ПРОБЛЕМА ПОТЕРИ УПРАВЛЕНИЯ В ПОЛЕТЕ (LOC-I) - КАК ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА КАТАСТРОФ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

УДК 621.45.076

ПРОБЛЕМА ПОТЕРИ УПРАВЛЕНИЯ В ПОЛЕТЕ (LOC-I) - КАК ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА КАТАСТРОФ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Кузьменко Филипп Сергеевич, Баловнева Полина Витальевна Kuzmenko Philipp Sergeevich, Balovneva Polina Vitalievna

Студент Student

Санкт-Петербургский университет гражданской авиации Saint Petersburg University of Civil Aviation Санкт-Петербург, Россия Saint Petersburg, Russia

THE PROBLEM OF LOSS OF CONTROL IN FLIGHT (LOC-I) - AS THE MAIN CAUSE OF

ACCIDENTS IN CIVIL AVIATION

Аннотация: в этой статье описаны причины потери управления над самолетом. Анализ данных по происшествиям, возможные сценарии, приводящие к катастрофическим последствиям и возможное решение этой проблемы.

Abstract: this article describes the causes of loss of control over the aircraft. Incident data analysis, possible scenarios leading to catastrophic consequences and a possible solution to this problem.

Ключевые слова: катастрофа, самолет, воздушное судно, потеря управления, авиация, ошибки экипажа, метеорология, техническое обслуживание.

Key words: catastrophe, airplane, aircraft, loss of control, aviation, crew errors, meteorology, maintenance.

Loss of Control (LOC-I) - это потеря пилотом контроля над текущей ситуацией при внезапном, неожиданном и неадекватном (по сравнению с ожидаемым) поведении летательного аппарата.

LOC-I включает в себя следующее:

• попадание ВС в сложное пространственное положение (СПП) с большими углами крена и тангажа;

• потерей экипажем пространственной ориентации или ситуационной осведомленности;

• выходом за лётные ограничения по углу атаки, скорости и перегрузке;

• попаданием в режимы сваливания, штопора, в том числе при обледенении.

По данным Межгосударственного Авиационного комитета (МАК), в России за последние 30 лет число катастроф, связанных с потерей управления в полете (LOC-I), попаданием ВС в сложное пространственное положение или сваливание, возросло до 41% от всех авиационных катастроф.

В своих отчетах о причинах событий LOC-I, ассоциация IATA выделила 4 категории факторов:

Скрытые условия: отказы систем до происшествия;

Внешние причины: события, не связанные напрямую с управлением воздушным судном, и с которыми экипаж вынужден справляться, чтобы не произошло происшествия;

Ошибки экипажа: ошибки, связанные с неверным решением проблемы;

Неблагоприятное состояние воздушного судна: пилоты своими действиями вводят такое положение воздушному судну, которое снижает запас безопасного управления воздушного судна (например, запас по скорости). Неблагоприятное состояние обратимое.

Основными причинами в скрытых условиях были недостатки в реализации системы управления безопасности полетов (СУБП) эксплуатанта, недостаточный регулирующий надзор со стороны контролирующих органов и слабые стандарты подготовки летного состава у эксплуатанта.

Во второй группе, неблагоприятные погодные условия и отказы систем были определены как главные причины. Материалы расследования авиационных происшествий показывают, что отказы систем, которые напрямую или косвенно влияют на управление самолетом были главными причинами, которые приводили к происшествиям, связанными с LOC-I. К ним относятся отказы двигателя, потеря достаточного управления самолетом или разрушение управляющих поверхностей, отказ основной электросистемы, отказ важных пилотажных приборов. Рисунок 1 показывает наиболее часто встречающиеся причины, которые относятся к категории «Внешние факторы», связанные с происшествиями LOC-I.

Рис. 1. Внешние факторы, относящиеся к происшествиям LOC-I

Если внешний фактор не «обработан» должным образом, он может привести к ошибке, которая будет определена как отклонение от ожидаемого действия экипажа. Рисунок 2 показывает основные причины, которые относятся к категории «ошибки экипажа».

Не распознавание или игнорирование различных проблем или ошибок может привести к усугублению ситуации, дополнительным ошибкам и(или) неблагоприятному состоянию самолета. Однако стоит повторить, что это состояние самолета все еще выводимое. Рисунок 3 показывает неблагоприятные состояния самолета, которые связаны с происшествиями LOC-I.

Не распознавание или игнорирование различных проблем или ошибок может привести к усугублению ситуации, дополнительным ошибкам и(или) неблагоприятному состоянию самолета. Однако стоит повторить, что это состояние самолета все еще выводимое.

Рис. 2. Основные причины ошибок экипажа, связанные с LOC-I статья 2

о%

Abrupt Aircraft Control Vertical / Lateral / Speed Deviation Unnecessary Weather Penetration Operation Outside Aircraft Limitations Unstable Approach Continued I anding after Unstable Approach Brakes I Thrust Reversers / Ground Spoilers

Syslems

Flight Controls / Automation Engine

Percent of LOCI Accidents &% 10% 1S% 20%

5%

3% 3% 3%

25%

5% 5%

21%

16% 16%

11%

Source: IATAGADM

Рис. 3. Неблагоприятные состояния воздушного судна, относящиеся к LOC-I

Исходя из этих 4 групп факторов, а также статистики происшествий LOC-I, можно выделить 4 основных сценария катастроф, связанных с LOC-I:

Сценарий 1: во время выполнения захода в сложных метеорологических условиях экипаж намеренно не соблюдает стандартные эксплуатационные процедуры (SOP), и принцип взаимного перекрестного контроля (cross-check), что приводит к нестабилизированному заходу (300 метров при выполнении захода по ППП). Вместо выполнения маневра по уходу на второй круг, экипаж принимает решение продолжать заход и, соответственно, теряет контроль за управлением самолётом. Самолет разрушается во время попытки выполнить посадку.

Сценарий 2: из-за слабого надзора со стороны авиационных властей, эксплуатант не выполняет должным образом обслуживание самолетов. Экипаж в полете сталкивается с отказом, который приводит к потере управления в полете и катастрофе соответственно.

Сценарий 3: во время выполнения полета в условиях низкой видимости, экипаж принимает решение продолжать полет без подходящего уровня автоматизации («на руках»). Самолет отклоняется от заданной траектории полета и разбивается.

Сценарий 4: эксплуатант организует некачественную подготовку своего летного состава. Экипаж непреднамеренно слабо соблюдает технологию взаимодействия экипажа, принцип перекрёстного контроля, принимает решение продолжать полет в ручном режиме управления, допускает ошибки в управлении и соответственно теряет управление самолетом.

Обычно, во время расследований катастроф, связанных с LOC-I, эксперты выделяют массу факторов, которые приводят к потере управления в полете. Очень часто метеорологическая обстановка, спутный след от других воздушных судов, а также турбулентность являлись главными факторами, приводящими к развитию сложной ситуации. Недостатки в летной подготовке, недопонимание режимов автоматического полета, нервное состояние и потеря ситуационной осведомленности часто усугубляли сложное пространственное положение самолета и шанс успешного вывода самолета из этого режима полета.

Анализ авиационных катастроф показал, что пилоты часто не использовали всю доступную информацию на приборной панели, (например, показания путевой скорости при закупорке ППД), которая могла бы быть сигналом о приближении к режиму сложного пространственного положения, или скорой потери управления. Часто, условия, которые могут свидетельствовать о скором СПП, LOC-I, являются обледенение, отказы в системе управления самолетом и турбулентность. Нераспознование этих условий приводило к потере управления самолетом.

Эксперты IATA считают, что текущие программы подготовки летного состава лишь незначительно снижают риск происшествий, связанных с LOC-I. Необходимо сфокусироваться на тщательных тренировках по предотвращению, распознаванию и выводу самолета из СПП. Возможно, необходимо оборудовать самолеты такими приборами, которые могут дать пилоту дополнительную информацию, чтобы более эффективно распознавать признаки, которые способствуют попаданию самолета на критические режимы (СПП, сваливания, полеты на закритических скоростях), и обучить пилотов пользоваться данными приборами. К таким приборам могут относиться индикаторы углов атаки и перегрузки.

Список использованной литературы

ИКАО Глобальный план обеспечения безопасности полетов ИКАО 2017-2019, Doc. 10004 / ИКАО -Издание второе, 2016 г.;

ИКАО Рабочий документ ИКАО № A40-WP/296 TE/120 «Повышение качества подготовки пилотов в части зависимости от автоматизации»

В.И. Ахрамеев, В.В. Бирюков, Е.В. Данилевич, Д.В. Плаксин, В.Н. Швакин, В.П. Широких - О проблемах подготовки пилотов летных экипажей гражданской авиации по предотвращению и выводу из сложных пространственных положений и сваливания / В.И. Ахрамеев, В.В. Бирюков, Е.В. Данилевич, Д.В. Плаксин, В.Н. Швакин, В.П. Широких // 4-ый Съезд авиапроизводителей России, г. Казань, 8-10 августа 2018 г.

Швакин В.Н. - Потеря управления в полете - одна из основных причин авиационных происшествий / Межвузовский тематический сборник научных трудов «Проблемы летной эксплуатации и безопасность полетов», № 2, ФГБОУ СПб ГУ ГА, 2021 г. - 8 с.

УДК 53.05

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РОСТА КРИСТАЛЛОВ ЗЕНГЕИТА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Поленц Ирина Васильевна, Авксентьева Екатерина Ивановна Polents Irina Vasilievna, Avksentieva Ekaterina Ivanovna

Кандидат технических наук, доцент; старший преподаватель

Candidate of Technical Sciences, docent Уральский государственный университет путей сообщения Ural State University of Railway Transport Екатеринбург, Россия Yekaterinburg, Russia

DEPENDENCE OF THE GROWTH RATE OF ZENGEITE CRYSTALS ON THE TEMPERATURE

OF THE CRYSTALLIZATION FRONT

Аннотация: Для выяснения механизма роста кристаллов зенгеита в работе использовалась методика быстрой кристаллизации тонких пленок. Получена экспериментальная зависимость скорости роста от температуры фронта кристаллизации.

Abstract: To clarify the mechanism of growth of zengeite crystals, the method of rapid crystallization of thin films was used in the work. The experimental dependence of the growth rate on the temperature of the crystallization front is obtained.

Ключевые слова: зенгеит, кристаллизация, скорость роста, переохлаждение, тонкие пленки.

Key words: zengeite, crystallization, growth rate, supercooling, thin films.

Одним из способов выяснения атомного механизма роста кристаллов является экспериментальное изучение связи между скоростью роста кристаллов V и переохлаждением ДТ на его поверхности [1 - 7].

Зенгеит, или гидроксид галия, имеет химическую формулу Оа(ОИ)з. Он встречается в природе в некоторых месторождениях алюминия, железа, цинка и т.д. в виде полупрозрачных кристаллов.

В работе использовалась методика исследования быстрой кристаллизации тонких пленок переохлажденного металла [7]. Для повышения надежности определения температуры при высоких скоростях процесса, когда измерения обычной термопарой становятся невозможными, использовалась естественная внутренняя термопара, роль которой играл контакт твердой и жидкой фаз, т.е. сама исследуемая поверхность. Применение этой методики для исследования кристаллизации зенгеита позволило явно определить переохлаждение на фронте кристаллизации и изучить его связь со скоростью роста.

Зенгеит в виде слоя толщиной 0,3 - 0,6 мкм (шириной 20 мм, длиной 450 мм) наносили на поверхность кварцевой трубки диаметром 25 мм. Гальванометр работал в баллистическом режиме и включался в цепь при помощи контактного устройства на определенный достаточно короткий промежуток времени. Контактное устройство управлялось электронным отметчиком времени и замыкало цепь, составленную (для устранения посторонних контактных потенциалов) только из медных проводов одной партии.

В ходе эксперимента зенгеит расплавляли при помощи нагревателя, расположенного внутри трубки. Затем нагреватель выключали и через трубку пропускали воду из ультратермостата, нагретую до температуры, ниже температуры плавления. После выдержки, необходимой для выравнивания температуры в системе, закристаллизовывали участок слоя и выдерживали фронт неподвижным при помощи внешнего нагревателя. Затем слой затравливали с другого конца, и при движении фронта по среднему участку пленки включали измерительную цепь. При этом показания гальванометра