Причинные факторы риска и их классификация
Если рассмотреть происшествия, связанные с проблемой прекращения или продолжения взлета, не с точки зрения их причин, а в зависимости от характера проявления отказа или причины, то можно выделить два вида событий:
I— причинный фактор возникает и проявляется внезапно (например, отказ двигателя, разрушение пневматика, срабатывание предупредительной сигнализации, попадание птицы, возникновение препятствия на ВПП и др.).
II— причинный фактор действует на протяжении разбега (например, дефицит тяги, подтормаживание колес и др.)
Принятый в настоящее время подход к принятию решения о прекращении или продолжении взлета учитывает только события I-го типа. Наиболее характерными ситуациями для происшествий II вида являются ситуации с замедленным темпом разгона. К таким ситуациям, приводящим к авиационным происшествиям на этапе взлёта можно отнести:
- заниженная тяга двигателей;
- превышение расчётной взлётной массы;
- неисправность в тормозной системе шасси;
- ошибочно выпущенные интерцепторы;
- убранная механизация крыла;
- повышенный коэффициент трения качения;
- обледенение самолёта.
Перечисленные ситуации на взлёте можно, в свою очередь, классифицировать в соответствии с тем, на какие характеристики самолёта они оказывают влияние.
Класс 1 - ситуации, приводящие к ухудшению разгонных свойств самолёта. К данному классу относятся ситуации:
- заниженная тяга двигателей;
- превышение расчётной взлётной массы;
- ошибочно выпущенные интерцепторы;
- неисправность в тормозной системе шасси;
- повышенный коэффициент трения качения.
Данные аварийные ситуации опасны превышением дистанций как нормального, так и прерванного взлёта.
Класс 2 - ситуации, приводящие к ухудшению аэродинамических характеристик самолёта. К данному классу относятся ситуации:
- убранная механизация крыла;
- обледенение самолёта;
- ошибочно выпущенные интерцепторы.
Перечисленные аварийные ситуации на этапе разбега самолета до момента поднятия передней стойки не влияют на характеристики разбега (за исключением выпущенных интерцепторов), однако все они опасны сваливанием самолёта, как в момент подъёма передней стойки, так и на последующих этапах взлёта, вследствие недостатка подъёмной силы на расчётных скоростях взлёта и дефицита запаса по углу атаки и скорости.
В случае, если разбег самолёта происходит с темпом ниже необходимого для благополучного завершения взлёта, принятое экипажем решение может оказаться запоздалым вследствие дефицита дистанций, необходимых как для безопасного продолжения взлёта, так и безопасного прекращения взлета.
Для уточнения рассмотрим выкатывание за пределы ВПП на взлёте самолёта А-340-500 20.03.2009 в аэропорту Мельбурна.
Примером такой ситуации может служить АП, случившееся 20 марта 2009 года, рейс ЕК407. При выполнении взлета из международного аэропорта Мельбурна Airbus А340-500 авиакомпании Emirates, ударился хвостом о ВПП и оторвался от земли уже за ее пределами. На борту находилось 257 пассажиров и 18 членов экипажа.
Отрыв осуществлялся на скорости 280 км/час. Уже за пределами ВПП самолет снес один из огней светотехнической системы и несколько антенн, в результате чего была повреждена и выведена из строя система посадки ILS. Антенны были снесены на высоте 1,5 м от земли.
Проведенным Australian Transport Safety Bureau (ATSB) расследованием было установлено, что причиной данного АП стала ошибка экипажа при вводе в Electronic flight bag (EFB) взлетного веса: вместо 362,9 тонн было введено значение 262,9 тонн. При проведении последующих предвзлетных проверок данная опечатка обнаружена не была. Вследствие чего в Flight Management and Guidance System (FMGS) были внесены некорректные данные ставшие причиной заниженной тяги двигателей на взлете. В результате самолету, разгонявшемуся по ВПП с недостаточным темпом, не хватило скорости для отрыва, что в итоге привело к выкатыванию ВС за пределы ВПП.
ATSB определил, что помимо нескольких сопутствующих причин существовало две основных:
- Летный экипаж не обнаружил опечатку при вводе взлетного веса в компьютер, и это неправильное значение было использовано для исчисления компьютером взлетных параметров;
-При выполнении взлетного разбега летный экипаж слишком поздно определил недостаточность взлетных параметров для безопасного выполнения взлета.
Пути решения проблемы
За последние 15 лет в мировой ГА произошло существенное снижение общего числа аварий и катастроф, что можно отнести, в первую очередь, к серьёзным достижениям в области науки и техники. Самолёты оснащаются интегрированными системами безопасности, такими как:
- система раннего предупреждения приближения к земле;
- активно внедряются точные системы посадки (ILS);
- средства зональной навигации на основе спутниковых систем и д.р.
Эти системы, в сочетании с постоянно совершенствуемыми стандартными процедурами эксплуатации и системами подготовки экипажей, содействуют неуклонному повышению уровня БП на всех этапах полёта.
Несмотря на это, случаи выкатывания ВС с поверхности ВПП продолжают оставаться достаточно распространёнными, составляя примерно четверть всех инцидентов и аварий на ВТ и 96% всех событий, произошедших на ВПП, в том числе 80% всех катастроф. Всемирный фонд данных по АП в период между 1998 – 2007 гг в мировой ГА было зарегистрировано 141 выкатывания, в результате которых погибли 550 человек (из 141 АП 21 имело место на взлёте и 120 на посадке).
Поэтому проблема обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации ВС за счёт снижения риска выкатываний с поверхности ВПП является одной из приоритетных и актуальных и имеет существенное значение для ГА страны и всего мира.
Можно выделить два направления решения данной проблемы:
◊ Организационные
1. Строгое соблюдение правил загрузки и взлета воздушного судна со стороны эксплуатанта и контроль соблюдения правил - со стороны надзорных органов.
2. Голосовая информация должна подтверждать достижение скорости V1.
3. Остановку ВС следует начинать в течение 2 секунд после принятия решения о прерывании взлета. Тормозные устройства должны быть задействованы на полную мощность, пока экипаж не убедится, что самолет остановится до конца ВПП.
4. Идентификация повреждения пневматиков во время разбега, которое приводит к повышению расчетного тормозного пути из-за снижения тормозных усилий на поврежденном колесе. Компания «Airbus» рекомендует при повреждении одного пневматика и при отсутствии других неисправностей продолжать взлет, если скорость превышает V1 минус 20 узлов.
5. Экипаж должен пройти соответствующее обучение на тренажерах.
6. Соблюдение применяемых стандартных эксплуатационных процедур (SOPs) экипажем:
- летные экипажи обязаны проверить взлетные характеристики и правильно установить указатели воздушной скорости;
- летные экипажи должны убедиться, что расчетные данные соответствуют состоянию ВПП;
- должны быть ясные требования, относительно голосовой информации при нештатных ситуациях во время разбега и об условиях, при которых командир воздушного судна может принять решение прервать или продолжить взлет;
- во время взлета непилотирующий летчик обязан давать точную голосовую информацию о достижении стандартных скоростей и следить за совпадением показателей на двух основных указателях воздушной скорости V* (как правило, это 80 или 100 узлов).
Следует учитывать, что единственный критерий - скорость принятия решения V1 не всегда способствует правильному и своевременному решению о прерывании/продолжении взлета. Этим обусловлена необходимость введения дополнительных критериев принятия решения о прекращении/продолжении взлета. В качестве параметров контроля взлета могут служить:
● дистанции;
● продольное ускорение;
● время разбега
7.Контроль времени разбега
В качестве контролируемого параметра на разбеге можно использовать время достижения V* (или 80 или 100 узлов). Тогда критерием о прекращении/продолжении взлёта может служить соответствие фактического времени достижения заданной скорости с априорными значениями, рассчитанными до взлёта.
Фактические параметры взлёта замеряются непосредственно на борту ВС в процессе разбега с помощью замера времени от страгивания до набора заданной скорости.
Априорные значения времени разбега рассчитываются для различных условий взлёта и могут быть представлены пилотам, как в виде набора таблиц в бумажном виде, так и в виде данных представляемых на EFB.
◊ Технические (Бортовые системы контроля взлёта и поддержки принятия решений на этапе взлёта).
В связи с проблемой выкатывания за пределы ВПП на излете в ведущих зарубежных и отечественных авиационных организациях, таких как NASA, Boeing, Aerospatiale, НИИАО, ЛИИ им. Громова, проводились исследования, направленные на разработку систем контроля взлета. Были разработаны комплексы алгоритмов, основной целью которых являлось раннее обнаружение критических ситуаций на этапе взлета и осуществление соответствующей информационной поддержки экипажа.
Основной идеей большинства разработанных методов контроля взлета является контроль темпа разбега самолета. Все методы объединяет]то, что процедура оценки приемлемости темпа разбега построена на выявлении критического несоответствия между фактическими характеристиками взлета и «эталонными», полученными до взлета. Отличия методов заключаются в том, какие характеристики
выбраны для оценивания, а также в принципах организации процедур оценивания.
Оценка приемлемости темпа разбега осуществляется либо путем непосредственного сравнения измеряемого параметра с эталонной величиной, либо путем использования измеряемого параметра для осуществления прогноза дистанции. В качестве контролируемых параметров обычно используются продольное ускорение или скорость самолета. Выбор данных параметров, на первый взгляд, кажется естественным, поскольку они несут в себе непосредственную информацию о динамике разбега самолета. Однако в реальности данные параметры сложны для контроля, поскольку они имеют нелинейные зависимости от времени, причем для различных условий взлета (взлетная масса, тяга двигателей, коэффициент трения качения и др.) данные зависимости не эквидистантны.