система кондиционирования, система предотвращения выхода ЛА за ограничения и другими;

-систему оцениваемых характеристик при комплексной оценке БП, которая представляет совокупность около 300 первоочередных взаимоувязанных требований ОТТ ВВС-86 к ЛА, его системам и оборудованию.

Разработанное нормативно-методическое обеспечение  выполнения комплексной оценки БП ЛА на этапах испытаний должно было привести к существенному повышению, во-первых, уровня безопасности разрабатываемых и модифицируемых ЛА, во-вторых, к повышению эффективности процесса испытаний по оценке БП. Однако анализ опыта эксплуатации ЛА 4-го поколения и процесса испытаний показывают, что в указанных направлениях не удалось добиться качественных улучшений.

Главными причинами низкой эффективности внедрения системы нормативно-методических документов по оценке БП является несовершенство информационного и программно-математического обеспечения выполнения данных работ. Эти причины обусловливают следующие основные проблемные ситуации.

1. На этапах разработки и испытаний АТ для нормирования уровня БП используются только вероятностные показатели уровня БП (вероятность летного происшествия или вероятность возникновения особых ситуаций), так как налет во время испытаний составляет, как правило, не более 1000 часов, что не позволяет использовать статистические показатели. Для определения вероятностных показателей уровня БП, связанных с отказами функциональных систем, необходимо в общем случае рассмотреть все возможные отказы элементов, узлов и агрегатов ЛА при всех возможных сочетаниях параметров ожидаемых условий эксплуатации, что требует большого перебора вариантов, факторов и условий. Однако без соответствующего программно-математического обеспечения решение данной задачи практически невозможно.

2. Испытания на оценку БП должны выполняться с применением различных методов: инженерного анализа, расчетов, математического моделирования, лабораторных испытаний, испытаний на полунатурных стендах, летных испытаний, что невозможно без создания и использования математических моделей ЛА и его систем, а также процессов их функционирования.

3.  Летные испытания на оценку БП составляют один из важных этапов исследований, так как дают фактическую достоверную картину явлений и процессов. Однако определение вероятностных характеристик БП в летном эксперименте не всегда возможно по условиям безопасности летного эксперимента. Кроме этого, при соблюдении условий безопасности, такие характеристики не могут быть получены с необходимой точностью, т.к. для этого требуется значительное количество экспериментов и, следовательно, большие материальные затраты и увеличение сроков испытаний.

По указанным причинам получение такой оценки на этапе летних испытаний затруднено. Поэтому важной задачей является использование всей информации о характеристиках БП, полученных различными методами на этапах, предшествующих летным испытаниям. Решение этой задачи позволит получать оценки БП с требуемой точностью при возможно меньшем числе экспериментов.

Неучет априорной информации на этапе летных испытаний приводит к ее потере, а значит, и к неоправданному увеличению количества экспериментов. Для того, чтобы избежать потери информации, содержащейся в оценках БП, полученных на ранних этапах разработки ЛА, и использовать ее при определении оценки БП на очередном этапе разработки, необходимо сделать процесс оценки характеристик БП непрерывным, т.е. каждый очередной этап должен быть непосредственным продолжением предшествующих этапов.

4. Существующие требования к характеристикам и показателям БП не являются самостоятельными, а взаимно дополняют и уточняют друг друга. Так, например, для обеспечения безопасности при отказе силовой установки должны удовлетворять существующим требованиям характеристики устойчивости и управляемости, характеристики ухода на второй круг, энергетические и разгонные характеристики. Комплексность критериев БП выдвигает соответствующие требования к информационному взаимодействию специалистов, выполняющих частные оценки, которое вследствие отсутствия технических средств малоэффективно.

5. Одной из основных задач испытаний по оценке БП является назначение эксплуатационных ограничений, которое в настоящее время проводится на основе детерминированного подхода, отражающего богатый опыт создания, испытаний и эксплуатации ЛА. Однако точность выдерживания эксплуатационных ограничений в процессе пилотирования в первую очередь зависит от динамических свойств самолета. Детерминированные же методы назначения ограничений не полностью учитывают динамические свойства ЛА. Для обоснованного назначения ограничений ЛА необходимо провести накопление, систематизацию и обобщение следующих данных:

-законов распределения плотности вероятности критических значений всех определяющих параметров полета f(xk);

-функций распределения экстремальных (достигнутых в массовой эксплуатации) значений определяющих параметров полета F(Xэ,);

-зависимостей f(xk) и F(Xэ,) от динамических свойств самолета, близости ограничения к критическому значению параметра, вида выполняемого маневра.

В этом случае задача нормирования ограничений в научном плане сводится к определению разности между математическим ожиданием критического значения параметра и величиной эксплуатационного ограничения, обеспечивающим заданную вероятность не превышения критического параметра, что без программно-математического и информационного обеспечения невозможно.

Наиболее перспективным и эффективным методом оценки БП является применение пилотажно-моделирующих стендов.

Задачи комплексной оценки БП, которые можно выполнять при использовании пилотажно-моделирующих стендов и которые нельзя (в значительной мере или  полностью) решать в летных экспериментах ****.

1. Исследования степени опасности тех или иных особых ситуаций, возникающих в результате проявления опасных факторов, в летном эксперименте проводятся с очень серьезными мерами предосторожности. В большинстве случаев эти меры предосторожности приводят к сокращению числа опасных факторов вплоть до единственного, считающегося основным (в таких экспериментах практически исключено влияние личного человеческого фактора, так как к участию в них допускаются только высококвалифицированные, специально подготовленные летчики-испытатели). В результате такого проведения летных экспериментов, оценки степени опасности исследуемых ситуаций не могут быть достаточно полными, и, кроме того, в них по необходимости вносится большая доля субъективизма. Причем, эта доля тем больше, чем опаснее исследуемая ситуация, чем сложнее исследуемый самолет. Таким образом, многопараметрические исследования опасных ситуаций, возникающих в результате проявления и взаимодействия нескольких опасных факторов, и особенно, человеческого, в летном эксперименте исключаются и могут быть проведены только с помощью пилотажно-моделирующих стендов, обладающих достаточно широкими возможностями.

2. Некоторые режимы, например, попадание в штопор, сваливание, аэроинерционное вращение на средних или малых высотах, опасные ситуации (например, полное обесточивание самолета с электродистанционной системой управления) в принципе не могут быть исследованы в летных экспериментах.

3. В летном эксперименте исключена возможность оценки уровня безопасности полетов при действии полностью неожиданных отказов функциональных систем самолета. При   любой программе летных испытаний летчики в большей или меньшей мере не готовы к парированию неожиданно проявляющихся отказов. Такого рода эксперименты, обеспечивающие получение объективных результатов, возможны только на пилотажно-моделирующем стенде.

4. С появлением самолетов с собственной продольной статической неустойчивостью, сверхманевренных самолетов, остро встал вопрос о безопасности летных экспериментов, связанных с выходом на большие углы атаки. Опыт испытаний самолетов типа Су-27 (Су-30МКИ) показывает, что традиционные представления о том, что опытный летчик- испытатель в состоянии выйти из любого критического положения, требуют пересмотра. Подготовка летчиков-испытателей к сложным испытательным полетам на стендах будет иметь и определенный экономический эффект, так как следует ожидать повышения зачетности испытательных полетов.

5. Известно, что система подготовки летчиков, если она не оптимальна или подготовка проводится с отклонениями, может обусловливать наличие определенных типовых ошибок, недостаточно установившихся или неправильно разработанных навыков в технике пилотирования. Использование пилотажно-моделирующих стендов позволит исследовать влияние уровня обученности летчика на качество управления, а также эффективность различных учебных программ или их отдельных компонентов.

6. В летных испытаниях не представляется возможным получить полную объективную оценку влияния на качество управления таких факторов, как загрузка летчика от выполняемых им задач, не связанных с управлением самолетом. Это загрузка зависит от оперативно-тактической обстановки, от содержания этапа полета, от метеоусловий, интерфейса кабины и т.д.  Получение таких оценок связано с необходимостью проведения большого объема исследований, имеющих эргономическую направленность. Именно объем таких исследований, требования раздельного и совместного моделирования проявлений различных факторов, оперативного изменения условий ставят нас перед необходимостью широкого использования пилотажно-моделирующих стендов.

В практической деятельности по оценке БП на этапе испытаний, связанной с решением сложных системных проблем, уже сейчас широко применяются различные виды моделирования. При этом требуется, чтобы модели адекватно отображали проблемные ситуации и давали полные количественные ответы на поставленные вопросы. Чтобы создавать адекватные модели, необходимо глубоко знать и понимать закономерности процессов в объектах исследований. Обязательными условиями построения адекватных моделей являются охват изучаемых проблем в их реальных масштабах, видение этих проблем во всех их существенных деталях и взаимосвязях, осознание их единства и целостности. Для сложных крупномасштабных системных проблем обеспечения безопасности полетов построение таких моделей практически целиком основано на экспертном знании.

Анализ сложившейся ситуации показывает, что для осуществления оценки БП необходимо создание автономной ситуационной модели  полёта, предназначенной для воспроизведения на средствах полунатурного моделирования поведения системы типа «лётчик–летательный аппарат–эксплуатационная среда» в различных сложных, многофакторных, нестандартных  ситуациях, а также  развитые методы и средства для планирования и проведения вычислительного эксперимента, хранения, отображения, обработки, анализа и обобщения получаемых результатов.

Важное направление решения проблемных задач оценки безопасности полетов – создание необходимого информационного и программно-математического обеспечения. Это может быть достигнуто путем автоматизации процесса сбора, обработки и хранения информации, создания банка непрерывно обновляющейся единой информации, необходимой для всех задач, решаемых специалистами в области испытаний по оценке БП.

 

3. Проблемы эргономики самолетов фронтовой авиации, влияющие на безопасность полетов.

 Для достижения заданной эффективности боевых пилотируемых ЛА наличия только тактико-технических характеристик (ЛТХ, вооружения, маневренности, и т.д.) недостаточно. Эффективность летательного аппарата определяют только те из наличных характеристик, которые в достаточной степени могут быть реализованы экипажем. Необходима реализуемость боевого потенциала ЛА, для чего требуется соответствие информационно‑управляющего поля и условий деятельности в кабине ЛА психофизиологическим и энергетическим возможностям летчика. Система «летчик–самолет–среда» является одной из наиболее сложных эргатических систем и поэтому полномасштабное эргономическое обеспечение разработки ЛА является обязательным условием его последующей безопасной и эффективной эксплуатации.

Во время разработки самолетов 4-го поколения (МиГ-29, Су-27) эргономическое обеспечение находилось в стадии становления, имело фрагментарный характер: еще не было накоплено достаточного опыта в сфере авиационной эргономики, что обусловило наличие на самолетах ряда недостатков, затрудняющих работу летчика в полете. Так, не было оптимизировано информационно‑управляющее поле кабины, самолеты не оснащены автоматизированной системой безопасности полета, отдельные устройства безопасности несовершенны и не в полном объеме отвечают своему назначению.

Многолетняя статистика показывает, что среди причин авиационных происшествий основную долю (60‑70%) составляют ошибки летного состава. Причем, несмотря на систематическую и интенсивную работу ВВС по обеспечению безопасности полетов, доля эта из года в год практически не меняется. В значительной мере такое положение дел обусловлено эргономическим несовершенством кабин эксплуатируемых самолетов. Многочисленные эргономические недостатки, выявленные в ходе испытаний и эксплуатации, на всех без исключения самолетах фронтовой авиации устраняются с большим опозданием, либо вовсе не устраняются, из‑за чего количество ошибочных действий летного состава сохраняется на высоком уровне.

Общие эргономические недостатки кабин эксплуатируемых боевых самолетов.

1. Несовершенство систем, предупреждающих летчика о достижении самолетом предельных параметров полета (ограничений), в частности – углов атаки и перегрузки. В настоящее время на всех самолетах фронтовой авиации (ФА) ограничительные системы не обеспечивают формирование и индикацию необходимой номенклатуры допустимых углов атаки и перегрузки. Из 5‑10 необходимых значений углов атаки и перегрузки в лучшем случае формируется и отслеживается на УАП по 2‑3 значения, остальные значения летчик должен удерживать в памяти и в процессе маневрирования многократно считывать и сравнивать текущий угол атаки и перегрузки с допустимыми на данный момент. Это уменьшает резерв внимания, усложняет пилотирование и приводит к ошибкам.

На всех самолетах ФА достижение допустимых углов атаки или перегрузок индицируется аварийной сигнализацией (высвечивание в проблесковом режиме красной лампы‑табло), что неоправданно отвлекает летчиков от пилотирования: допустимые углы атаки и перегрузки являются эксплуатационными параметрами и должны реализовываться летчиками без отвлекающих аварийных сигналов. Индикация допустимых значений параметров, как визуальная, так и не визуальная, должна быть специальной и обеспечивать полную, безопасную реализацию маневренных характеристик самолета в процессе боевого маневрирования.

Еще более ограниченные возможности по сравнению с визуальными индикаторами имеют не визуальные средства индикации допустимых углов атаки и перегрузок, которые на самолетах фронтовой авиации должны быть основными. Более того, самолеты Су-25 (Су-25СМ) ими вообще не оборудованы, а на МиГ-29 система ограничения угла атаки (СОУА) отслеживает только два значения угла атаки и не отслеживает перегрузку. В СОУА неверно выбран принцип ограничения допустимого угла атаки: отталкивание ручки управления самолетом (РУС) при достижении допустимого угла атаки нарушает пилотирование и прицеливание, не позволяет в полной мере реализовать маневренные характеристики самолета. Звуковая индикация о приближении и выходе на допустимые углы атаки не может служить надежным источником информации, т.к. заглушается радиообменом и радиопомехами.

2. Неинформируемые отказы систем индикации тангажа, крена, курса в которых используются приборы КПП, ИКП‑81, ПНП. При этом отказы типа «замирание» или «медленный дрейф» распознаются летным составом с большим опозданием (время распознавания составляет от 10 с и более), что в сложных метеорологических условиях и ночью приводит к возникновению аварийной ситуации.

3. Отсутствие резервного авиагоризонта (типа АГР‑29) на всех самолетах ФА. Дублирующий прибор ДА‑200, эксплуатируемый в настоящее время, может использоваться в качестве аварийного прибора только в полете с небольшими эволюциями без скольжения и в ситуациях, когда неинформируемый отказ КПП замечен своевременно. Но вывод из сложного пространственного положения с использованием ДА‑200 практически исключен. По этой причине большинство ситуаций неинформированных отказов КПП в сложных метеорологических условиях перерастает в ситуации аварийные и катастрофические. Кроме того, на самолетах МиГ-29, Су-27 установка прибора ДА‑200 выполнена таким образом, что он дезинформирует летчика в начальный момент создания крена (показывает противоположный крен), из‑за чего на этих самолетах ДА‑200 не может являться надежным дублирующим прибором даже в горизонтальном полете. Особенно надо подчеркнуть проблемы индикации пространственного положения на самолете корабельного базирования Су-27К, в кабине которого вообще отсутствуют дублирующие приборы. Самолеты корабельного базирования предназначены, в основном, для полета над морем в условиях пространственной ориентировки более сложной, чем над земной поверхностью. Для этих самолетов наличие не менее трех независимых друг от друга каналов информации пространственного положения должно быть обязательным.

4. На самолетах ФА отсутствуют, либо обладают совершенно недостаточными возможностями системы предупреждения летчика об опасной высоте и увода с опасной высоты.

5. Не соответствуют современному техническому уровню устройства, предупреждающие летчика о выходе на ограничение по скорости: из обширной номенклатуры ограничений по скорости индицируется в лучшем случае несколько значений. Всю номенклатуру скоростей по транспортировке и сбросу (пуску) боеприпасов летчик должен помнить и отслеживать в полете самостоятельно.

 

4.  Повышение эффективности научных исследований в области безопасности полетов

Несмотря на повсеместное декларирование необходимости использования системного подхода, отсутствие адекватной данной проблематике методологии анализа не позволяет повышать эффективность управления БП.

На современном этапе развития военной авиации, прежде всего, без тщательного научного анализа и оценки опасных факторов (и их различных сочетаний) невозможно получить обоснованный прогноз уровня безопасности полетов. Без обоснованного прогноза невозможна оценка эффективности вариантов поведения и развития авиационной системы. Без оценки эффективности невозможно принятие не только оптимальных, но хотя бы «невредных» решений при планировании и выполнении мероприятий по обеспечению БП как на стратегическом (планирование боевой подготовки, оргштатные изменения, формирование ГОЗ, ГПВ и т.п.), так и на тактическом уровне при организации и подготовке полетов.

Таким образом, существует настоятельная необходимость более пристального рассмотрения новых, важных аспектов методологии проведения анализа и оценки опасных факторов, их классификации и учета (в части человеческого фактора см. /2013/10/dlya-ucheta-chelovecheskogo-faktora-trebuetsya-fcp/. Прим. ред.), а также прогнозирования уровня БП в современных условиях развития авиации.

Результаты данных исследований должны позволить:

— разработать новый проект норм БП, позволяющий улучшить систему нормирования. Данный проект ориентирует разработчика на проведение широкого спектра работ по обеспечению БП, что позволит поднять на качественно новый уровень ход работ в процессе разработки ЛА, использовать широкомасштабное моделирование, новые нетрадиционные подходы и технические решения;

— разработать основные положения методики научного обоснования эксплуатационных ограничений для условий как мирного, так и военного времени;

— разработать методологический подход к обоснованию значений показателей БП в требованиях и Нормах на разработку вновь создаваемых образцов AT;

— разработать ряд выпусков руководств по обеспечению и оценке уровня БП;

— обосновать направления дальнейших исследований по повышению качества разработки программ обеспечения БП;

— обобщить опыт разработки планов комплексных программ обеспечения БП на этапах проектирования;

— разработать проект типовой программы обеспечения БП для массовой эксплуатации;

— обосновать идеологию и принципы активного обеспечения БП;

— разработать комплексную математическую модель безопасного полета и показать принципиальную возможность ее использования для определения основных направлений и путей повышения уровня БП.

Решение задач повышения безопасности полетов предполагает концентрацию финансовых и материальных ресурсов на приоритетных направлениях развития науки и техники, ускоренное формирование научно-технического задела и национальной технологической базы разработки авиационной техники, создание при поддержке государства инфраструктуры, обеспечивающей проведение и реализацию результатов научно-исследовательских разработок, совершенствование нормативно-правовой и методической базы оценки безопасности полетов на всех этапах жизненного цикла.

__________________________________________________

* Байнетов С.Д. «О государственной политике в обеспечении безопасности полетов».  «Авиапанорама» №5, 2007г.  http://aviapanorama.su/wp-content/uploads/2007/10/18.pdf

**Нормы безопасности полетов. Авиационная техника. – МО СССР 1979 г.

**ГОСТ В 23743 88. Изделия АТ. Номенклатура показателей БЗП, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ремонтной технологичности. (БНКТ). – М.: Госстандарт.

**ГОСТ В 20570-88. Изделия авиационной техники. Порядок нормирования и контроля показателей БНКТ. – М.: Госстандарт.

**ГОСТ В 20436-88. Изделия авиационной техники. Общие требования к комплексным программам обеспечения БНКТ (КПО БНКТ). – М.: Госстандарт.

**Положение о комплексной программе обеспечения безопасности полетов». – в/ч 52676, 1978 г.

 ***Руководство по испытаниям авиационной техники. Раздел 6.2.4. Выпуск 1. Оценка соответствия ЛА требованиям по БЗП. Типовые методы и методики. – в/ч 15650, 1990 г.

**** Балык О.А. Роль моделирования в процессе комплексной оценки безопасности полетов на этапе летных испытаний ЛА. ГЛИЦ им В.П. Чкалова, 2012 г.

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика