ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СЕРТИФИКАЦИИ ВС

Порядок и правила сертификации. Сертификация — это ус­тановление соответствия ВС, его двигателей и оборудования требованиям действующих НЛГ. Общесоюзным органом, на ко­торый возлагается государственный надзор за соответствием гражданских ВС НЛГ, является Государственный авиационный регистр ГА СССР. Основной документ, свидетельствующий о соответствии типа ВС, двигателя и оборудования требованиям действующих НЛГ — сертификат летной годности, который вы­дается Госавиарегистром СССР после проведения заводских, государственных и эксплуатационных испытаний.

Ответственность за соответствие создаваемого ВС вместе с его двигателями, оборудованием и другими комплектующими изделиями требованиям НЛГ, начиная с этапа проектирования вплоть до окончания эксплуатации, возложена на головное пред­приятие — разработчика ВС.

На этапе заводских и государственных испытаний за соот­ветствие ВС НЛГ отвечает летно-исследовательский институт (ЛИИ), а на этапе эксплуатационных испытаний — Государст­венный научно-исследовательский институт ГА (ГосНИИГА).

В период заводских летных испытаний ВС проводятся лабо­раторные, стендовые и наземные испытания по проверке проч­ности конструкции, характеристик функциональных систем, аг — «0

регатов и оборудования. Затем проводятся государственные и эксплуатационные испытания, целью которых являются конт­рольная проверка и подтверждение соответствия ВС требовани­ям НЛГ. В результате государственных испытаний подтверж­дается соответствие ВС требованиям НЛГ и даются предложе­ния о возможности и условиях допуска ВС данного типа к экс­плуатации на линиях Аэрофлота.

Одновременно с государственными проводятся эксплуатаци­онные испытания. Их проводит специальная комиссия, назнача­емая заказчиком. Программа эксплуатационных испытаний пре­дусматривает дополнительную качественную проверку летной годности ВС и его эксплуатационной документации в реальных производственных З’СЛОВИЯХ.

По окончании испытаний устраняются недостатки и дораба­тываются конструкция и эксплуатационная документация в со­ответствии с замечаниями, сделанными при испытаниях. После доработок проводятся, как правило, дополнительные испытания по проверке их эффективности.

На основании результатов всех видов испытаний, рассмотре­ния документов и материалов, подтверждающих соответствие типа ВС требованиям НЛГ, Госавиарегистр СССР принимает решение о выдаче сертификата летной годности на этот тип ВС. При изменениях конструкции ВС, его двигателей и оборудова­ния, классифицируемых как модификация, или доработках, ко­торые оказывают влияние на уровень летной годности, в серти­фикат вносят изменения на основании результатов специальных испытаний, производимых как исполнителем, так и заказчиком.

Каждый экземпляр серийно выпускаемого ВС проходит на­земные и летные приемо-сдаточные испытания для качественной проверки его работоспособности и летной годности. Как прави­ло, не реже 1 раза в год в ГосНИИГА проводятся периодичес­кие контрольно-серийные испытания ВС с целью подтверждения соответствия его эталонному образцу, прошедшему государст­венные испытания.

Контроль за поддержанием летной годности ВС в процессе эксплуатации осуществляет Инспекция управления ГА.

Общие требования к летной годности ВС. При разработке общих требований к летной годности в НЛГ используется ве­роятностный подход к оценке уровня безопасности полетов, при котором регламентирована вероятность возникновения особых ситуаций при отказах функциональных систем самолета. В НЛГ включены требования к вероятности появления таких особых ситуаций, как усложнения условий полета, опасные (сложные), аварийные и катастрофические при допустимых в эксплуатации условиях полета самолета. Существо этих требований сводится к тому, что более опасные ситуации должны быть отнесены к событиям, менее вероятным.

Самолет должен быть спроектирован и построен таким об­разом, чтобы в ожидаемых условиях эксплуатации при действи­ях экипажа в соответствии с Руководством по летной эксплуа­тации:

любой функциональный отказ, приводящий к возникновению катастрофической ситуации, оценивался, как событие не более частое, чем практически невероятное, или суммарная вероят­ность возникновения катастрофической ситуации для самолета в целом, вызванной функциональными отказами, не превышала 1(Н7 на 1 ч полета;

суммарная вероятность возникновения аварийной ситуации для самолета в целом, вызванная функциональными отказами, не превышала 10~7 на 1 ч полета; при этом рекомендуется, что­бы любой функциональный отказ, приводящий к аварийной си­туации, оценивался, как событие не более частое, чем крайне маловероятное;

суммарная вероятность возникновения сложной ситуации для самолета в целом, вызванная функциональными отказами, не превышала 10~4 на 1 ч полета; при этом рекомендуется, чтобы любой функциональный отказ, приводящий к сложной ситуации, оценивался, как событие не более частое, чем маловероятное;

любой функциональный отказ, приводящий к усложнению ус­ловий полета, не мог быть отнесен к событиям повторяющимся.

Все усложнения условий полета и функциональные отказы, приводящие к их возникновению, подлежат анализу для выра­ботки соответствующих рекомендаций экипажу.

Если функциональный отказ приводит к сложной или ава­рийной ситуации и не относится к категории практически неве­роятных событий, экипажу должна быть обеспечена возмож­ность своевременного обнаружения отказа, ликвидации небла­гоприятных последствий отказа и завершения полета с отказав­шей’системой в соответствии с указаниями Руководства’ по лет­ной эксплуатации.

Большое внимание в НЛГ уделено требованиям к устойчи­вости и управляемости ВС и поведению их на больших углах атаки и при сваливании, которые в значительной степени опре­деляют границы применения ВС по взлетно-посадочным харак­теристикам, диапазону допустимых скоростей и высот полета. Требования к прочности конструкции ВС охватывают все основ­ные расчетные условия его нагружения в ожидаемых условиях эксплуатации с учетом динамичности нагружений элементов конструкции, выносливости конструкции и аэроупругих явлений на самолете.

Специфическим для гражданской авиации является необхо­димость обеспечения безопасной эвакуации пассажиров из са­молета в случае вынужденной посадки. Этому вопросу много внимания уделяется в требованиях и рекомендациях ИКАО. Поэтому в отечественных НЛГ значительное место занимают 62

требования к аварийно-спасательному оборудованию, которое должно свести к минимуму возможности нанесения пассажирам и членам экипажа ранений и обеспечить возможность эвакуации при посадке на сушу и воду в ожидаемых условиях эксплуата­ции самолета.

Особо важным в этих требованиях является раздел «Демон­страция аварийной эвакуации», в котором описана методика оценки приспособленности аварийно-спасательного оборудова­ния для аварийной эвакуации пассажиров и экипажа из само­лета при вынужденной посадке.

Степень обеспечения безопасности полетов существенно за­висит от надежности работы силовой установки. В НЛГ отдель­ная глава посвящена требованиям к двигателям. В ней изложе­ны требования к конструкции газотурбинных двигателей, его. агрегатам и системам, воздушным винтам, воздухозаборным устройствам и системам реверсирования, а также к проведению стендовых и летных испытаний двигателей и воздушных винтов. Учитывая особенности летной эксплуатации самолета по сравне­нию с наземными видами транспорта, надежность двигателей дол­жна быть обеспечена еще до постановки их на самолет. Это обус­ловливает особые требования к наземным стендовым испытаниям двигателей. В НЛГ приведены методы проведения специальных стендовых испытаний двигателей с определением их эксплуата­ционных и прочностных характеристик в различных условиях работы, программы и методы проведения длительных стендовых испытаний для проверки надежности двигателя и его пригодно­сти к летной эксплуатации, программы и методы испытаний се­рийных и ремонтных двигателей.

Оценка опасности особой ситуации. Качество сертификации пового типа ВС является важным фактором, влияющим на бе­зопасность полетов, особенно в особых случаях полета, вызван­ных отказами функциональных систем. Качество сертификации в значительной мере определяется методами, применяемыми для подтверждения соответствия ВС и его систем требованиям НЛГ. Отсутствие единых методов проверки соответствия можно * объяснить сложностью их построения, поскольку данные в дей­ствующих НЛГ определения регламентированных особых ситу­аций имеют довольно общий характер и их применение к кон­кретной ситуации затруднительно. Так как в НЛГ установлены вероятности возникновения регламентированных особых ситуа­ций, то от правильного определения степени опасности особой ситуации и вероятности ее возникновения зависит уровень на­дежности сертифицируемой функциональной системы, обуслов­ливающей ее сложность, степень резервирования, массу, стои­мость и ряд других факторов.

Источником информации о возможных отказах функцио­нальных систем новых ВС являются результаты исследования принципиальных схем работы функциональных систем, их аг-

регатов и элементов, сведения об отказах, полученные при экс­плуатации аналогичных систем и содержащиеся в материалах: анализа результатов обработки карточек отказов и неисправно­стей авиационной техники, а также справочники по показате­лям надежности элементов систем, материалы соответствующих лабораторных, стендовых и летных испытаний.

Наиболее сложной проблемой при оценке влияния отказов функциональных систем на летную годность ВС является ис­следование последствий этих отказов, т. е. определение степени опасности особой ситуации, При этом задача состоит в опреде­лении степени опасности неблагоприятного фактора г или ус­ловной вероятности его непарирования и установления вида осо­бой ситуации, к которому приводят последствия этого фактора.

Определим пороговые значения степени опасности. отказов функциональных систем, по которым производится классифика­ция их по особым ситуациям. Так как частоты появления раз­личных особых ситуаций q регламентированы НЛГ, то количе­ственно условные вероятности непарирования этих ситуаций г можно найти из предложения, что за срок службы парка ВС данного типа каждая йз четырех особых ситуаций (катастрофи­ческая, аварийная, сложная и усложнение условий полета) дает один и тот же уровень риска, равный вероятности возникнове­ния катастрофической ситуации, т. е.

Q = qr = const = Ш9. (2.12)

Пользуясь формулой (2.12), можно вычислить пороговые зна­чения условных вероятностей г для различных особых ситуаций (ОС), определяемых значением вероятности их появления q.

При этом области изменения значений степени опасности могут быть следующие: для катастрофической ситуации г=1, для аварийной 10~2==Sr<; 1, для сложной 10~4^г<10-2 и для усложнений условий полета KH6=^r<; 10-4. Опасность особой ситуации, возникшей в результате сочетания отклонений в ра­боте различных элементов авиационной системы, можно оце­нить, используя следующие принципы.

Опасность особой ситуации из-за сочетания различных от­клонений характеризуется вероятностью АП при их совместном проявлении. Эта условная вероятность может быть представле­на коэффициентом или степенью опасности г. Совокупность зна­чений г можно представить, как убывающую последовательность чисел, разделенную на диапазоны, соответствующие катастро­фической, аварийной, сложной ситуациям и усложнению усло­вий полета (например, в соответствии с табл. 2.7).

При отказе функциональной системы ВС дополнительным фактором, который может усложнить особую ситуацию, в основ­ном является отклонение действий зішпажа от предписанных руководством по летной эксплуатации. Поэтому ири оценке 64

опасности такой особой ситуации должны учитываться вероят­ности отклонений в этих элементах авиационной системы.

Коэффициент или степень опасности особой ситуации с уче­том отклонений в работе функциональных систем ВС и эки­пажа

г = Piq + qiq0.B,

где’ pi — условная вероятность того, что в особой ситуации, возникшей из-за отказа систем ВС, экипаж действует безошибочно; q — условная вероятность АП после парирования экипажем отказа системы ВС; <ц ■— условная веро­ятность отклонения экипажа от предписанных руководством по летной экс­плуатации действий при отказе системы ВС (<д = 1-—pi) qo. n — условная вероятность АП при уровне функционирования системы ВС в случае отсутст­вия или неприменения экипажем средств парирования отказа.

Указанные вероятности определяют по результатам иссле­дований на тренажере при имитации отказов, а также данных эксплуатации с использованием записей бортовых средств сбора полетной информации и расчетных методов.

;