ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Й МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ ЗА РУБЕЖОМ

По данным зарубежной печати, в настоящее время проблема повышения ВП гражданских ВС решается по следующим основ­ным направлениям: теоретическому, техническому, эргономиче­скому и организационно-методическому. Теоретическое направ­ление включает разработку и обоснование теоретических основ обеспечения БП; определение методов количественной и каче­ственной оценок БП; глубокий и системный анализ процессов эксплуатации и разработку прогрессивных методов повышения эффективности использования ВС.

Техническое направление предусматривает: разработку и внедрение систем автоматизированного управления, максималь­но облегчающих работу экипажа; повышение надежности функ­циональных систем, исключающих возникновение особых ситу­аций из-за отказов авиационной техники; разработку бортовых средств контроля и обеспечения БП, автоматически парирую­щих последствия отказов в полете; разработку и применение на­земных средств контроля и диагностики. авиационной техники.

Эргономическое направление, обеспечивающее оптимальное распределение функций между пилотом и автоматическими уст­ройствами, инженерно-техническим персоналом и средствами автоматизации процессов технического обслуживания,- включает 108

изучение соответствия эксплуатационных характеристик ВС и ■его функциональных систем психофизиологическим возможнос­тям ‘пилотов; создание оптимальных систем «экипаж-ВС»;- от­бор и обучение летного, диспетчерского и инженерно-техничес­кого состава в соответствии с психофизиологическими требова­ниями, предъявляемыми к работникам гражданской авиации.

Организационно-методическое направление предполагает: оптимальное планирование летной подготовки экипажей; непре­рывное повышение качества технической подготовки летного и инженерно-технического состава; улучшение организации поле­тов и управления ими; достижение высокого уровня трудовой дисциплины; информационное обеспечение; разработку методи­ческих материалов по обеспечению безопасности полетов.

Требования ICAO по предотвращению авиационных проис­шествий. Отмечая непрерывно повышающийся їв последние годы уровень безопасности полетов, можно тем не мене привести ряд факторов, свидетельствующих о том, что большинство АП мог­ло быть предотвращено. При этом существующие методы и средства обеспечения безопасности полетов или не устраняли возникающих особых ситуаций, или применялись неправильно или, вообще игнорировались. В результате АП продолжают при­водить к. значительным потерям наиболее важных ресурсов: людских и материальных. Ответственность за предотвращение АП возложена на международную организацию ГА, государст­венную администрацию, фирмы — изготовители воздушных су­дов (ВС) и авиакомпании (21]. При этом на ICAO возлагаются две функции: регламентирующая и нерегламентирующая. Рег­ламентирующая — это разработка стандартов и процедур для международной системы воздушного транспорта (SARPS), а также планирование развития международного воздушного транспорта. Применение SARPS всеми странами должно обеспе­чить высокий уровень безопасности. Региональные аэронавига­ционные планы детализируют требования к оборудованию и службам конкретно для регионов в рамках ICAO. Нерегламен — тированная деятельность включает: выделение основных прин­ципов предотвращения АП; установление международных про­цедур расследования АП и оповещения о них; распространение информации об АП через систему ADREP; проведение конкрет­ных исследований по безопасности полетов.

Государственная администрация несет ответственность за обеспечение высокого уровня безопасности полетов в своей стране. .Это достигается путем формирования и соблюдения норм и процедур, основанных на SARPS ICAO, которые приво­дятся в соответствии с особенностями государства и условиями эксплуатации. Для контроля за выполнением авиационными организациями и учреждениями национальных норм использу­ются органы надзора и инспекции, которые могут применяться,

и нерегламентирующие меры по предотвращению АП. Так, на­пример, Федеральное авиационное управление США (FAA) объявило о своем намерении ужесточить санкции против нару­шителей Норм летной годности гражданских ВС. По мнению FAA, нарушения Норм летной годности и Руководств по экс­плуатации со стороны пилотов, авиакомпаний и промышленных фирм — основная причина тяжелых АП. В частности, FAA на­чало выпускать специальный бюллетень, в котором указывают­ся имена нарушителей и степень их виновности, усилило конт­роль за методами пилотирования, что привело к увеличению числа случаев сокращения действия или аннулирования удосто­верений на право пилотирования ВС, а также увеличило сум­му штрафов, налагаемых на авиакомпании и фирмы за наруше­ние Норм летной годности в процессе изготовления, эксплуата­ции, технического обслул^ивания.

Фирмы-изготовители, занимающиеся проектированием, про­изводством ВС в соответствии с проектом Руководства по пре­дотвращению АП обязаны:

отражать последние достижения науки и техники и учиты­вать опыт, накопленный при эксплуатации ВС более ранних по­колений, в том числе по безопасности полетов;

сопровождать изделия фирмы руководствами по эксплуата­ции и другой документацией с учетом вопросов безопасности;

обеспечивать сбор всей информации по данному типу ВС,, которую можно использовать для повышения безопасности по­летов;

иметь специалистов, знакомых с конструкцией, изготовлени­ем и эксплуатацией ее продукции, которые могут оказать по­мощь при расследовании АП, случившихся с ВС данной фирмы.

К авиакомпаниям, занимающимся эксплуатацией авиацион­ной техники, предъявляется ряд требований, основными из ко­торых являются: наличие самостоятельного исполнительного- органа по вопросам предотвращения АП, который контролиро­вал бы весь ход эксплуатации и выдавал рекомендации по кор­ректирующим действиям, способствующим повышению уровня безопасности; необходимость тесной взаимосвязи между всеми подразделениями для обеспечения обмена соответствующей. ин­формацией.

Структура деятельности по предотвращению АП и обеспече­нию безопасности полетов включают в себя: обнаружение и идентификацию опасности; оценку опасности и формирование- методов или процедур для ее ликвидации; предупреждение — авиа­компаний о наличии опасности; обеспечение последующих дей­ствий для ликвидации опасности; содействие распространению — знаний по проблемам безопасности; оценку результатов.

Удовлетворение требований ICAO по обеспечению высокого уровня безопасности полетов потребовало дальнейших усилий’ фирм-разработчиков ВС и их оборудования, а также эксплуа — 110

тирующих компаний в разработке и внедрении новых методов и средств, повышающих безопасность на авиационном транс­порте.

Тенденции в усовершенствовании конструкционных материа­лов ВС, повышающих их прочность. В настоящее время наи­большее распространение во всем мире в конструкционных ма­териалах авиастроения получили алюминиевые сплавы. Один из видов новой технологии алюминиевых сплавов — порошковая металлургия, которая привела к значительному повышению прочности, усталости, сопротивляемости разрушению и корро­зии. Все это значительно повышает ресурс деталей, что несом­ненно отражается на безотказности изделий и безопасности по­лета в целом.

Другим методом улучшения алюминиевых сплавов является добавление лития, обеспечивающего уменьшение плотности и повышения прочности. Так, например, работы, проведенные на фирме Lockheed, показали, что использование 3%-ной добавки лития снижает плотность на 8—10% и увеличивает прочность на 12%. Полная удельная прочность увеличивается на 30%. Кроме увеличения прочности и безопасности, использование этих усовершенствованных сплавов в конструкции широкофю­зеляжных самолетов, таких, например, как L-1011, могло бы уменьшить массу примерно на 907 кг в тех случаях, когда заме­на материала производилась бы выборочно в порядке совершен­ствования серийной продукции.

Дальнейшее улучшение алюминиевых сплавов можно пред­видеть в 1990 г. вследствие оптимизации процессов порошковой металлургии и использования более легких компонентов для уменьшения плотности. При этом ожидается повышение стати­ческой и усталостной прочности на 20% при снижении плотно­сти на 10%’.

Применение титановых сплавов в конструкциях дозвуковых транспортных ВС сдерживалось высокой стоимостью титана и значительной трудоемкостью технологических процессов изго­товления изделий из него.

В результате исследований NASA США, лаборатории ВВС США, фирм Me. Donnell —Douglas, Crumman разработаны та­кие методы обработки титановых сплавов, как диффузионная сварка и формирование в супер пластическом состоянии. Послед­ние усовершенствования этих процессов позволили изготавли­вать детали, которые прежде рассматривались, как трудные и неэкономичные. Применение титановых сплавов, обладающих высокими прочностными хаарктеристиками, несомненно повы­сит и безотказность элементов конструкций ВС.

В последние годы за рубежом находят широкое применение композиционные материалы, представляющие собой сочетание волокон из высокопрочных материалов с различными матрица­ми. Конструкции из этих материалов обладают повышенной виб­

ропрочностью, высокой демпфирующей способностью и не под­вержены коррозии. Наибольшее распространение получили стек­лопластики, арматура которых выполняется из стеклянных или асбестовых нитей, а матрицей служат эпоксидные, фенольные или другие смолы. Весьма перспективны композиционные мате­риалы, у которых в качестве упрочняющей арматуры использу­ют волокна бора, углерода, бериллия, карбида кремния, карби­да бора и других материалов. Такие волокна обладают неболь­шой плотностью, высокой прочностью и тугоплавкостью. Свя­зующими в этих композициях служат термостойкие смолы с рабочей температурой до 400° и неорганические полимеры (алю — минофосфаты, слюдофосфаты) с рабочей температурой 600— 800°. Применение композиционных материалов на основе боро — волокна и эпоксидных смол позволит снизить массу конструкции на 10—20%.

В самолете Lockheed L-1011 композиционные материалы (в основном на базе углепластиков и материалов типа Nomex и Kevlar) составляют 1135 кг, что обеспечило снижение массы ВС на 364 кг. На этом самолете из композиционных материалов на­готовлены: поверхности управления, передние и задние кромки крыла, руля направления и руля высоты, все облицовочные па­нели интерьера, зализы крыло — фюзеляж, обтекатель хвосто­вой части фюзеляжа и ряд несиловых элементов конструкции. Авиакомпания Panam широко применяет грузовые контейнеры из композиционных материалов. Фирма Me Donnell — Douglas внедрила в серийное производство мотогондолу из композици­онных материалов для двигателей самолета DC-9.

Композиционным материалам отводится большое место во всех проектах сверхзвуковых транспортных самолетов. Работы по исследованию новых композиционных материалов — составля­ют основу программ NASA по повышению энергетической эф­фективности дозвуковых самолетов. На самолетах Boeing-757 и Boeing-767 в результате применения композиционных мате­риалов получено снижение массы до 1500 кг.

Особенности проектирования оборудования кабин. Амери­канская ассоциация линейных пилотов отмечает, что с появле­нием в эксплуатации больших реактивных ВС стало наблю­даться некоторое увеличение коэффициента смертности, а так­же ранений и ушибов во время катастроф и аварий. Ранения причиняются главным образом предметами меблировки и отдел­ки интерьеров пассажирских кабин, которые срываются со сво­их креплений при сравнительно небольших перегрузках и бло­кируют проходы и двери, мешая пассажирам покинуть самолет в случае пожара.

Национальный комитет по безопасности на транспорте (США) провел специальные исследования, в ходе которых были рассмотрены АП с потенциальной возможностью спасения лю­дей, происшедших после 1970 г. Было установлено, что в 45 АП 112

, Перегрузка	Предель­ная ле — регрузка g	по требо­ваниям САА (Ве­ликобри­тания)	Допустимая по реко­мендаци­ям инсти­тута авиа — медицины при FAA (США)	перегрузка по суще­ствующим требова­ниям FA А (США;	S по дан­ным ор­ганизации ‘Flight Safety foundation
Продольная (вперед)	45 (0,1 с)	9	20	9	20—25
Продольная (назад)	45 (0,1 с)	1,5	22	—	20—25
Поперечная	9	2,25	10	1,5	10—15
Вертикальная (вниз)	15	4,5	20	4,5	15—20
Вертикальная (вверх)	25	2	20	2,0	15—20

(58%) травмы и гибель 1850 чел. были обусловлены разруше­нием оборудования салонов. Статистические данные, а также специальные исследования показали, что человеческий организм выдерживает нагрузки, значительно большие, чем те, которые указаны в современных стандартах (табл. 4.4).

Национальный комитет по безопасности на транспорте реко­мендовал стандарты, в соответствии с которыми кресла и дру­гое — оборудование салонов ВС должны выдерживать нагрузки, вдвое превышающие установленные. В соответствии с новым стандартом необходимы будут динамические испытания по трем направлениям действия нагрузок в отличие от статических в од­ном направлении, которые приняты в настоящее время.

Одна из мер повышения безопасности при вынужденных по­садках — контроль положения большого числа свободно лежа­щих предметов, находящихся в кабинах любого пассажирского самолета. Ручной багаж может убить человека непосредствен­но или косвенно, блокируя проходы и выходы для эвакуации из ВС. Хотя большинство авиакомпаний предупреждает пассажи­ров о том, что на борт ВС можно брать только одну кладь, но, как показывает практика, пассажиры неизменно поднимаются с тяжело нагруженными вещами, чтобы избежать лишней платы за дополнительный багаж.

Особое внимание при проектировании оборудования пасса­жирских кабин направлено на разработку мер защиты пасса­жиров от пожаров, которые все еще остаются одним из самых серьезных факторов аварийности на воздушном транспорте. Согласно статистическим данным ICAO, за период 1974— 1979 г. произошло 14 пожаров в воздухе и 28 пожаров при уда­ре о землю. При этом погибли 256 чел., из которых потенци­ально некоторую часть можно было спасти. Согласно статисти­ке, каждый пятый пассажир, погибающий в АП, погибает не от удара, а от действия огня и токсичных газов |[33]. Основное вни­мание при разработке мер защиты пассажиров от пожара уде­ляется исследованию материалов для интерьеров ВС, которые

Ш

бы обладали низкой воспламеняемостью, не поддерживали го­рения и не выделяли при горении большого количества дыма и токсичных газов. Так, в рамках программы Firemeq, проводимой NASA, исследуются различные присадки (на основе галогенов и фосфора) к обычным полимерным материалам, сдерживаю­щие процесс горения, а также возможность синтеза полимеров, обладающих свойством образовывать при нагревании слой, ко­торый препятствует интенсивному горению [31].

Специалисты экспериментального центра FAA определили, что использование слоя негорючего материала в обивке само­летных кресел позволит на 50 с увеличить безопасное время при аварийном покидании ВС в случае возгорания топлива в ре­зультате аварии. При этом в качестве негорючего материала применялся блокирующий слой из неопреновой пены (Vonar- III). В настоящее время этот материал испытывают на самоле­тах В-747 авиакомпании Pan American. Из других исследуемых материалов следует отметить алюминизированные ткани марки Celoix и Nartab, применяемые для съемных чехлов, а также пе­нопласт на полиамидной основе для подушек кресел, который может использоваться и при изготовлении легких панелей стен и пола (при изменении состава).

Большое значение в обеспечении безопасности полетов име­ет компоновка и оборудование кабины экипажа ВС. Усложнение оборудования современных ВС вызывает необходимость выпол­нения все большего числа операций по их пилотированию, по­этому в настоящее время важная роль отводится системе инди­кации параметров полета и работы функциональных систем ВС.

Темой исследований, проведенных французским летно-испы­тательным центром совместно с фирмами Marcel Dasso и Tom — son, было определение возможности использования индикации на электронно-лучевых трубках и лобовом остеклении фонаря обычных электромеханических приборов [34]. Такие системы об­ладают высокой надежностью, возможностью максимального использования способностей членов экипажа предотвращать опасное развитие ситуаций в случаях их возникновения. В этой области продолжают также активно работать NASA, фирмы Boeing, Me Donnell-Douglas и Lockheed [35]. Применение фирмой Boeing на самолетах В-757 и В-767 цветных телевизионных дис­плеев показало, что среднее время между отказами примерно 18 000 ч, т. е. их надежность в 5 раз превышает надежность со­временной механической индикации. Преимуществом индикации на лобовом стекле является также то, что изображение фокуси­руется на бесконечность, поэтому пилот может наблюдать это изображение и внешнюю обстановку, не изменяя фокусировку глаза. Необходимость переадаптации также исключается.

Кроме того, применение экранных индикаторов обеспечива­ет выполнение и ряда других общих эргономических требований к системам и средствам отображения информации; концентра — 114

ции информации на ограниченной площади приборной доски, на­глядности,. представлении информации в обработанном виде (в форме инструкций или команд). Применение этих индикаторов позволяет: изменять по этапам (режимам) полета объем выда­ваемой информации и регулировать его таким образом, чтобы не превышать возможностей пилота по восприятию и переработ­ке информации; обеспечить представление ряда новых обобщен­ных параметров (изображение ВПП, вектора полной энергии, местоположения самолета и т. п.), упрощающих работу пилота по управлению ВС. Зарубежные специалисты считают, что в системах отображения информации нового поколения ВС будут широко использоваться экранные индикаторы. При этом воз­можны два подхода к решению этой проблемы:

поэтапный, заключающийся в постепенном увеличении объ­ема информации, выдаваемой пилотам с помощью экранных индикаторов. Этот принцип реализуют на своих самолетах фир­мы Airbus, Industrie, Boeing, Lockheed;

одноэтапный, которого придерживаются фирмы ВАС, Haw­ker cSiddly, Dascault и Thomson — CSF. Они считают, что на но­вые ВС экранная система отображения информации должна устанавливаться сразу и обеспечивать выдачу всех индицируе­мых и сигнализируемых параметров пилоту в процессе эксплу­атации ВС.

Использование экранных индикаторов требует существенно­го изменения традиционной компоновки кабин и приборных досок пилотов на ВС. Но при этом следует максимально сохра­нять преемственность установившихся в течение многих лет экс­плуатации ВС правил размещения средств отображения инфор­мации и средств управления, а также мест их установки на ра­бочих местах пилотов.

Применение экранных индикаторов является одним из основ­ных факторов перехода на новых зарубежных транспортных са­молетах и компоновке кабины экипажа по концепции F/FCC (forward facing crew cocklit), согласно которой все используе­мые экипажем в полете средства контроля и управления, не дуб­лируемые на рабочих местах пилотов, размещаются в общих для всех членов экипажа зонах кабины, т. е. в средней части при­борной доски, на центральном пульте управления и на пото­лочной панели.

Анализ компоновки рабочих мест пилотов новых зарубежных транспортных ВС показывает, что состав устанавливаемых на них экранных индикаторов стабилизировался и включает шесть индикаторов: два индикатора обстановки в вертикальной плос­кости, два индикатора обстановки в горизонтальной плоскости и два индикатора для контроля параметров силовой установки и самолетных систем. Характерная особенность систем отобра­жения информации новых транспортных самолетов — исполь­зование наряду с экранными индикаторами современных элек-

тромеханических индикаторов и светосигнализаторов в качестве резервных средств контроля параметров. Благодаря этому обес­печивается достаточно высокая степень резервирования контро­ля параметров.

Повышение пожарной безопасности авиационных топлив для ВС с газотурбинными двигателями. Управления гражданской авиации Великобритании и США осуществляют совместную программу по разработке авиационных топлив, обладающих по­вышенной стойкостью к возгоранию при АП. Наиболее перспек­тивным направлением для решения этой проблемы является по­иск присадок, предотвращающих образование взрывоопасных смесей топлива при повреждении топливных баков ВС. В на­стоящее время наиболее перспективной является присадка FM-9 фирмы ICI. Наземные испытания показали, что добавление 0,3% присадки FM-9 в топливо предотвращает возникновение пожара при посадочных скоростях до 230 км/ч. Эффективность работы центробежных насосов, подающих топливо из баков в двигатель, составляет 80% от нормальной в диапазоне темпера­тур. —40°Сч-35°С, в то время как более ранние варианты при­садок значительно снижали эффективность насосов.

Разработка систем предупреждения о сдвиге ветра. В ре­зультате проводившихся под руководством FAA исследований по решению проблемы сдвига ветра на малой высоте осущест­вляется программа мероприятий, предусматривающая внедрение наземной системы сигнализации LLWiSAS, организацию кон­сультативной службы оповещения о сдвиге ветра и разработку бортового оборудования прогнозирования и оповещения о сдви­ге ветра. Система LLWSAS представляет собой сеть анемомет­ров, установленных на периферии аэропорта и в районе взлета, и посадки самолета. Информация от датчиков анемометров не­прерывно вводится в миниЭВМ, обрабатывается, сравнивается и выдается на дисплеи пультов диспетчеров аэродромной зоны. Когда разница показаний периферийных и центральных датчи­ков превышает 7,7 м/с, подается сигнал опасности, о чем сооб­щается ВС, находящемуся в районе аэродрома.

В ходе расследования катастрофы В-727, происшедшей в июле 1982 г., и других АП, связанных со сдвигом ветра, была поставлена под сомнение эффективность системы предупрежде­ния о сдвиге ветра на малой высоте, установленной более чем в 60 аэродромах США. В качестве аргумента экспертные комис­сии приводят тот факт, что при разработке системы основной опасностью считались фронты порывистости. Однако дальней­шие исследования показали, что микропорывы, крайне локали­зованные нисходящие потоки, которые могут иметь менее 1 км в диаметре, представляют значительно большую опасность. Дат­чики существующих систем предупреждения о сдвиге ветра, ус­тановленные по периметру аэропорта, могут быть разнесены слишком далеко друг от друга, чтобы зарегистрировать такие 116

микропорывы. По мнению специалистов FAA, уже сейчас сле­дует считать действующую систему как промежуточную меру. С -1983 г. FAA начала испытания новой допплеровской системы предупреждения о сдвиге ветра на малой высоте, которая будет более эффективной, чем существующая.

Для разработки бортовых систем раннего обнаружения зон турбулентности и сдвига ветра, которую проводит iNASA, при­меняется лазерно-допплеровский метод. В процессе летных — ис­пытаний с использованием самолета CV-990, лазер непрерывно­го излучения (длина волны 10,6 мкм, длительность импульса 4—10 мкс, пиковая мощность 5 кВт, средняя мощность 3 Вт), установленный в проеме правого борта аварийного выхода, из­лучал световую энергию по курсу самолета. Световой сигнал, поступивший снова в систему в результате обратного рассеяния на Микроскопических аэрозольных частицах в атмосфере, изме­ряли, сравнивали с параметрами исходного луча и обрабатыва­ли.’ Результирующие данные о состоянии атмосферы впереди самолета поступали на индикаторы и самописцы.

В, настоящее время NASA исследует также возможность при­менения в качестве бортовой системы обнаружения турбулент­ности и сдвига ветра радиометра инфракрасного диапазона и микропроцессора сигналов.

Влияние службы УВД на безопасность полетов. Анализ дан­ных. NASA и FAA о влиянии УВД на безопасность полетов ВС в США за последние 4 года показал, что 95% всех ошибок в системе УВД связано с человеческим фактором, особенно с проблемами связи оператора УВД с пилотами. К основным, ти­пичным ошибкам операторов УВД относятся: отсутствие точно­го адреса указаний оператора без связи с конкретным ВС; тен­денция слушать то, что ожидается услышать; тенденция пола­гать, что все, что передавалось, правильно услышано и понято адресатом; привычка плохо слушать; неправильная терминоло­гия, приводящая к непониманию указания. Большая часть ин­формации об указанных недостатках в работе персонала служ­бы УВД не доводится до него, поэтому не учитывается в прак­тической работе.

Наиболее тяжелые последствия ошибок — столкновения ВС с землей или другими ВС, которые заканчиваются почти в 100% случаев катастрофой. Большое значение для безопасности по­летов в этом случае имеет внедрение эффективных систем пре­дупреждения экипажа об опасной близости земли GPWS, раз­работанной в США и внедряемой на транспортных самолетах. Фирма iSundstrand разработала новую, более сложную и совер­шенную систему GPWiS Mark-2, которая сигнализирует экипа­жу об опасности раньше, чем предупреждающая модель.

В ближайшее время намечена к вводу в эксплуатацию раз­работанная в США система УВД DAB. S, основанная на исполь­зовании вторичной радиолокации и двусторонней автоматичес­

кой линии передачи данных «земля — воздух». Подучив по от­ветным и эхо-сигналам данные о высоте, дальности й азимуте определенных ВС, диспетчер УВД на основе сложившейся ситу­ации в воздушном движении может передавать ВС необходимую командную или осведомительную информацию, в частности ин­формацию о возможном опасном сближении ВС. Дальнейшим развитием этой системы является интегральная система DABNLS, которая, увеличивая безопасность движения на марш­руте и в аэродромной маневренной зоне, обеспечивает точную зональную навигацию и наведение при заходе на посадку в ус­ловиях вплоть до нулевой видимости. Так как передаваемая ин­формация содержит данные о пространственных координатах всех ВС, контролируемых системой, то она может быть исполь­зована для отображения на дисплее перед пилотом окружаю­щей обстановки, а также может служить основой эффективной и недорогой системы предотвращения столкновений, вырабаты­вающей горизонтальный или вертикальный уклоняющий маневр.

Совместно с DABNLS планируется ввод в строй автоматиче­ской системы консультаций и разрешения конфликтных ситуа­ций ATARS, которая с помощью наземных ЭВМ без участия диспетчеров следит за ситуацией. В случае, если диспетчер опаздывает с решением или не принимает его совсем, система ATARS вырабатывает уклоняющий маневр, а затем передает соответствующие рекомендации на дисплеи ВС, контролируе­мых службой УВД.

Переход на интегральную систему DABNLS увеличивает бе­зопасность воздушного движения на трассах и в аэродромной зоне маневрирования и позволяет отказаться от применения ря­да существующих или разрабатываемых систем УВД, навига­ции и предотвращения столкновений в воздухе. Даже задачи наведения и вывода ВС на посадку DABNDS решает не хуже, а в отношении маневра-выравнивания даже лучше, чем существу­ющие системы ILS и MLS.

Обнаружение места АП с помощью спутниковой системы. Цель начавшихся в 1982 г. испытаний спутниковой системы по программе «Cospas — Sarsat», в которой принимают участие Канада, Франция, Норвегия, СССР и США, заключается в оценке возможности быстрого обнаружения и установления с высокой степенью точности местонахождения аварийных радио­маяков (ELT).

При работе с ELT на международных частотах передачи и приема сигналов бедствия 121,5 и 243 МГц спутник выполняет функции простого радиотранслятора. Он принимает сигналы ELT, модулирует их и передает на наземные станции, предна­значенные для приема информации. При нахождении спутника над ELT замеряется допплеровский сдвиг частоты. Этих данных и точных параметров орбиты спутника достаточно для расчета данных о широте и долготе местоположения радиомаяка, кото — 118

рые передаются через центр управления полетами в соответст­вующую службу поиска и спасания.

В настоящее время возможности системы из-за несовершен­ства существующих радиомаякбв и перегруженности диапазонов частот 121,5 и 243 МГц ограничены точностью установления ме­стонахождения радиомаяка с ошибкой в пределах 20 км при одновременном захвате 10 работающих маяков.

В рамках программы «Cospas — Sarsat» разрабатывается новое поколение аварийных радиомаяков, специально предна­значенных для обнаружения с помощью спутников. Частота 406,025 МГц, на которой будут работать новые радиомаяки, пред­назначена исключительно для обеспечения поиска и спасения с помощью спутников. Точность установления местонахождения радиомаяков повысится и составит ±5 км при одновременном захвате 20 работающих радиомаяков ELT. Важной отличитель­ной особенностью новых радиомаяков является добавление со­общений с цифровым кодированием для обеспечения информа­цией о терпящем бедствие ВС и характере АП. Высокая типо­вая возможность новых ELT и исследование сообщений с циф­ровым кодированием позволяют осуществлять частичную обра­ботку сигналов на спутнике, после чего сообщение передается на любую наземную станцию, находящуюся в поле захвата спутника, а также записывается в память вычислителя для пе­редачи на станцию, оказавшуюся в поле захвата спутника по­зднее. Это обеспечивает возможность контролирования всей поверхности Земли с помощью одной станции.

Мероприятия по защите гражданской авиации от актов не­законного вмешательства. Незаконное вмешательство в дея­тельность гражданской авиации продолжает представлять собой серьезную угрозу для безопасности, регулярности и эффективно­сти воздушных перевозок. Несмотря на меры, принимаемые по предотвращению таких актов, за последние 10 лет число’ неза­конных актов (п) захвата ВС остается на одном уровне (рис. 4.11) і[5]. ICAO разработало два основополагающих документа по безопасности на воздушном транспорте. Приложение 17, в котором изложены международные нормы и рекомендуемая практика защиты гражданской авиации от актов незаконного вмешательства, и Руководство по обеспечению безопасности, со­держащее инструктивный материал по практической реализа­ции пунктов Приложения 17.

Основные мероприятия по защите ют актов незаконного вме­шательства включают: ограждение территории; идентификацию персонала и транспортных средств; охрану ВС на перроне, взлетно-посадочной полосе и рулежных дорожках; контроль и охрану пассажиров, багажа, груза и почты на пути от аэровок­зала к ВС; охрану помещений для пассажиров и груза, ангаров и других производственных помещений.

во

Зарубежные авиакомпании ведут разработки эффективного ограждения территории аэропорта дополнительно к традицион­ным, представляющим металлическую сетку высотой более 2,4 м с натянутой колючей проволокой ;в верхней части. Представля­ет интерес ‘Микроволновое ограждение, создающее невидимую «энергетическую стенку», имеющую длину до 80 м, высоту 2,5 м ■и глубину до 2,5 м. При попытке проникновения через огражде­ние — приводятся в действие прожекторы, сирены, телевизионные камеры.

Повышенное внимание уделяется охране зон, примыкающих к аэровокзалу и перрону. Французская фирма В. Т.Р. выпустила электронное устройство Vigilavia, которое предназначено для охраны ВС на стоянке, предупреждающее о приближении к ВС людей. Устройство состоит из трех столбиков с ограждением. Центральный блок охранной сигнализации массой 33 кг разме­щается под. самолетом. Установка устройства занимает 15 мин. Срок службы от 10 дней до 2 мес в зависимости от режима ра­боты батарей и центрального блока.

Фирмой Racal — Mesl (Великобритания) по заказу крупных авиакомпаний стран Западной Европы разработано радиолока­ционное устройство Model-1650, которое имеет массу 12 кг и мо­жет легко маскироваться под коническими маркерами мест сто­янки самолетов в аэропорту. Нарушение человеком границ уча­стка, охраняемого таким устройством, приводит к подаче звуко­вых, световых или радиосигналов, а перемещение мелких жи­вотных не вызывает срабатывания системы сигнализации.

Для контроля багажа пассажиров и груза наиболее распро­странена рентгеновская аппаратура. Фирмы, ведущие разработ — 120

ку таких установок, придерживаются двух концепций: первая предусматривает просвечивание багажа. малыми дозами для бег­лого просмотра содержимого с последующей передачей подозри­тельных мест на тщательный ручной досмотр; вторая концепция основывается на допущении просвечивания большими дозами рентгеновских лучей, чтобы можно было тщательно. рассмотреть все содержимое — багажа. .

Одна из последних моделей, разработанных американской фирмой American Science and Engineering — стационарная^, ус­тановка 100Е. Она может просвечивать. слой стали толщиной до 6 мм, получать изображение с 18 градациями серого цвета, на которых можно различить провод диаметром 0,13 мм. Усовер­шенствованная система имеет емкость памяти 250 тыс. элемен­тов изображения. Модель может поставляться с встроенными устройствами автоматической сигнализации о наличии подозри­тельных мест и электронными регуляторами масштаба изобра­жения.

В рентгеновской установке фирмы Scandy Corporation (С. ТТТА) использован новый принцип формирования изображе­ния без телевизионной камеры и видеоусилителя. В установке используется метод послойного просвечивания багажа узким лучом по мере прохождения его по конвейеру. Высокая конт­растность изображения позволяет отчетливо различать предметы различной плотности, в том числе и пластмассовые, обнаружи­вать электропровода диаметром до 0,16 мм.

Автоматическая гамма-лучевая система контроля багажа фирмы Westing Hause (США) состоит из источника излучения, создающего поток гамма-лучей, направленный на регистратор. Последний представляет собой 48 фотоэлектронных умножите­лей с кристаллами йодистого натрия. Багаж проходит через луч между источником и дугой детектора. Микропроцессор системы интегрирует выход от каждого детектора и выдает данные ‘по­глощения гамма-лучей при прохождении каждой единицы бага­жа. Эти данные сравнивают с хранящейся в системе информа­цией, моделирующей профили поглощения гамма-лучей-огне­стрельным оружием и взрывчатыми веществами. В случае об­наружения подозрительного — предмета раздается звуковой сиг­нал, и конвейер останавливается. Применение радиологической аппаратуры при досмотре пассажиров не рекомендуется. Конт­роль пассажиров в аэропорту должен осуществляться в специ­альных зонах, исключающих их контакт с людьми, не прошед­шими контроль.

Металлоискатели, применяемые для поиска оружия у пас­сажиров и в их ручной клади, подразделяют по физическому принципу на пассивные и активные. Пассивный металлоискатель фиксирует изменения в окружающей среде, вызванные наличи­ем ферромагнитного металла. Недостатком этой аппаратуры является то, что она способна обнаруживать лишь предметы с 8—822 щ

высоким содержанием железа. Активные металлоискатели ос­нованы на различных принципах: вихревых токов, индуктивного контура, гамма-лучевой спектрографии. Эффективное средство обнаружения оружия —■ металлоискатель, использующий соче­тание этих двух принципов.

Средства защиты ВС от поражений молнией. Согласно ста­тистическим данным, поражение ВС молниями занимает первое место среди других авиационных происшествий из-за неблаго­приятных внешних условий. Анализ авиационных происшествий и специальные исследования показывают, что вероятность по­ражения ВС молниями при полетах в зонах активной грозовой деятельности может составлять 10~2. Наиболее грозоопасной зо­ной является средняя часть кучево-дождевого облака, особенно вблизи расположения нулевой изотермы, в пределах ±8 °С.

: Вероятность поражения молнией небольших винтомоторных самолетов меньше, чем’ современных широкофюзеляжных и ре­активных ВС, так как последние имеют большую массу и ско­рость полета, а следовательно, и быстрее могут стать возбуди­телями электрических разрядов. В среднем при полетах над Ев­ропой на каждые 10 000 ч полета приходится пять случаев по­ражения молнией ВС. Наиболее вероятны поражения ВС мол­ниями при наборе высоты (35%) и снижении (38%). Частота случаев ‘зависит от типа ВС. Например, среди самолетов ВВС наиболее часто подвергались поражению молнией реактивные самолеты типа F-4 и iF-111 (46%) и тяжелые самолеты В-52, ■КС 135, С-130 (25%). Вероятность поражения молнией широ — кофюзеляжных’ гражданских ВС на 1000 ч налета составляет: 0,46 (В-747); 0,4 (А-300); 0,2 (В-707); 0,15((ДС-9).

‘ Исследования [51] показали, что электростатический заряд, приобретенный ВС при полете в облаках и осадках, зависит не только от характеристики ВС и его конструкции, материала, типа двигателей, параметров статических, но и от режима поле­та и свойств среды, в которой осуществляется полет. Из харак­теристик режима полета особенно большое значение имеет вы­сота и скорость полета, а из основных свойств среды существен­ное влияние на электрилизацию ВС оказывают водность обла­ков и осадков, их фазовое состояние, электрические заряды на Них, а также напряженность электрического поля атмосферы. Анализ АП в США показал, что почти в 50% случаев попадания молний в ВС поражение происходило в облаках, где до появ­ления ВС грозовых очагов не наблюдалось (по данным борто­вых радиолокационных станций).

Наиболее часто подвергались поражению молниями следу­ющие части ВС: обтекатели радиоантенн (27%), передняя часть Крыла (22%), оперение (21%), фюзеляж (15%), а также гон­долы двигателей и другие, находящиеся в потоке воздуха части ВС. Электрические разряды, являясь источниками сильных по­мех в радиосвязи и больших погрешностей в магнитных и ра — 122

диотехнических устройствах, часто, приводят к выходу из строя навигационного оборудования, радиокомпасов и другой элек­тронной аппаратуры. Высокоточная электронная аппаратура, на современных ВС и применение в ней интегральных схем, рабо­тающих на малых уровнях мощности, а также использование — в конструкциях и системах ВС новых композиционных материа­лов позволяют конструкторам решать проблему защиты ВС от молний новыми методами. ; .

В США выполняется межведомственная программа по ис­следованию и разработке методов и средств защиты перспек­тивных ВС от воздействия атмосферного электричества (АЕНР). Возглавляет исследования лаборатория динамики полета (Flight Dynamics Laboratory) ВВС США. В выполнении про­граммы участвуют представители FAA,- .NASA, Defense Nuclear Agency. Программа состоит из нескольких этапов. На стадии предварительного анализа и проектирования средств защиты предусмотрено провести исследования физических свойств ат­мосферного электричества, проанализировать, электрические, магнитные и электромагнитные характеристики ВС, определить чувствительность бортового электронного оборудования к воз­действию молний и оценить степень их опасности для ■ ВС, а также провести анализ эффективности различных методов и средств защиты. В дальнейшем будут выполнены конструктив­ные разработки средств и систем защиты от воздействия атмо­сферного электричества и проведены оценки этих средств в летных экспериментах.

В настоящее время в США уже выполнен ряд теоретических и экспериментальных работ, предусмотренных программой ис­следований. Aeropropulsion Laboratory совместно с фирмой Boeing выполнили расчеты процессов, индуктируемых молнией в нескольких характерных фидерах транспортных — ВС различ­ных типов. По ведущейся NAiSA, NOAA и рядом университетов США программе TOP (Thunderstem Overflight Program) были проведены исследования грозовой активности со специально оборудованного самолета U-2, пролетавшего над грозовыми очагами на высоте 18—20 км. В научно-исследовательском центре Лэнгли ведутся эксперименты по, определению влияния разряда молнии на работу основных систем ВС. Во Франции для исследования и проверки систем антистатики на ВС разра­ботан инжектор электрических зарядов, представляющий сверх­звуковое сопло с игольчатым электродом источника высокого напряжения, которое работает на принципе испускания струй влажного воздуха, влага которого конденсируется и замерзает, образуя электрически заряженные частички льда.

Наряду с исследовательскими работами разрабатываются^и новые устройства для защиты ВС от повреждения молниями. В США изготовлен антистатический разрядник из электропро­водящего композиционного материала на основе волокон графи* та или бора. Для предотвращения корразии — в местах сопряже­ния основания с обшивкой в качестве материала основания ис­пользован нейлон с 40%-ным графитовым наполнителем. Для пропускания большого тока при попадании молнии в ВС на­ружная поверхность деталей разрядника покрыта слоем порош­кового алюминия.

Другим устройством, предназначенным для защиты ВС от разрушения в результате удара молнии, является молниезащит­ная полоса, изготавливаемая из гибкой полиэтилентерефталат — ной ленты шириной 2,5 см и толщиной 10 мкм. С наружной сто­роны лента покрыта эпоксидным клеем, на который напылена алюминиевая пудра. Поскольку в пудре каждая частица алю­миния покрыта окислом,- являющимся диэлектриком, этот тон­кий слой пудры не пропускает постоянный ток, радиопрозрачен и хорошо проводит переменный ток той частоты, которая; ха­рактерна для молнии. Пропускание переменного тока объясня­ется тем, что слой алюминиевой пудры представляет собой как бы цепь последовательно соединенных конденсаторов. : Полоса наклеивается на стеклянную или полимерную поверхность-и со­единяется с металлической обшивкой ВС. От других средств за­щиты молниезащитная лента отличается простотой изготовле­ния, удобством применения, низкой стоимостью, легкостью и надежностью.

Для дистанционного обнаружения зон грозовой деятельности в атмосфере создаются новые наземные, самолетные и спутни­ковые устройства. После аварии, происшедшей с космической системой Apollo, когда в результате разряда. молнии: была.’ вы­ведена из строя энергосистема объекта, а также после ряда■’слу­чаев, поражения ВС молниями в :NAiSA была разработана опыт­ная система для определения высоты — областей грозовой дея­тельности (‘Lightning Defection and Ranging). В районе аэро­порта в нескольких километрах от центрального пульта установ­лены приемники, воспринимающие грозовые разряды и передаг ющие информацию на дисплей. На индикаторе дисплея отобра­жаются области грозовой деятельности и высота, на которой происходят разряды. Диспетчеры службы УВД могут использо­вать полученную информацию для принятия решения о возмож­ности выпуска Ц;полет ВС.

; Для более уверенного выделения и обхода грозовых очагов в США; используют бортовые грозопеленгаторные устройства; В грозоуказателях, выпускаемых фирмой Ryan, для определе­ния координат атмосферных разрядов используются приемные устройства с ферритовыми рамочными антеннами, расположен­ные, под углом 90° друг к другу. Дальномерное устройство осно­вано на принципе приема сигналов атмосферного разряда на различных частотах. Прибор содержит также блоки сравнения сигналов, систему автоматической обработки данных, запоми­нающее устройство и дисплей. ■ •

Д24

Экран дисплея имеет форму круга, на котором нанесена шка­ла направлений и изображен самолет, указывающий курс поле­та. Концентрирующие окружности на экране соответствуют удалениям 65 км, 160 и 320 км. Электрические разряды инду­цируются в виде точек, свечение которых запоминающее устрой­ство может задерживать до 5 мин. В отличие от обычных РЛС, имеющих малый угол обзора в передней полусфере ВС, метео­радар Ryan позволяет произвести круговой обзор пространства и обнаруживать грозовые разряды в зоне 580 000 км2, указывая с большой точностью направление грозовых очагов и достаточ­но приближенно расстояние до них. В настоящее время фирма King Radio (США) ведет разработку комплексного устройства для обнаружения опасных метеоявлений, в котором грозоуказа — тель будет работать совместно с бортовым МРЛ.

Основные направления работ по защите ВС от столкновения с птицами. Из анализа 1488 случаев столкновения ВС с птица­ми только за 1978 г., проведенного рабочей группой Европей­ского комитета по опасности птиц для самолетов (ЕКОПС), было установлено, что число столкновений, приходящихся на 10 000 самолетовылетов, составило 5,5. Наибольшее значение этот коэффициент имел в Швейцарии — 12,3 и в ФРГ — 9,8. Для широкофюзеляжных самолетов этот коэффициент состав­лял 7,1, а для реактивных 5,9. У самолетов с ТВД коэффици­ент был меньше, чем у реактивных, еще меньше у поршневых и минимален у вертолетов. Ущерб от всех столкновений с пти­цами в 1978 г. составил 7,7 млн. дол.

На 15 заседании ЕКОПС в 1981 г. рабочая группа «Аэрот дромы» представила результаты опроса ряда стран об исполь­зовании светового излучения, в том числе и лазерного, для от­пугивания птиц |[62]. Включение посадочных фар днем признано целесообразным, так как снижает вероятность столкновений.

Одним из направлений исследований по предотвращению столкновений является применение химических веществ. В ФРГ использование альфа-хлоралезы, мезурола, токсафена, а также различных гербицидов для отпугивания и сокращения числен­ности птиц дало хорошие результаты. Исследователи США при­вели список 54 химических препаратов, в том числе хемостери — лантов, которые в определенных ситуациях могут весьма эф­фективно воздействовать на птиц.

В ВВС США ежегодно происходит 1000—1500 столкновений самолетов с птицами, наносящих ущерб в миллионы долларов. В связи с этим были проведены исследования по усилению со­противления частей ВС удару птицы. В результате исследова­ний определены: зависимость повреждения от массы и размера птиц; критерии оборудования и процедуры испытания птйце — стойкости остекления’ с учетом сохранения его оптических свойств; значения перегрузок лопаток турбин двигателя при попадании на них птицы, а также обоснованы критерии птице­

стойкости лопаток, техники их испытаний и повышения прочно­сти. На основании исследований создано руководство по управ­лению и контролю поведения птиц для предотвращения их: столкновения с ВС, в котором описывается системный подход,, показывающий, как анализировать проблему и затем отбирать простые наиболее эффективные методы контроля. Описаны био­логические и технические аспекты использования всех сущест­вующих средств предотвращения столкновений ВС с птицами..

В ВВС Бельгии проведено исследование растительного по­крытия аэродромов с целью удовлетворения его следующим ос­новным требованиям: растительное покрытие должно быть не­привлекательным для птиц; не дорогостоящим при посеве и вы­ращивании; доминировать над другими растениями, использо­ваться весь год; выдерживать движение автомашин, а также взлеты и посадки ВС; не быть пожароопасным.

В результате 2-летнего изучения проблемы столкновения ВС с птицами на 14 аэродромах Канады подробно исследованы различные факторы, определяющие число столкновений и убыт­ки от них, а также разработана методика оценки эффективно­сти различных средств их предотвращения. ■ В частности, реко­мендуются более точные И подробные процедуры донесений O’ столкновениях, создание на каждом птицеопасном аэродроме специальных временных комиссий, занимающихся вопросами предотвращения столкновений, периодическими орнитологичес­кими обследованиями аэродромов, оценкой имеющихся и созда­нием новых средств предотвращения столкновений ВС g пти­цами.

Министерство обороны Великобритании подготовило проект руководства по испытанию птицестойкости самолетных агрега­тов, которые содержит статистические данные, нормативные на­грузки от удара птицы, испытательные средства, рекомендации! для дальнейших исследований. В нем даны обзор требований к птицестойкости самолетных агрегатов, методика ее определения! при различной массе птицы и скорости полета ВС с учетом: ме­ста попадания птицы, угла попадания, типа и материала кон­струкции, перепада температуры.

Обнаружение и отпугивание птиц на гражданских аэродро­мах Франции поручены службе эксплуатации взлетно-посадоч­ной полосы, пожарным, местной службе движения. Для этих служб разработаны руководства по наблюдению птиц, приведе­ны отличительные признаки наиболее опасных птиц, составлены технологии информационного обеспечения за поведением птиц: и использованием акустических и пиротехнических средств от­пугивания птиц.

В ФРГ создано новое управление по предотвращению столк­новений ВС с птицами, состоящее из трех отделов: радар — миграция — погода; аэродромная экология; статистика столк — 126 новений самолетов с птицами. Издаются серия специальных пуб­ликаций «Птицы и авиация» и срочная информация о столкно­вениях. Управление работает на военную и гражданскую авиа­цию и объединяет их усилия в этом направлении.

‘