Безопасность полета самолета

"Отказ" — одно из основных понятий надежности. Ясное понимание того факта, что отказ в работе — это неотъемлемое свойство любой технической системы, пришло к создателям этих систем (и к обществу в целом) дорогой ценой — ценой человеческих жизней и огромных материальных потерь. Эти потери стали результатом того, что созданная техническая система (летательный аппарат, морское судно, газопровод, электростанция и т. д.) из-за неправильно спроектированной конструк­ции, нерасчетных внешних условий, ошибок персонала выходила за предусмотренную при проектировании область функционирования с соответствующими последствиями. Другими словами, происходило непредусмотренное нарушение функционирования системы и, следова­тельно, не были приняты меры по предотвращению этого нарушения или по нейтрализации (парированию) его последствий.

Безопасность полетов воздушных судов (ВС) — это основное свойство авиационно-транспортной системы (АТС). Оно формируется на этапе создания авиационной техники. Обеспечение безопасности полетов является важнейшей задачей проектирования.

Первый этап исследования безопасности полета как свойства АТС начинается с определения (установления) области предельных значений параметров (характеристик) и режимов полета ВС, при которых оно выполняет заданные функции. Методы определения этих параметров и режимов полета достаточно хорошо освоены и базируются на моде­лировании, расчетах прочности, аэродинамики, проведении различных испытаний (летных, стендовых) и т. д. В результате комплекса работ по определению предельных значений параметров и режимов полета с учетом ожидаемых условий эксплуатации устанавливается область допустимых эксплуатационных параметров и режимов полета и накладываются различного рода ограничения, позволяющие безопасно эксплуатировать ВС.

На первом этапе должны быть решены следующие основные задачи:

• определение перечня предельно допустимых параметров и режимов полета;

• определение коэффициентов запасов по каждому предельному параметру и режиму полета по отношению к допустимому;

• оценка степени опасности достижения предельно допустимых параметров и режимов полета;

• установление области допустимых эксплуатационных параметров и режимов полета;

• оценка уровня безопасности полетов, который гарантируется установленной областью допустимых значений параметров и режимов полета.

Второй этап исследования безопасности полета как свойства АТС заключается в определении всех возможных факторов, способных вывести ВС из области допустимых эксплуатационных параметров и режимов полета. Для этого должны быть рассмотрены отказы на собственно ВС, а также отказы (ошибки) всех звеньев АТС, которые каким-либо образом воздействуют на ВС. При рассмотрении всех этих факторов должны учитываться параметры ожидаемых условий. эксплуатации, которые усугубляют неблагоприятное воздействие на ВС дестабилизирующих факторов или сами могут быть дестабилизирующи­ми факторами. На втором этапе необходимо:

в определить полный перечень последствий воздействующих факторов, связанных с отказами;

• определить полный перечень возможных функциональных ошибок экипажа, исходя из предписанных экипажу функций по управлению системами и ВС;

• оценить степень опасности каждого из указанных выше воздействую­щих факторов;

• разработать модель надежности и безопасности ВС, экипажа, других звеньев АТС, а также АТС в целом;

• определить уровень безопасности полетов ВС в существующей структуре АТС.

Третий этап исследования безопасности заключается в разработке требований к другим звеньям АТС на базе созданных моделей надежнос­ти и безопасности ВС и АТС, исходя из требований практического исключения летных происшествий из практики эксплуатации ВС. На этом этапе должны быть решены следующие основные задачи:

• исследование взаимосвязи отдельных звеньев АТС при обеспечении безопасности полетов;

• определение наименее надежных звеньев АТС;

• разработка мероприятий, исключающих возникновение летных происшествий из-за единичных отказов или единичных ошибок. Эти мероприятия должны быть направлены как на повышение надежности выполнения предписанных функций отдельными звеньями АТС, так и на перераспределение выполняемых функций между отдельными звеньями АТС;

• отслеживание и корректировка моделей надежности и безопасности

АТС и ВС в ходе эксплуатации ВС для предупреждения возникновения аварий и катастроф;

• создание единой организационно-технической основы для сертификации всех звеньев АТС.

На основании имеющегося опыта можно сформулировать основные задачи обеспечения отказобезопасности самолета и его функциональ­ных систем. В их число входит определение:

— возможных видов нарушения функционирования системы;

— последствий возможных видов нарушений функционирования системы;

— степень вероятности возможных видов нарушений функционирова­ния системы;

— мер по предотвращению нарушений или по нейтрализации (парированию) последствий нарушений.

Необходимость предвидения и анализа (еще на этапе проектирования) всех последствий, которые могут возникнуть при эсплуатации создавае­мых систем, — это принципиально новое требование к разработчикам сложной техники. В наше время, когда масштабы последствий нештатно­го функционирования систем многократно выросли, уже недостаточно при проектировании просто учитывать прежний опыт. Необходимо создание методологии, позволяющей еще на этапе проектирования новой техники предвидеть все возможные последствия, которые могут проявиться в процессе ее испытаний и эксплуатации. В рамках этой методологии должна быть решена задача обеспечения и контроля полноты рассмотренных последствий. Решение этой задачи является ключевой проблемой обеспечения отказобезопасности, так как без полноты рассмотренных последствий нельзя говорить об обеспечении отказобезопасности.

Для обеспечения требуемого уровня безопасности и доказательства его достаточности необходима строгая модель, однозначно отражаю­щая объективные параметры конструкции системы и условия ее при­менения, и позволяющая:

— на этапе проектирования определять все возможные нарушения функционирования системы и в ходе испытаний — их последствия;

— на этапах производства и эксплуатации контролировать заданный уровень безопасности и при необходимости разрабатывать корректирую­щие действия по его поддержанию.

Основой такой модели должен являться полный перечень возможных ситуаций нарушенного функционирования систем и их причин.