Построение формализованной модели обеспечения безопасной эксплуатации самолетов по программе «ETops - EDTO»

2013

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА

№ 197

УДК 629.067

ПОСТРОЕНИЕ ФОРМАЛИЗОВАННОЙ МОДЕЛИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ САМОЛЕТОВ ПО ПРОГРАММЕ «ЕТОР8 - КО ГО»

А.Г. АРУТЮНОВ, В.С. КИРДЮШКИН, Д.С. ГАФУРОВ

Статья представлена доктором технических наук, профессором Чинючиным Ю.М.

В данной статье рассматривается структура формализованной модели эксплуатации самолета по программе «EDTO» и раскрывается основное содержание блоков данной модели.

Ключевые слова: программа полетов «EDTO», сертификация, эксплуатант, персонал, требования, формализованная модель.

Тенденции развития гражданской авиации характеризуются расширением маршрутной сети полётов авиакомпаний над местностью, не предназначенной для совершения экстренной посадки (водные массивы, горная местность, зоны леса и болот и т.п.), что влечёт за собой повышение требований к безопасности полётов самолетов.

Международное авиационное сообщество многие годы эффективно использовало «Правила выполнения полётов увеличенной дальности самолетами с двумя газотурбинными двигателями». По утвердившейся международной терминологии за этими Правилами утвердилась аббревиатура «ЕТОРБ» [1].

Основой данных «Правил...» является установление «порогового времени», т.е. предельного располагаемого времени полёта до запасного аэродрома или места возможной посадки в случае отказа авиадвигателя или функциональной системы самолета.

Первоначально (до 1985 года) «пороговое время» для самолётов с двумя двигателями составляло 60 минут, а далее, при использовании «Правил...», в зависимости от требуемого уровня обеспечения безопасности полётов, «пороговое время» стало нарастать и составлять 90, 120 и 180 минут (в настоящее время в ИКАО рассматривается вопрос о введении «порогового времени», равного 210 минут).

Согласно принятой поправке 36 к части 1 Приложения 6 к Конвенции о Международной гражданской авиации, термин «ЕТОРБ» заменен на «ЕБТО» (Производство полётов с увеличенным временем ухода на запасной аэродром). Таким образом, данная поправка позволяет распространить программу «ЕБТО» на все типы самолетов, независимо от количества установленных на них двигателей. При этом место возможной посадки должно располагаться в пределах следующей продолжительности полета после взлета с аэродрома вылета:

1) самолеты с двумя двигателями: 1 ч времени полета на крейсерской скорости с одним отказавшим двигателем, установленной в соответствии с руководством по эксплуатации самолета конкретного типа, рассчитанной для условий МСА с учетом фактической взлетной массы самолета;

2) самолеты с тремя и более двигателями: 2 ч времени полета на крейсерской скорости с одним неработающим двигателем, определенной в соответствии с руководством по эксплуатации самолета конкретного типа, рассчитанного для условий МСА с учетом фактической взлетной массы самолета;

3) самолеты, выполняющие полеты с увеличенным временем ухода на запасной аэродром, в тех случаях, когда отсутствует аэродром, отвечающий критериям по расстояниям, указанным в п.1 и п. 2. Таковым выбирается один из имеющихся запасных аэродромов, расположенный в пределах утвержденного эксплуатантом максимального времени полета до запасного аэродрома с учетом фактической взлетной массы [2].

В настоящее время наиболее востребованным среди отечественных среднемагистральных самолётов является самолет Ту-204, который эксплуатируется отечественными и зарубежными авиакомпаниями на внутренних и международных авиалиниях и который должен быть сертифицирован в соответствии с требованиями «EDTO». Опыт эксплуатации самолета Ту-204 и его модификаций с авиадвигателем ПС-90А показывает, что уровень надёжности самолёта в целом недостаточен для получения сертификата соответствия требованиям программы «EDTO», что безусловно снижает потенциал для расширения маршрутных сетей авиакомпаний, эксплуатирующих данный тип самолета.

Для анализа и обеспечения необходимых уровней надёжности и безопасности полётов, соответствующих требованиям «EDTO», предлагается, применительно к самолёту Ту-204, построить общую (формализованную) модель (рис. 1), представляющую собой совокупность основных блоков (I и II) и второстепенных блоков (III - VIII).

Рис. 1. Формализованная модель обеспечения условий для эксплуатации самолета по программе «EDTO»

Для обеспечения выполнения мероприятий, описанных в блоках I и II, необходимо обязательное выполнение блоков III - VIII.

Блок III. Для выполнения требований программы «EDTO» сертифицированный самолёт должен отвечать требованиям минимально-необходимого перечня бортового оборудования, с отказами которого допускается вылет (MEL). Лётный и инженерно-технический персонал должен пройти обучение в объеме, соответствующем требованиям программы «EDTO».

Эксплуатант должен надлежащим образом вести учёт заправки топливом и маслом, который позволяет государству эксплуатанта удостовериться в том, что тенденции расхода топлива и масла на данном самолете позволяют иметь достаточный запас для завершения выполнения каждого полета. Вышеперечисленные требования принимаются согласно принятой поправке 36 к Части 1 Приложения 6 к Конвенции о Международной гражданской авиации [2].

Блок IV. Как известно, основными критериями, характеризующими надёжность самолета, являются такие показатели, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Каждое из указанных свойств объекта эксплуатации влияют на безопасность полёта.

На примере опыта эксплуатации самолета Ту-204-300 авиакомпании ОАО «ВЛАДИВОСТОК АВИА» выявлены следующие замечания к надежности комплектующих изделий:

• тормозные диски выходят из строя при наработке 300 - 500 посадок (при гарантийном ресурсе 1000 ч, 2000 посадок);

• плунжерные насосы НП-123, применяемые в гидросистеме самолета, имеют низкую надежность. С начала эксплуатации самолетов произошло 12 отказов насосов, из них в 2-х случаях их отказы стали причиной инцидентов [3];

• средняя наработка генераторов ГП-26 на отказ составляет 4496 ч при назначенном ресурсе 24000 ч, при этом гарантийный ресурс устанавливается завод ом-изготовителем в 500 -1000 часов, что составляет всего около 3% от назначенного ресурса [3];

• вызывает беспокойство состояние двигателей ПС-90А, количество и опасность возникающих в них отказов: поломка шестерни 94-06-455, непрогнозируемый обрыв рабочих лопаток 2-й подпорной ступени КНД, модифицированных вентиляторов и ряд других нерешенных вопросов не дают возможность сертифицировать самолет Ту-204-300 по требованиям «EDTO» [3].

Очевидно, что вышеперечисленные недостатки съемных изделий существенно влияют на уровень безопасности полётов. Необходимым требованием является повышение качества и надежности изделий, принятие мер, направленных на устранение выявленных недостатков как при их проектировании, так и при производстве.

Блок V. В программе ТОиР самолета для выполнения полетов по «EDTO» должны содержаться требования, инструктивный материал и указания, необходимые для полного и качественного обеспечения предусмотренных видов ТОиР. Базовой программой ТОиР самолетов, рассматриваемых для допуска к полетам по «EDTO», должна являться действующая программа ТОиР с целью поддержания их летной годности, утвержденная для данного эксплуатанта, для конкретной модификации самолета и соответствующей комбинации "планер-двигатель". Эта программа должна быть пересмотрена для определения приемлемости ее использования в качестве основы для доработки и корректировки с учетом требований к ТОиР самолетов при выполнении полетов по «EDTO».

Эти требования должны предусматривать процедуры ТОиР, исключающие одновременное выполнение идентичных работ на сходных между собой сложных элементах какой-либо системы, критичной для «EDTO» (например, замену топливорегулирующей аппаратуры сразу на обоих двигателях).

Перечень работ по ТОиР в рамках программы «EDTO» формируется с учетом следующих особенностей:

1) связанные с «EDTO» работы по ТОиР должны особо обозначаться в технологических картах эксплуатанта [4];

2) связанные с «EDTO» процедуры и технологии, такие как контроль технического состояния отдельных систем и оборудования самолета с использованием бортовых средств должны быть четко определены в программе эксплуатанта [4].

3) для проверки приемлемости технического состояния самолета и определенных критических его элементов формируется специальный плановый вид ТО (форму «EDTO» - service check). Такая форма должна выполняться и письменно подтверждаться непосредственно перед вылетом по правилам «EDTO» квалифицированным персоналом, допущенным к ТОиР самолетов, выполняющих полеты по «EDTO» [4].

4) бортовые журналы должны надлежащим образом проверяться и заполняться с тем, чтобы обеспечить выполнение предусмотренных MEL процедур, отложенных работ и видов ТОиР и процедур проверки систем [4].

Блок VI. При подготовке самолёта к полёту особое внимание уделяется человеческому фактору. Анализ статистики (рис. 2) свидетельствует о том, что в большинстве случаев авиационные катастрофы происходят по причине ошибочных действий экипажа или по техническим причинам. Исходя из этого, необходимо проводить психологическую работу с ИТС и ЛПС перед тем, как приступать к производству полётов по «EDTO». Для ЛПС следует вводить дополнительные занятия на тренажерах для отработки действий в различных аварийных ситуациях.

%

Ошибка пилота Оши&ш других Шгодные Технические Терроризм Другие причины членов экипажа условия проблемы

Причины

Рис. 2. Распределение катастрофических ситуаций на воздушных судах по различным причинам

Перед началом выполнения полётов по «EDTO» разрабатываются специальные тесты, в которых отображаются перечни самолетных систем с имитацией различных комбинаций отказов критически важных элементов. Задачи ЛПС состоят в принятии адекватных решений и расстановке приоритетов в своих действиях для выхода из сложных ситуаций.

Блок VII. На самолётах, выполняющих полёты по «ЕБТО», имеются компоненты, которые не используются на других самолетах - компонентов «ЕБТО». Для этого разрабатывается программа контроля кондиционности данных компонентов. Суть программы заключается в контроле компонентов как при ТОиР, так и при их хранении. Перед установкой компонентов

«EDTO» на самолет по их номерам необходимо убедиться в их соответствии с перечнем компонентов - EDTO.

Некоторые данные в перечнях минимального исправного оборудования (MEL) имеют различные толкования, требующие учета при допуске самолетов к полетам по «EDTO». Программа надёжности основывается на статистике отказов. Для самолетов, выполняющих полёты по «EDTO», необходимо вести особый учёт количества отказов и постоянно проводить тщательный анализ их влияния на безопасность полетов.

Блок VIII. Лётный и инженерно-технический состав проходит обучение по специально разработанным программам, соответствующим требованиям «EDTO». При подготовке ИТС и ЛПС необходимо учитывать содержание Блока VI, так как его учет непосредственно влияет на обеспечение полётов по «EDTO». ИТС, выполняющий на самолете работы по ТОиР, должен быть сертифицирован, обладать соответствующими знаниями, навыками и возможностями для выполнения требований в рамках программы эксплуатации по «EDTO».

ЛИТЕРАТУРА

1. Приказ Федеральной службы воздушного транспорта от 21.04.2000 г. № 94 об утверждении системы «ETOPS».

2. Поправка 36 к Части 1 Приложения 6 к Конвенции о международной гражданской авиации. - 2012.

3. Опыт эксплуатации самолета Ту-204 авиакомпании ОАО «ВЛАДИВОСТОК АВИА»: Отчет - 2010.

4. Руководство по летной годности. Док. 9760 AN/967 (ICAO). - 2001. - Т. II. - Ч. B.

FORMAL MODELS «ETOPS - EDTO» PROGRAMS DEVELOPING, IN TERMS OF SAFETY

AIRCRAFT OPERATION

Arutyunov A.G., Kirdyushkin V.S., Gafurov D.S.

This article is highlighted the aircraft operation model structure under the formalized program «EDTO» and reveals the main units and content of this model.

Key words: regimes improvement, certification, maintenance model.

Сведения об авторах

Арутюнов Артур Георгиевич, 1988 г.р., окончил МГТУ ГА (2010), аспирант МГТУ ГА, автор 2 научных работ, область научных интересов - проектирование летательных аппаратов по аэродинамической схеме летающее крыло, совершенствование режимов технического обслуживания воздушных судов.

Кирдюшкин Владимир Сергеевич, 1983 г.р., окончил МГТУ ГА (2006), старший инженер отдела 173 ЦАТБ ГосНИИ ГА, автор 24 научных работ, область научных интересов - ресурсное поддержание летной годности воздушных судов.

Гафуров Джалолиддин Садруддинович, 1985 г.р., окончил Таджикский технический университет им. акад. М.С. Осими (2008), аспирант МГТУ ГА, автор 3 научных работ, область научных интересов -организация технической эксплуатации воздушных судов с учетом международных стандартов.