ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ

Безопасность полетов — комплексная характери­стика воздушного транспорта и авиационных работ, определяющая способность выполнять полеты без угрозы для жизни и здоровья людей.

Вероятность возникновения в полете АП (назовем ее уровнем риска и обозначим через Q) является сложной функцией и зависит от свойств АТС, пара­метров состояния и воздействия на ВС внешней сре­ды, эксплуатационных факторов и параметров полета.

Свойства АТС могут быть представлены различ­ными параметрами, характеризующими отдельные ее элементы (ВС, экипаж, службы обеспечения полета и УВД). Обозначим вектор этих параметров через X. Вектор параметров состояния и воздействия на само­лет внешней среды Y включает в себя: барометриче­ское давление, плотность, температуру и влажность воздуха, направление и скорость ветра, горизонталь­ные и вертикальные порывы воздуха и их градиенты; электрические воздействия, обледенение, град и др. 14

Под эксплуатационными факторами подразуме­ваются: состав экипажа ВС, класс и категория аэро­дромов, параметры и состояние ВПП, продолжитель­ность полета, масса и центровки для всех предусмот­ренных конфигураций ВС, режимы работы двигате­лей и продолжительность работы на определенных ре­жимах, периодичность и виды технического обслужи­вания, назначенный ресурс, особенности применения ВС, характеристики воздушных трасс, наземных средств обеспечения полета, минимумы погоды, при­меняемые топливо, масла, присадки и другие специ­альные жидкости и газы. Вектор этих параметров обозначим через Z. Вектор параметров полета © включает в себя: высоту полета, горизонтальные и вертикальные скорости, перегрузки, углы атаки и скольжения, крена и тангажа.

Одно из свойств авиационной системы — возмож­ность генерации в полете неблагоприятных факторов, которые и приводят к АП. Эти факторы и определя­ют функциональное состояние АТС с точки зрения безопасности полета на текущий момент. Обозначим вектор параметров этих факторов через X(t).

Таким образом, уровень риска

Q=F[X, f;Z7e7x(t)]. (1.1)

Определение функции (1.1) в строго формализо­ванном виде — основная задача в теории безопасно­сти полетов. Решение ее возможно при создании достаточно полной модели авиационной системы, учи­тывающей не только связи внутри ее элементов, но их взаимооотношения между собой и с внешней окру­жающей средой. Сложность решения этой проблемы заключается не только в многообразии этих связей, но и в том, что элементы авиационной системы весь­ма разнородны по своему исполнению, функциям, что затрудняет выбор единого подхода для их формали­зованного представления. Поэтому в настоящее время на основе уравнения (1.1) реализуются лишь част­ные решения, например, определение частных вероят­ностных показателей БП, определяемых отказами авиационной техники, ошибками авиационного пер­сонала и внешними условиями.

Одно из основных направлений повышения без­опасности полетов в АТС.— повышение надежности работы ее элементов.

В соответствии с действующим ГОСТ 27.002—83 под надежностью понимается свойство объекта со­хранять во времени в установленных пределах зна­чения всех параметров, характеризующих способ­ность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслу­живания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством объекта, которое в зависимости от его назначения и условий эксплуатации может включать безотказ­ность, долговечность, ремонтопригодность и сохра­няемость как для объекта, так и для его частей. При этом в качестве объекта могут быть деталь, узел, агрегат, система и летательный аппарат в целом.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение неко­торого времени или некоторой наработки.

Долговечность — свойство объекта сохранять ра­ботоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Признаки (критерии) пре­дельного состояния устанавливаются нормативно­технической документацией на данный объект. Под предельным понимают такое состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы или неустра­нимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключаю­щееся в приспособленности к предупреждению и об­наружению причин возникновения отказов, повреж­дений и устранению их последствий путем проведе­ния технического обслуживания и ремонта. Примени­тельно к авиационной технике наиболее частое упот­ребление имеет термин «эксплуатационная техноло­гичность». Понятие эксплуатационной технологично­сти, являясь более широким, естественно включает в себя и ремонтопригодность.

Важнейшей характеристикой объекта является его работоспособность. Под ней понимается состоя­ние объекта, при котором он. способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных па­раметров в пределах, установленных нормативно-тех­нической документацией.

Исправность — состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией. В зависи­мости от типа эксплуатационного объекта в качест­ве характеристик, определяющих его исправность или работоспособность в заданных условиях, принимают­ся один или несколько параметров (время выпуска шасси, давление масла в маслосистеме, температура газов в двигателе и др.). При несоблюдении соответ­ствующих требований, изложенных в нормативно­технической документации, не исключено появление отказов, неисправностей и повреждений в процессе эксплуатации авиационной техники.

Особая ситуация (ОС) — ситуация, возникающая в полете в результате воздействия неблагоприятных фахсгоров или их сочетаний и приводящая к сниже­нию безопасности полета. К таким факторам отно­сятся: отказы и неисправности отдельных элементов ■функциональных систем, воздействие неблагоприят­ных внешних условий, недостатки в наземном обеспе­чении полета, ошибки и нарушения правил эксплуа­тации функциональных систем и пилотирования, про­явление неблагоприятных особенностей аэродинами­ки, устойчивости, управляемости и прочности ВС. По степени опасности особые ситуации разделяются на ситуации, усложняющие условия полета, сложные, .аварийные и катастрофические.

Усложнение условий полета (УУП) — особая си­туация, характеризующаяся незначительным увели­чением психофизиологической нагрузки на экипаж ■или незначительным ухудшением аэродинамических характеристик, влияющих на устойчивость и управ­ляемость ВС.. УУП не приводит к необходимости не­медленного или предусмотренного заранее изменения плана полета и не препятствует его благополучному завершению, за исключением случаев, указанных в Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ).

2—209 17

Сложная ситуация (СС) — особая ситуация, ха­рактеризующаяся заметным повышением психофизио­логической нагрузки на экипаж или заметным ухуд­шением летных характеристик, устойчивости, управ­ляемости, а также выходом одного или нескольких параметров полета за эксплуатационные ограниче­ния, но без достижения предельных ограничений и расчетных условий. Предотвращение перехода слож­ной ситуации в аварийную или катастрофическую может быть обеспечено своевременными и правиль­ными действиями членов экипажа, в том числе немед­ленным изменением плана, профиля или режима полета.

Аварийная ситуация (АС) — особая ситуация, характеризующаяся значительным повышением пси­хофизиологической нагрузки на экипаж, ухудшением, летных характеристик, устойчивости и управляемо­сти и приводящая к достижению (превышению) пре­дельных ограничений и расчетных условий.

Катастрофическая ситуация (КС) — особая ситу­ация, при возникновении которой предотвращение — гибели людей или потеря ВС оказывается практиче­ски невозможным.

По частоте возникновения особые ситуации под­разделяют на повторяющиеся, умеренно вероятные,, маловероятные, крайне маловероятные, практические — невероятные. Для количественной оценки вероятно­стей возникновения особых ситуаций, должны исполь­зоваться следующие значения вероятностей, отнесен­ные либо к 1 ч полета, либо к одному полету в зави­симости от характера рассматриваемого события: повторяющиеся — более 10~3; умеренно вероятные — 10_3… 10-5; маловероятные—10-5.. . 10-7; крайне маловероятные—10~7 . . . 10~9; практически невероят­ные — менее 10-9.

Безопасность полетов ВС при эксплуатации их в ожидаемых условиях, согласно НЛГС, должна отве­чать следующим требованиям:

суммарная вероятность возникновения катастро­фической ситуации для ВС в целом, вызванной отказ­ными состояниями, не должна превышать 10~7 на 1 ч полета. При этом любое отказное состояние, приво­дящее к возникновению катастрофической ситуации,.

оценивается как событие не более частое, чем прак­тическое невероятное, і. е. вероятность его должна быть менее 10-9;

суммарная вероятность возникновения аварийной ■ситуации для ВС в целом, вызванной отказными со­стояниями, не должна превышать 10_6 на 1 ч полета. При этом рекомендуется, чтобы любое отказное со­стояние, приводящее к АС, оценивалось как событие не более частое, чем крайне маловероятное, т. е. ве­роятность возникновения АС в этом случае должна быть менее 10-7;

суммарная вероятность возникновения сложной ситуации для ВС в целом, вызванной отказными со­стояниями, не должна превышать 1(У4 на 1 ч полета, при этом рекомендуется, чтобы любое отказное со­стояние, приводящее к СС, оцнивалось как событие не более частое, чем маловероятное, т. е. вероятность возникновения СС в этом случае должна быть менее 10-5;

■ вероятность возникновения усложнений условий полета (УУП), вызванная отказными состояниями, не может быть отнесена к событиям повторяющимся, т, е. вероятность возникновения УУП должна быть менее 10_3. Все УУП подлежат обязательному ана­лизу для отработки соответствующих рекомендаций по действиям экипажа в полете.