Тема 1. Современные системы контроля и управления

АЗКСКУ_2010 Last printed 9/5/2010 5:08:00 PM

Тема 1. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Авиационная транспортная система (АТС) и безопасность полетов. Совокупность служб УВД и подготовки и обеспечения полетов (эксплуатация, ремонт), ВС, личного состава и других подсистем более низкого иерархического уровня составляют авиационную транспортную систему. Критерием оценки качества функционирования АТС является удовлетворение потребностей в услугах ГА при минимальных затратах.

Вероятность безотказной работы систем ВС закладывают при проектировании и поддерживают при ТО и ремонте, поэтому технология ТО, уровень профмастерства и дисциплинированность эксплуатантов очень влияют на качество функционирования систем ВС. В полете влияние неблагоприятных условий и отказов техники на БП можно уменьшить своевременными и правильными действиями экипажа.

Надежность ВС непрерывно растет за счет реализации принципа безопасных разрушений при конструировании, обеспечения функциональной безотказности, многократного физического и информационного резервирования оборудования и применения цифровых систем контроля и управления. Однако это усложняет системы, увеличивает вероятность отказов ее отдельных элементов и уменьшает налет на неисправность. Неисправности не вызывают опасных отклонений, если они не приводят к отказу систем.

Качество функционирования АТС определяют по пригодности выполнять перевозки при обеспечении полной безопасности, регулярности и эффективности эксплуатации ВС. Способность ВС выполнять полеты без угрозы для здоровья людей оценивают по комплексной характеристике безопасность полета (БП). Работу АТС организуют так, чтобы при перевозках пассажиров и грузов был обеспечен заданный уровень БП за счет своевременного выявления, оценки и устранения опасных отклонений в работе элементов АТС и связей между ними.

Уровень БП определяют вероятностью отсутствия в полете ситуации с человеческими жертвами/потерей ВС. Степень опасности характеризуется особыми ситуациями полета:

- катастрофическая. При ее возникновении невозможно избежать гибели людей или потери ВС;

- аварийная. Характеризуется значительным повышением психофизической нагрузки на экипаж или значительным ухудшением характеристик устойчивости и управляемости (или летных характеристик) или приводящая к достижению/превышению предельных ограничений или расчетных условий. Экипаж за счет высокого мастерства может предотвратить развитие аварийной ситуации в катастрофическую;

- сложная. Характеризуется заметным повышением психофизической нагрузки на экипаж или заметным ухудшением характеристик устойчивости и управляемости (или летных характеристик) или выходом параметров полета за эксплуатационные ограничения без достижения предельных ограничений/расчетных условий. Экипаж своевременными и правильными действиями может предотвратить развитие сложной ситуации в аварийную/катастрофическую;

- усложенение условий полета. Характеризуется незначительным увеличением психофизической нагрузки на экипаж или незначительным ухудшением характеристик устойчивости и управляемости/летных характеристик. Усложение условий полета не требует немедленного, не предусмотренного заранее изменения плана полета и не препятствует его благополучному завершению.

Следствием особых ситуаций полета по терминологии ИКАО являются:

- авиационное происшествие. Событие связано с использованием ВС и имело место с момента, когда пассажир/член экипажа вступил на борт для полета, и до того как все покинули ВС. Если при этом кто-либо погиб/получил смертельные повреждения или ВС разрушено/получило повреждения с нарушением прочности или летно-технических характеристик или ВС с людьми пропало без вести или утрачено из-за посадки на местность, которая исключает возможность/экономическую целесообразность его эвакуации;

- предпосылкаавиационного происшествия. Событие, которое связано с возникновением особой ситуации, но оно не закончилось авиапроисшествием.

В зависимости от последствий авиапроисшествия делят на:

- катастрофу. На борту погиб пассажир/член экипажа (получил повреждения со смертельным исходом в течение 10 сут. после происшествия) или ВС с людьми пропало без вести и его поиски прекращены;

- аварию. ВС разрушено/получило повреждения при которых его ремонт невозможен или ВС совершило посадку на местность откуда его эвакуация невозможна;

- поломку. Происшествие с повреждениями ВС, при которых ремонт его возможен и экономически целесообразен, после чего оно должно быть допущено к эксплуатации.

Обеспечение выполнения требований БП при отказе любого звена АТС во многом определяет летная годность ВС. Летная годность - это характеристика ВС с позиции заложенных и реализованных в конструкции и эксплуатационной документации принципов, которые обеспечивают БП в ожидаемых условиях эксплуатации. Среди многих факторов (состав экипажа, категория аэродрома, метеоусловия, воздействия внешней среды, характеристики воздушной трассы, состав и характеристики наземных средств обеспечения полета, режимы полета, конфигурация ВС и т.д.) на условия эксплуатации влияет периодичность и виды ТО, назначенный ресурс, срок службы ВС и систем, режимы и продолжительность работы двигателей. Практика самолетостроения и эксплуатации ВС показала, что требования летной годности удовлетворяются, если суммарная вероятность возникновения особой ситуации из-за функциональных отказов в расчете на 1 час полета не более 10^-7 для катастрофической, 10^-6 для аварийной и 10^-4 для сложной.

Совершенствование АТС, ее элементов и связей состоит в автоматизации и контроле производственных и технологических процессов. Научно-технический прогресс ускоряет создание новой AT, разработку прогрессивных методов и технологий ее эксплуатации с применением ЭВМ. Вычислительную технику широко используют для автоматизации обработки данных в бортовом и наземном авиационном оборудовании.

На БП влияет много факторов, которые увеличивают вероятность негативного исхода полета, - техническая и организационная сложность АТС, многочисленность персонала по обеспечению полета, эксплуатация ВС в широком погодном и климатическом диапазоне. В общем случае все факторы делят на системные и внесистемные, которые зависят от внутренних свойств АТС и условий внешней среды (не зависят от внутренних свойств АТС). Такое деление условно, т.к. состояние внешней среды контролируют соответствующие службы и экипажи с помощью технических средств, что должно исключать полеты в нерасчетных условиях.

Все элементы АТС включают человеческие и машинные звенья, поэтому можно выделить общие группы факторов, которые влияют на надежность их функционирования и БП:

- профподготовка и дисциплина авиаперсонала;

- психофизиологическое состояние операторов;

- организация работы системы/службы;

- техническая оснащенность всех подсистем и надежность технических средств;

- качество нормативно-технической документации, которая регламентирует летную и техническую эксплуатацию, УВД и обеспечение полетов.

Большая часть системных факторов связана с действиями экипажа (человеческий фактор) и эффективностью функционирования техники (технический фактор). В зависимости от вида деятельности каждая подсистема АТС имеет различное соотношение этих факторов.

Опыт эксплуатации ВС, расследование авиапроисшествий и их предпосылок указывает на такие причины:

- неудовлетворительное управление летной деятельностью (низкий уровень документации по подготовке, выполнению полетов и эксплуатации ВС, допуск к полетам неустановленного вида и т.д.);

- неудовлетворительная организация летной работы;

- низкий профессиональный уровень экипажа;

- психофизиологическое воздействие (стресс, переутомление, травмы и т.д.);

- низкий уровень дисциплины специалистов, выполняющих и обеспечивающих полеты;

- конструктивно-производственные недостатки ВС;

- неудовлетворительная техническая эксплуатация и ремонт ВС;

- неудовлетворительное управление воздушным движением;

- внешние воздействия;

- неустановленные причины.

По данным ИКАО 78% аварий и катастроф происходит по вине экипажей. Кроме того, имеет место влияние человеческого фактора в наземных службах, при разработке конструкции, испытаниях и эксплуатации ЛА и т.д. С одной стороны человек придумал, спроектировал, построил и поднял в небо ЛА, а с другой стороны - " экипаж в кабине ЛА является его частью и все человеческое он должен забыть ". В пределе приведенное выражение можно трактовать так – «лучше заменить пилота в кабине ЛА на машину». Наука обосновала невозможность надежного управления ЛА человеком по следующим причинам:

- недостаточная быстрота восприятия;

- утомляемость внимания;

- подверженность эмоциям и стрессам и т.д.

Следовательно, происшествия будут иметь место до тех пор, пока человек управляет ЛА. Очевидно оптимальное решение этой проблемы состоит в переходе на автоматизированное пилотирование, где человек имеет страхующую роль.

В странах СНГ кроме указанных факторов на безопасность полета влияет фактор «советского» человека (все, что связано с советской ментальностью), который стал причиной большего числа катастроф в странах СНГ, чем, например, в США. Сюда также можно отнести недостаточное финансирование отрасли, что приводит к таким проблемам:

- использование устарелой техники;

- плохое моральное состояние персонала, вследствие невыплат зарплат;

- недостаточная квалификация и профессионализм персонала;

- несоблюдение международных норм безопасности;

- отсутствие должного уровня мониторинга и аудита состояния в гражданской авиации;

- перегруз самолетов,

- превалирование коммерческих ценностей над общечеловеческими.

В мировой авиации имеется положительная тенденция превалирования соблюдения безопасности над наказуемостью. Многие авиакомпании имеют в своей структуре должностное лицо, которому сотрудники авиакомпании при соблюдении анонимности, сообщают об отказах в полете, недочетах в обслуживании ЛА и т.д. Это позволяет авиации повернуться лицом к отдельным людям - члены экипажей, обслуживающий персонал, руководящий менеджмент.

Существует Всемирный Фонд Безопасности Полетов (FSF), цель которого - превратить авиацию в более безопасный вид транспорта на основе снижения риска авиационных происшествий. Для решения этой проблемы необходимо:

- определить, в чем заключаются риски;

- разработать меры по снижению рисков;

- довести разработанные мероприятия по снижению рисков до тех, кто выполняет воздушные перевозки.

Работы в каждом приведенном направлении имеют большие потенциальные возможности для повышения безопасности полетов. Мировая гражданская авиация - очень сложная система, в которую входят около 200 разноязычных стран, 800 авиакомпаний, 5000 эксплуатантов, 150000 пилотов, 16000 самолетов, 240000 человек техперсонала, 1350 крупных и 10000 небольших аэропортов. На сегодняшний день по всему миру внедряют Программу поддержки качества летной эксплуатации (FOQA), результаты реализации которой эксперты FSF оценивают так:

- возросла степень оснащения ВС средствами объективного контроля;

- увеличилась раскрываемость скрытых недостатков;

- уменьшилось количество авиационных происшествий и инцидентов;

- повысилась эффективность системы обеспечения безопасности в авиакомпаниях;

- возросла дисциплина и ответственность членов летного экипажа;

- повысилось качество контроля за работой бортовых систем ВС.

Одним из мероприятий, которое направлено на повышение безопасности полетов, является использование результатов обработки параметрической, звуковой и видеоинформации бортовых самописцев – «черных ящиков».

По данным международной ассоциации воздушного транспорта (IATA) число смертей при авиакатастрофах в 2008 г. сократилось с 692 (2007 г) до 502 чел. и показатель смертности снизился с 0,23 (2007 г) до 0,13 на 1000000 перевезенных пассажиров.

Показатель авиац.катастроф в мире (рассчитывают как число потерянных самолетов, работающих на двигателях запад. производства, на 1000000 полетов) равен 0,81 (1 авар.на 1200000 рейсов), что хуже показателя 2007 г. - 0,75 (1 авар.на 1300000 рейсов).

Показатели безопасности у авиакомпаний, входящих в IATA, лучше, чем по отрасли. Показатель катастроф снизился с 0,68 (2007 г.) до 0,52, т.е. 1 авария на 1,9 млн рейсов.

В Сев.Азии аварий самолетов не было зафиксировано, в Сев.Америке показатель катастроф - 0,58, в Европе - 0,42, в Азиатско-Тихоокеанском регионе - 0,58, на Ближ.Востоке и Сев.Африке - 1,89, в Африке - 2,12, в Лат.Америке - 2,55, в СНГ - 6,43.

Дата добавления: 2015-08-29