Обеспечение безопасного взлета и посадки воздушных судов на загрязненной полосе

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

УДК 629.735.067 = 20

Я. В. Величко, А. В. Демченко Научный руководитель - А. Н. Ефимова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЛОСЕ

Выполнен обзор факторов влияния состояния взлетно-посадочной полосы на безопасность взлета самолетов.

Состояние поверхности взлетно-посадочной полосы (ВПП) в аэропортах является важным фактором безопасности. Наличие, например, снега или воды на ВПП может иметь значительное влияние на взлетно-посадочные характеристики самолета. Несмотря на обширные исследования и многочисленные публикации, несчастные случаи, в которых состояние поверхности ВПП (например, мокрой или загрязненной) является важным фактором влияния, по-прежнему часто происходят.

Определенные эксплуатационные проблемы показывают, в какой степени состояние поверхности ВПП связано с вероятностью аварии. Сочетание скорости выпадения осадков (например, силы дождя), ветра, текстуры поверхности взлетно-посадочной полосы и её вида определяют состояние поверхности ВПП в конкретный момент. Обычно используют следующие определения условий на поверхности ВПП:

• Сухая.

• Влажная (взлетно-посадочная полоса вся намокшая, но без значительных площадей стоячей воды).

• Покрыта водой, слякотью или рыхлым снегом (более 25 % площади поверхности ВПП и слой более 3 мм воды, слякоти или рыхлого снега).

• Загрязнена уплотненным снегом.

• Загрязнена льдом.

Последние три условия взлетно-посадочной полосы определяются как загрязненная ВПП в целом. Однако, не всегда легко классифицировать фактическое состояния поверхности взлетно-посадочной полосы. Например, состояние поверхности может изменяться по всей длине ВПП; может быть сочетание льда и рыхлого снега или обледененная поверхность может быть покрыта песком. Еще одной проблемой является то, что глубина загрязнения, как правило, не постоянна и меняется на протяжении взлетно-посадочной полосы.

ВПП, покрытые снегом, водой или слякотью плохо влияют на возможности как ускорения, так и торможения самолета. Мокрые ВПП и полосы, покрытые уплотненным снегом или льдом только уменьшают возможность торможения. Сила трения является наиболее важной силой при остановке самолета, снижение возможности торможения вызвано пониженным трением между шиной и землей, когда ВПП влажные или загрязненные. Уменьшение эффективности торможения приводит к более длинному тормозного пути, нежели на сухой взлетно-посадочной полосе, как во время прерванного взлета, так и во время посадки.

Тормозная способность шины на мокрой взлетно-посадочной полосе может быть значительно улучшена путем поперечных канавок в поверхности ВПП или улучшением текстуры поверхности ВПП.

Вода, слякоть и рыхлый снег также влияют на ускорение самолета за счет генерации дополнительного сопротивления. И вода, и слякоть увеличивают сопротивление качения шины, за счет вытеснения слякоти. В дополнение к сопротивлению качению существует также общее сопротивления воды и мокрого снега от удара по планеру судна. Рыхлый снег увеличивает сопротивление качения шины за счет смещения и сжатия снега. При приземлении на затопленные и покрытые мокрым снегом взлетно-посадочные полосы, а также из-за аквапланирования, раскрутка колес может запоздать. В дополнение к сопротивлению смещения загрязнений и общему, аквапланирование также снижает трение между шиной и землей и может снизить возможность контролировать направление движения самолета. Одна из тяжелейших ситуаций управления возникает при боковом ветре в сочетании с мокрой или загрязненной ВПП. Ситуация ухудшается, когда колеса заблокированы. В этом случае нет совсем никакого скошенного сцепления на шинах. В силу этих причин максимальная допустимость бокового ветра уменьшается с уменьшением тормозной способности на взлетно-посадочной полосе. Использование реверса тяги в условиях бокового ветра на мокрых и загрязненных ВПП может усугубить проблемы с удержанием самолета в нужном направлении во время прерванного взлета и посадки. Всякий раз, когда самолет входит в ситуацию возможного бокового смещения по полосе, составляющая силы обратной тяги, которая направлена перпендикулярно срединной линии взлетно-посадочной полосы, добавляется к силе бокового ветра. Обратная тяга тогда будет тянуть самолет на подветренную сторону взлетно-посадочной полосы. Силы трения шин на поворотах слишком малы, чтобы противодействовать дрейфу при данных условиях взлетно-посадочной полосы. Единственный способ для пилота преодолеть эту ситуацию - отпустить тормоза, снять обратную тягу или даже дать немного передней тяги, и вырулить обратно на срединную линию взлетно-посадочной полосы до повторной процедуры торможения. Излишне говорить, что этот маневр значительно увеличит тормозной путь на загрязненной ВПП. Проблемы с направлением могут также возникнуть в связи с намороженными гребнями на взлетно-посадочной полосе. Эти гребни могут образовывать складки, за

Секция «Эксплуатацияи надежность авиационной техники»

которые цепляется носовое шасси, и самолет может сбиться с центральной линии.

Кроме влияния на ускорение, замедление и потерю контроля управления, загрязненная взлетно-посадочная полоса может также вызвать потерю мощности из-за проникновения внутрь падающей воды или мокрого снега; застревание люка шасси, а также закрылков и предкрылков в связи с намерзанием на них слякоти или снега; повреждение закрылков при ударе по ним воды или снега. Плохая видимость может возникнуть во время завершения посадки из-за того, снег выдувается вперед реверсивной тягой.

Две компании - Боинг и МакДоннел Дуглас разработали свои собственные методы расчета летно-технических характеристик на загрязненной ВПП. Эти методы основаны главным образом на результатах тестов, проведенных на самолете Convair 880 (результаты представлены в виде консультативного материала в руководстве по эксплуатации воздушного судна). Вообще, производители, такие как Боинг, МакДоннел Дуглас и Эйрбас считают, что достаточно

уменьшить VI самолета и снизить высоту экрана (от 35 футов до 15 футов) для взлета с мокрых и загрязненных ВПП. Таким образом, имеется общее представление о том, что оператор должен обеспечить определенные данные о работе с влажных и загрязненных ВПП, опираясь на инструкции, которые он считает приемлемыми. Самолеты также должны быть разработаны так, чтобы предотвратить попадание воды или слякоти с полосы, рулежных дорожек и других поверхностей в пределах аэропорта в двигатель или вспомогательную силовую установку через воздухозаборники; потоки вбираемого воздуха должны быть направлены или защищены таким образом, чтобы свести к минимуму попадание инородных веществ во время взлета, посадки и руления. Поэтому большинство производителей воздушных судов проводят испытания в стоячей воде, чтобы продемонстрировать соответствие требованиям по забору воздуха.

© Величко Я. В., Демченко А. В.. 2013

УДК 338.45:66 (7 Сое) = 20

А. А.Захаров Научный руководитель - О. В. Карчава Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ АМЕРИКИ

Сбрасывание атомной бомбы на Хиросиму, Япония, Соединенными Штатами в 1945 году стало началом атомного века. Ядерная энергия сразу же стала военным оружием страшной степени воздействия. Для физиков, которые работали над атомной бомбой, перспективы ядерной энергии были не только военными. Они рассматривали ядерную энергию в качестве безопасного, чистого, дешевого и обильного источника энергии, который положит конец зависимости общества от ископаемых видов топлива. В конце Второй мировой войны, лидеры призывали к мирному использованию ядерной энергии.

Конгресс принял закон об атомной энергии 1946 г., который перевёл развитие атомной промышленности от военного к гражданскому, правительственному контролю. С 1946 по 1945 годы коммерческая ядерная энергетика развивалась очень мало, поскольку закон от 1946 года установил монополию федерального правительства на управление, использование и владение ядерными реакторами и топливом. Конгресс внес поправки в закон об атомной энергии в 1954 г. для поощрения частного коммерческого развития ядерной энергетики. Закон положил конец монополии федерального правительства на использования ядерной энергии для мирных целей и разрешил право частной собственности на реакторы при соблюдении процедур лицензирования, установленных Комиссией по атомной энергии (АЕС). Частные энергетические компании не спешили строить атомные электростанции, поскольку они опасались финансовых последствий

ядерной аварии. Конгресс ответил на это принятием акта Прайса-Андерсона от 1957 года, который облегчал ответственность атомной энергетики по возмещению убытков и закрепил выплаты компенсации для населения. С принятием акта Прайса-Андерсона, энергетические компании начали строить атомные электростанции.

Сначала ядерная энергетика была привлекательна в основном потому, что спрос на электроэнергию в 60-е годы постоянно повышался, а станции, работающие на угле, постепенно становились неприемлемы с экологической точки зрения . Высокие цены на нефть в середине 70-х годов продолжали делать ядерную энергетику экономически востребованной и помогали ядерной энергии оставаться существенной частью национального плана производства энергии в целом. К 90-м годам в США действовали около 110 атомных станций, составляя 20 процентов общего производства электроэнергии в стране.

До 1969 г. АЕС не создала единого процесса оценки воздействия строительства атомных станций на окружающую среду. Но в этом году Конгресс США принял Национальный закон об экологической политике, который требовал заключений экологического влияния на среду от всех основных видов деятельности под эгидой федеральной власти. В 70-х годах характер ядерного регулирования изменился. Люди больше небыли безразличны к угрозам ядерной энергетики, и не доверяли заявлениям о экологической безопасности, исходящим от промышленников и пра-