Об актуальности экологической оценки воздействия чрезвычайных событий в современной авиации

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Студенческая наука

УДК 629. 735; 628. 54

ОБ АКТУАЛЬНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ В СОВРЕМЕННОЙ АВИАЦИИ

А.Л. РЫБАЛКИНА

Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.

Статья подготовлена под руководством кандидата технических наук, доцента Николайкина Н.И.

В статье представлен обзор состояния безопасности полетов в отечественной гражданской авиации на фоне чрезвычайных ситуаций в других отраслях хозяйства за последнее десятилетие, а также анализ особенностей экологического воздействия последствий чрезвычайных событий на воздушном транспорте.

Гражданская авиация (ГА) - сложная система, основная задача которой - обеспечение гарантированного безопасного и качественного предоставления услуг пассажирам. Ее особое значение заключается в обеспечении дальних магистральных пассажирских сообщений (в том числе международных) и сообщений в регионах, лишенных наземного транспорта.

На рубеже веков отечественная ГА может быть охарактеризована следующим образом.

Динамика изменения количества аэропортов ГА РФ за последние годы такова, что общее количество аэропортов сократилось и стабилизировалось, при более чем трехкратном росте числа международных аэропортов (рис. 1) [1, 2, 3].

Начиная с 1992 г. аэродромная сеть страны сократилась на 918 аэродромов. Уменьшение количества аэропортов произошло за счет выбытия аэропортов регионального и местного значения с аэродромами, имеющими, в основном, грунтовые воздушно-посадочные полосы (ВПП), вследствие невостребованности авиационных услуг в этих аэропортах по причине высоких тарифов на предоставление услуг и отсутствия воздушных судов для осуществления внутрирегиональных перевозок. Из 383 действующих в наши дни аэродромов только 58% имеют ВПП с искусственными покрытиями, остальные аэродромы имеют грунтовые ВПП.

международные аэропорты

обшре количество аэропортов

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Рис. 1. Динамика изменения количества аэропортов ГА по годам [ 2, 3 ]

После спада объем пассажирских перевозок стабилизировался и в последние годы постоянно растет. За последние 5 лет он возрос в полтора раза (рис.2) [2, 3].

1200

1000

800

600

400

200

0

160 140 120 100 80 60 40 20

0 I I I I I I I I I I I

1991 1993 1995 1997 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Рис. 2. Объемы транспортной работы авиапредприятий ГА за 1991-2005 гг. [3]

Анализируя состояние рынка авиаперевозок, необходимо отметить, что большая доля авиаперевозок по-прежнему приходится на крупнейшие авиакомпании. Так, доля 10 авиакомпаний (Аэрофлота, Сибири, Пулково, Ютэйр, Трансаэро, Красноярских авиалиний, Вим-Авиа, Атлант-Союза, Уральских авиалиний, Аэрофлот-Норда) составляет более 65% перевозок пассажиров, а почти весь объем перевозок пассажиров обеспечивают 35 авиакомпаний (рис. 3).

5 250 -я 200 -

оЗ

I 150-

оЗ К 03

* 100 -

о

03

Р 50 -

К

п

§ 0 -

Рис. 3. Уровень концентрации рынка перевозок по ведущим авиакомпаниям [3]

Основной проблемой, без решения которой невозможно дальнейшее развитие перевозок в России, является медленное обновление парка воздушных судов. Авиационные предприятия России более 60% перевозок осуществляют на воздушных судах разработки 1960-1970-х годов, которые не соответствуют современным требованиям по топливной эффективности, по точности навигации, по экологическим требованиям и выработали большую часть технического ресурса. Данные по сокращению парка пассажирских самолетов с учетом их прогнозируемого производства представлены на рис. 4.

Особо актуальна для ГА проблема безопасности полетов и чрезвычайных ситуаций, возникающих при эксплуатации воздушных судов на наземных объектах авиапредприятий при техническом обслуживании и ремонте воздушных судов.

В соответствии с Федеральным законом "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" [ 4 ] "чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей".

всего авиакомпаний, выполняющих транспортные перевозки (на конец 2006 года) авиакомпании, выполняющие 90% пассажирооборота авиакомпании, выполняющие 60% пассажишобошта

млрд.пасс км. млн. человек

Прогноз поставок Старый парк

Годы

Рис. 4. Сокращение парка пассажирских самолетов с учетом их прогнозируемого производства [ 3 ]

ЧС являются особенно трудно контролируемым источником интенсивного воздействия на биосферу. Особенностью такого воздействия является его аварийно-залповый характер, то есть полная неопределенность как времени и места данного события, так и объемов и интенсивности воздействия [1, 5].

Структура количественных показателей ЧС, произошедших на территории Российской Федерации во всех отраслях экономики в 2004 г., по их видам приведена на рис. 5.

Биологосоциальные: 28; 2%

Природные:

231; 20%

Теракты: 12; 1%

Техногенные:

863; 77%

Рис. 5. Структура количественных показателей ЧС по их видам за 2004 г. [6]

Наибольшее число ЧС на транспорте в РФ происходит с автомобильным транспортом, а остальные виды транспорта находятся примерно на одном уровне. В авиации количество катастроф мало изменялось по годам (табл. 1) .

Наибольшее количество ЧС в коммунально-бытовой сфере (табл. 2) происходит при авариях в зданиях жилого и социально-бытового назначения, а в производственной сфере (табл.3) -при авариях на промышленных объектах.

Таблица 1

Число ЧС на различных видах транспорта по годам [7, 8]

Тип ЧС 1992г. 1993г. 1994г. 1995г. 1996г. 1997г. 1998г. 1999г. 2000г. 2001г. 2002г. 2003г. 2004г.

Крушения, аварии, столкновения с пассажирскими поездами на железных дорогах 12 - * 88 52 20 19 15 10 - - - 7 6

Аварии на магистральных и крупных внутрипромысло-вых трубопроводах - 32 38 48 62 81 63 46 48 52 44 48 55

Аварии на грузовых и пассажирских судах 298 - - - 23 34 24 21 - - - 28 19

Авиационные катастрофы - 35 42 40 31 31 29 - - - 31 35

Крупные автокатастрофы - 177 184 153 151 124 98 - - - 88 116

Прочерки вызваны отсутствием информации в Г осдокладе за соответствующий год.

Таблица 2

Число ЧС в коммунально-бытовой сфере по годам [7, 8]

Тип ЧС 1992г. 1994г. 1995г. 1996г. 1997г. 1998г. 1999г. 2003г. 2004г.

Обнаружение взрывчатых веществ (боеприпасов) в населенных пунктах - * 14 35 38 66 33 42 17 22

Аварии в зданиях жилого и социально-бытового назначения - 309 321 289 304 9 15 505 114

Аварии в системах жизнеобеспечения 55 69 42 68 114 120 87 87 32

* Прочерки и пропуски 1991, 1993, 2000...2002 годов вызваны отсутствием информации в Г осдокладе за соответствующий год.

Таблица 3

Число ЧС в производственной сфере по годам [7, 8]

Тип ЧС 1992г. 1993г. 1994г. 1995г. 1996г. 1997г. 1998г. 1999г. 2000г. 2001г. 2002г. 2003г. 2004г.

Аварии на промышленных объектах 430 238 356 262 248 250 114 79 177 191 163 - -

Аварии с выбросом (угрозой выброса) химически опасных веществ 34 - * 73 78 74 96 91 97 - - - - 21

Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ 8 - - - 16 28 28 15 - - - 3 4

* Прочерки вызваны отсутствием информации в Г осдокладе за соответствующий год.

Следует отметить, что количество аварий на транспорте (кроме автокатастроф) на порядок ниже, чем число ЧС в коммунально-бытовой и производственной сферах.

Обеспечению безопасности полетов во всем мире постоянно уделялось и уделяется особое внимание, вследствие чего современный воздушный транспорт является одним из наиболее безопасных. Тем не менее авиационные происшествия со всеми вытекающими последствиями продолжают происходить [ 2 ]. В табл. 4 и на рис. 6 приведены данные о состоянии безопасности полетов в ГА РФ.

Таблица 4

Общие данные о состоянии безопасности полетов в ГА РФ за 2001-2005 гг. [9, 10]

Наименование события * 2000г. 2001г. 2002г. 2003г. 2004г. 2005г.

Авиационные происшествия 17 27 21 9 17 12

Катастрофы 5 10 7 2 6 7

Погибло при катастрофах 20 218 131 29 50 56

В том числе экипаж 12 38 35 6 12 17

пассажиры 8 180 96 23 38 39

Аварии 12 17 14 7 11 5

Инциденты 860 997 985 933 917 891

Чрезвычайные происшествия (ЧП) 20 15 4 4 5 9

Погибло при ЧП 0 82 2 0 92 0

Повреждения ВС на земле 51 54 66 73 69 77

Списано ВС 12 24 14 9 11 11

* в соответствии с [11, 12].

400 -| 300 -

200

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

—♦—Число катастроф —— Число авиационных происшествий —А—Число погибших

Рис. 6. Абсолютные показатели безопасности полетов в РФ по годам [2]

Характеристика безопасности полетов в регулярной гражданской авиации в мире по данным ИКАО приведена на рис. 7.

Рис. 7. Число катастроф на 100 тыс. часов налета на регулярных воздушных линиях в мире [3]

На рис. 8 приведено число катастроф на 100 тыс. часов налета при регулярных пассажирских перевозках на магистральных авиалиниях в России, США и ИКАО за 1991-2006 гг. [13]. Достигнутый в период 1997-2005 гг. уровень безопасности полетов на регулярных авиалиниях в ГА России был выше, чем в среднем по ИКАО и принципиально не отличался от уровня ГА США, что было признано экспертами ИКАО. Однако в 2006 г. показатели состояния безопасности полетов ухудшились.

-♦-Россия ——США —А—ИКАО

Рис. 8. Относительные показатели безопасности полетов. Число катастроф на 100 тыс. часов налета при регулярных пассажирских перевозках на магистральных авиалиниях (в 2006 г. данные приведены за 10 месяцев) [3]

Распределение показателя надежности на 1000 часов налета по годам на примере одной из крупнейших отечественных авиакомпаний ОАО «Аэрофлот» показано на рис. 9, при этом на рис. 10 показано, что количество произошедших инцидентов в значительной мере связано с типом эксплуатируемых воздушных судов и наибольшее количество инцидентов происходило из-за отказов отечественной техники, особенно на Ту-154М.

♦ К1000 всего —К1000 в полете

Рис. 9. Распределение показателя надежности на 1000 часов налета по годам в ОАО "Аэрофлот" (подтвердившиеся отказы/неисправности) [ 13 ]

Рис. 10. Количественное распределение инцидентов (в %) по типам воздушных судов в ОАО Аэрофлот [3]

Основными факторами, обуславливающими авиационные происшествия и серьезные инциденты, являются [3, 11]:

- ошибки и нарушения взаимодействия экипажа в сложных ситуациях (при отказах авиационной техники, при выполнении взлетов и посадок в предельных условиях погоды, а также при полетах с подбором посадочных площадок с воздуха);

- ошибки в технике пилотирования вследствие неправильного распределения внимания и недостаточного взаимного контроля членов экипажа;

- ошибки при анализе погодных условий по маршруту полета и на аэродроме назначения;

- выполнение полета на высоте ниже безопасной;

- преждевременное снижение при заходе на посадку в результате некомплексного использования бортовых и наземных навигационных средств.

Авиатранспортная деятельность сопровождается значительным негативным воздействием на окружающую среду (ОС). Охрана ОС - проблема не новая для гражданской авиации (ГА). За прошедшие десятилетия было не мало сделано для решения экологических проблем отрасли, однако усилия в этой области следует активизировать [1].

Распространено мнение, что влияние воздушного транспорта на ОС незначительно по сравнению с другими объектами транспортного комплекса. Так, например, в 2003 году транспортными средствами (передвижными источниками) различных видов выброшено в атмосферу следующее количество загрязняющих веществ (табл. 5).

Таблица 5

Выбросы загрязняющих веществ транспортными средствами различных видов

(тыс. т/г) за 2003г.

Автомобильный Речной Морской Воздушный Железнодорожный

14823 91 89 186 178

При технической и летной эксплуатации воздушных судов [ 1 ] имеют место следующие основные виды антропогенного воздействия на окружающую среду:

1. Загрязнение атмосферы отработавшими газами авиадвигателей (СО, СпНт, К0х, 802):

- вблизи аэропортов в приземных слоях атмосферы (до высот 900 м);

- в верхних слоях атмосферы на высоте крейсерского полета (на высотах более 900 м).

2. Химическое воздействие на атмосферу, гидросферу и литосферу, которое проявляется в загрязнении в районе авиапредприятий атмосферного воздуха, почв, сточных и грунтовых вод химикатами, используемыми для борьбы с обледенением на воздушных судах (ВС) и взлетнопосадочной полосе, а также в результате утечек из резервуаров-хранилищ.

3. Физическое воздействие. Объекты ГА являются источниками электромагнитного излучения, существенная особенность которых (в отличие от природных) - высокая когерентность (частотная и фазовая стабильность) и большая интенсивность излучения в определенных областях частотного спектра. Выделяется акустическое или шумовое воздействие, которое проявляется в наличии авиационного шума в окрестностях аэропортов, при испытаниях авиадвигателей, а также в результате звуковых ударов, возникающих при полетах сверхзвуковой авиации.

4. Загрязнение литосферы в виде разрушения природных ландшафтов (снятия верхнего слоя почвы, вырубки леса и др.), а также в виде отторжения территорий под организованные и неорганизованные свалки твердых отходов.

Дополнительно к перечисленному следует в соответствии с требованиями [14] обратить внимание на проблему экологического воздействия на окружающую среду при чрезвычайных ситуациях.

В случае возникновения авиапроисшествий (катастроф, аварий) часто возникает необходимость экстренного проведения аварийно-спасательных работ, направленных на поиск и спасение пассажиров и экипажей воздушных судов [11].

В результате помимо очевидных материальных потерь и человеческих жертв авиационные происшествия сопровождаются значительным негативным воздействием на окружающую среду:

1) при авариях на объектах хранения и распределения авиационных горючесмазочных материалов и прочих нефтепродуктов существует опасность загрязнения суши и водных объектов;

2) в виде крупных пожаров, следствием которых становится гибель лесов, загрязнение больших территорий и атмосферы (в том числе в пределах особо охраняемых природных территорий);

3) при возгорании авиадвигателей ВС во время полета, т.к. в качестве огнегасящих веществ традиционно применяются фреоны, разрушающие озоновый слой;

4) в виде бесконтрольного воздействия на ОС, т.к. во время поисково-спасательных работ и при поиске причин произошедшего считается допустимым отступление от почти всех экологических правил и норм. Очевидно, что затраты (как финансовые, так и материальные) на поиск и спасение при этом не принимаются в расчет;

5) при серьезных отказах систем самолетов возникает необходимость прервать полет или совершить посадку в нештатном режиме, поэтому для уменьшения посадочной массы производят выработку топлива, а иногда и экстренный слив его в атмосферу;

6) при попадании перевозимых воздушными судами химически и биологически опасных грузов в природные (включая заповедные) экосистемы;

7) в виде ремонта или списания ВС (и замены его новым), что требует дополнительных материальных ресурсов и снижает общие показатели природопользования.

Проблема воздействия чрезвычайных ситуаций в авиации на городскую среду пока является малоисследованной. В настоящее время в МГТУ ГА на кафедре безопасности полетов и жизнедеятельности начата разработка методики экологической оценки возможных чрезвычайных ситуаций на воздушном транспорте.

Таким образом, на основании приведенного анализа можно констатировать следующее:

1. Мероприятия, направленные на повышение безопасности полетов в ГА, имеют положительный экологический эффект, то есть способствуют снижению антропогенной нагрузки на биосферу, оказываемой в процессе выполнения авиатранспортной работы.

2. На современном этапе развития ГА целесообразно оценивать и учитывать экологические «издержки», имеющие место при авиационных происшествиях, инцидентах и тому подобных чрезвычайных ситуациях в отрасли.

ЛИТЕРАТУРА

1. Николайкина Н.Е, Николайкин Н.И., Матягина А.М. Промышленная экология. Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.

2. Итоги работы Федеральной службы по надзору в сфере транспорта в 2005 году. - М.: ФСНСТ, 2006.

3. Справочные материалы к расширенному заседанию коллегии Министерства транспорта Российской Федерации по вопросу «О состоянии и перспективах развития гражданской авиации в Российской Федерации». - М.: Минтранс России, 2006.

4. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Федеральный закон от 21.12.94 №68-ФЗ.

5. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология: Учебник для вузов. - М. : Дрофа, 2006.

6. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2004 году. - М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2005.

7. О состоянии окружающей природной среды РФ в 1992-2000 гг.: Государственные доклады. - М.: Минэко-логии - Г оскомэкологии - Минприроды России, 1993-2001.

8. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2001-2004 гг.: Государственные доклады. - М.: Минприроды России, 2002-2005.

9. Анализ состояния безопасности полетов в гражданской авиации в 2000-2003 гг. - М.: ГСГА, 2001-2004.

10. Анализ состояния безопасности полетов в гражданской авиации в 2004-2005 гг. - М.: ФСНСТ, 2005-2006.

11. Зубков Б.В., Сакач Р.В., Костиков В.А. Безопасность полетов. Ч. 1, 2.- М: МГТУ ГА, 2007.

12. Правила расследования авиационных происшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами в Российской Федерации. Утв. постановлением Правительства РФ от 18.06.98 №609.

13. Аралов Г. Ту-154 еще полетает. // Гражданская авиация, №2 (753), 2007.

14. Об охране окружающей среды. Федеральный закон от 10.01.02 №7-ФЗ.

ABOUT TOPICALITY OF ECOLOGICAL VALUATION IN EXTRAORDINARY EVENTS IN

PRESENT-DAY AVIATION

Rybalkina A.L.

The article contains a review about state of safety of flying in Russian civil aviation against a background of extraordinary situations in other branches of economy in last decade, and analysis of particular ecological effect of consequence of extraordinary events with air transport.

Сведения об авторе

Рыбалкина Александра Леонидовна, студентка 4 курса механического факультета МГТУ ГА, автор 2 научных работ, область научных интересов - инженерная экология, экологическая безопасность ГА, экологические аспекты безопасности полетов.