БП

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

Обеспечение безопасности полетов гражданских воздушных судов (ВС) – сложная задача, которая решается совместным трудом изготовителей гражданской авиационной техники и эксплуатантов. При этом на стадии проектирования, изготовление и испытания авиационной техники требования по безопасности полетов закладываются и воплощаются в конструкцию ВС и в технологию его изготовления. На этапе эксплуатации эти требования обеспечиваются благодаря соответствующей организации работ соответствующих служб эксплуатирующих ВС на земле и в воздухе.

С первых дней рождения авиации решения вопросов безопасности полетов в основном основывались на выводах, получаемых при расследовании авиационных происшествий. В настоящее время необходимо провести более тщательные исследования причин аварийности, разработать методы комплек-сной оценки уровни безопасности полетов ВС на всем пути их создания эксплуатации. Для решения этих важнейших вопросов необходимы новые принципы подхода к оценки, анализа и обеспечению безопасности полетов, которые позволили бы количественно оценить степень влияния на нее различных факторов и их наиболее опасных сочетаний с учетом психофизиологических возможностей человека в условиях среды, выявить слабые места в составляющих элементах авиационно - транспортной системы (АТС) и найти наиболее рациональные пути их устранения.

В последние годы в развитие принципов подхода к оценке и обеспечению безопасности полетов наметился качественный скачок – переход от накопления и анализа многочисленных и зачастую разрозненных данных о причинах АП к созданию общей теории безопасности полетов. Основная её задача – разработка методов, позволяющих с единых позиций провести строгою классификацию и оценку влияния накопленных практикой эксплуатации различных факторов на безопасность полетов и на этой основе разработать новые более эффективные мероприятия по её повышению. Во всех случаях безопасность полетов в АТС зависит от качества функционирования всех её элементов и обеспечивается: высокой квалификацией и отличной подготовкой экипажа; летной годностью ВС; высоким качеством работ по обеспечению полетов наземными службами и при управлении воздушным движением.

Применение системного подхода для решения проблемы и

обеспечения безопасности полетов.

В последние годы наряду с совершенствованием традиционных разрабатываются новые методы оценки и обеспечения безопасности полетов, зарождаются теоретические основы и методология её исследования. Поскольку обеспечение безопасности полетов является сложной комплексной проблемой, для её решения стал использоваться системный подход, позволяющий с единых позиций и подойти к решению этой проблемы на всех этапах создания и эксплуатации ВС. Сущность его заключается в выявлении и учете всего многообразия факторов, связей и отношений, имеющих место в элементах АТС, и их взаимосвязях и взаимоотношениях между ними и с внешней окружающей средой.

Методология системного подхода предполагает, что решение проблем, связанных с безопасностью полетов, зависит от правильной организации системы обеспечения безопасности полетов, которая должна располагать арсеналом средств технического и экономического анализа и использовать все научные достижения в области целевого управления сложными системами, а не сводить проблему безопасности только к надежности техники или анализу особых ситуаций.

Чтобы понять сущность системного подхода рассмотрим его основные аспекты:

Основные аспекты системного подхода.

1) системно-компонентный аспект отражает изучение состава системы на основе выделения её составных элементов, взаимодействие которых обеспечивает присущие только системе в целом новые качественные особенности. Целесообразно выделить следующие компоненты: действующее звено (ДЗ) и обеспечивающее звено (ОЗ).

2) системно-структурный аспект предполагает изучение внутренних связей и взаимодействие элементов системы.

Структура - это внутренняя форма системы, которая определяет способ взаимодействия компонентов системы. Она зависит от параметров элементов системы, связывает и преобразует их, придавая целостность системе, и обуславливает возникновение новых качеств, не присущих ни одному из элементов системы.

Различают: детерминированные структуры (либо неизмененные взаимосвязи, либо меняющиеся по определенному закону);

вероятностные (если взаимосвязи описываются законами теории вероятностей);

хаотические, если взаимосвязи элементов непредсказуемы.

3) системно-функциональный аспект предусматривает изучение функциональных зависимостей между элементами системы. Функции системы представляет собой интегрированный результат функционирования образующих систему компонентов. Функциональная зависимость имеет место: - между компонентами системы;

- между компонентами и системой;

- системой и другими системами.

Функции компонентов

по отношению к системе должны носить целесообразный характер и согласовываться во времени и пространстве. Функциональное описание ком-понентов иерархично. Можно выделить: координация– согласование функций компонентов системы по горизонтали; субординация-согласование функций компонентов по вертикали.

4) системно - интегративный аспект предусматривает изучение система образующих механизмов, присущих данной системе. Этот аспект характеризует факторы системности и свойства, обеспечивающие сохранение качественной специфики системы, ее функционирование и развитие. Здесь выясняются новые качества, присущие системе в целом и не присущие каждому компоненту в отдельности. Для технических систем это связано с выявлением новых дополнительных возможностей системы, получаемых за счет правильного объединения отдельных ее элементов.

Эти 4 аспекта СП в совокупности характеризуют внутреннее изучение системы.

5) Системно – коммуникационный аспект (СКА) предусматривает изучение системы во взаимодействии с окружающей средой и выделение возмущающих факторов.

Система взаимосвязано с другой системой. Эти внешние по отношению к данной системе образования с которыми система связана сетью коммуникаций составляют ее среду или окружение.

6) Системно – исторический аспект направлен на изучение ретроспективы и перспективы развития системы, т. е. требует представления системы в непрерывном ее развитии.

Для изучения систем необходимо знать, как возникла данная система, какие этапы совершенствование проходила в своем развитии, какой она стала в настоящее время и перспективы развития.

Контрольные вопросы:

1. Что такое безопасность полетов?

2. Как осуществляется решение проблемы обеспечение безопасности полетов на всех этапах создания и эксплуатации ЛА?

3. Сущность методологии системного подхода?

4. Основные аспекты системного подхода.

Ключевые слова и выражения: безопасность полетов; системный подход; аспекты системного подхода методология системного подхода.

Литература:

[1,стр.4-5], [2,стр.3-5].

Лекция № 2

Тема: Основные термины и определения безопасности полетов

План лекции: 1. Классификация особых ситуаций.

2. Авиационные происшествия. Инциденты. Чрезвычайные

происшествия. Повреждение ВС на земле.

Классификация особых ситуаций

Безопасность полетов как свойство АТС характеризуется уровнем безопасности полетов, который определяется вероятностью того, что в полете не возникает такая особая ситуация, как катастрофическая.

Особая ситуация (ОС) – ситуация, возникающая в полете в результате воздействия неблагоприятных факторов или их сочетаний и приводящая к снижению БП.

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 ОС 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 изменении плана полета и не препятствует его благополучному завершению, за исключением случаев, указанных в Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ).

Сложная ситуация (СС) – особая ситуация, характеризующаяся заметным повышением психофизиологической нагрузки на экипаж или заметным ухудшением летных характеристик, устойчивости и управляемости, а также выходом одного или нескольких параметров полета за эксплуатационные ограничение, но без достижения предельных ограничений и расчетных условий.

Своевременными и правильными действиями членов экипажа, в том числе немедленным изменением плана, профиля или режима полета может быть обеспечено предотвращение перехода сложной ситуации в аварийную или катастрофическую.

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, практически невероятные.

Для количественной оценки вероятностей возникновения особых ситуаций должны использоваться следующие значения вероятностей, отнесенные либо к одному часу полета, либо к одному полету в зависимости от характера рассматриваемого события:

- повторяющиеся – более 10-3;

- умеренно вероятные – от 10-3 до 10-5;

- маловероятные - от 10-5 до 10-7;

- крайне маловероятные – от 10-7 до 10-9;

- практически но невероятный – менее 10-9;

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

- суммарная вероятность возникновения катастрофической ситуации для ВС в целом, вызванной отказными состояниями, не должна превышать 10 -7 на один час полета , при этом любой отказные состояния , приводящее к возникновения КС, оценивается как событие , не более частое, чем практически невероятное, т-е. вероятность его должна быть менее 10 -9 ;

- суммарная вероятность возникновения аварийной ситуации для ВС в целом , вызванной отказными состоянии, не должна превышать 10 -6 на один час полета , при этом рекомендуется , чтобы любой отказной состоянии , приводящее к АС, оценивалось как событие , не более частое, чем крайнее 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 10 -4 на один час полета , при этом рекомендуется , чтобы любое отказное состояние , приводящее к СС, оценивалось как событие , не более частое, чем маловероятное , т-е. вероятность возникновения СС в этом случае должна быть 10 –5 ;

- для усложнений условий полета допустимая вероятность возникновения ЕНЛГС не установлена, однако желательно , чтобы любое отказное состояние (функциональный отказ) , приводящее к УУП, не могло быть отнесено к событиям повторяющимся, т-е. вероятность возникновения УУП должна быть 10 –3 .

Все УУП подлежат обязательному анализу с целью отработки соответствующих рекомендаций по действиям экипажа в полете.

Ожидаемые условия эксплуатации (ОУЭ) – это условия , которые стали известным из практики или возникновение которых можно с достаточным основанием предвидеть.

Эти условия зависят от метрологического состояния атмосферы, рельефа местности, функционирования самолета, квалификации персонала и всех прочих факторов, влияющих на БП.

Ожидаемые условия эксплуатации включает в себя область расчетных условий, предельных и эксплуатационных ограничений, а так же рекомендуемых режимов полета, установленных для данного типа ВС или его сертификации. Отказное состояние – это такое неработоспособное состояние системы в целом, которое характеризуется определенным нарушением его функций независимо от причин, вызывающих это состояние.

Конкретное О.С. может явиться следствием как отказов отдельных элементов, так и их комбинации, если результирующие влияние таких отказов на работоспособность системы в целом оказывается одинаковым в каждом случае.

Авиационные происшествия. Инциденты. Чрезвычайные

происшествия. Повреждение ВС на земле.

При эксплуатации ВС могут иметь место следующие события:

- авиационные происшествия;

- предпосылки авиационных происшествий (инциденты);

- чрезвычайные происшествия;

- повреждения ВС на земле.

Авиационное происшествие (АП) – событие связанное с использованием ВС, имевшее место с момента, когда какое либо лицо из числа пассажиров или членов экипажа вступило на борт с целью полета, до момента, когда все находящиеся на борту лица покинули ВС, при котором:

- какой либо из указанных лиц погибло или получило телесное повреждение со смертельным исходом в течение 10 суток с момента АП в результате нахождения на ВС, или

- ВС разрушено или получило повреждения, повлекшие нарушение его прочности или ухудшение ЛТХ, или

- ВС с находящими на нем людьми пропало без вести или утрачено в результате посадки на местность, исключающую возможность экономическую целесообразность его эвакуации.

Авиационное происшествие в зависимости от степени повреждения ВС и тяжести последствий для экипажа и пассажиров принято классифицировать на катастрофы, аварии и поломки.

Катастрофа – АП, при котором какое-либо лицо в результате нахождения на борту ВС погибло или получило телесное повреждение со смертельным исходом; или ВС с находившимися на его борту людьми пропало без вести и официальные поиски его прекращены.

Катастрофа – гибель людей вследствии нарушения функционирования систем ВС без его разрушения или повреждения (н-р: разгерметизация ВС).

Авария – АП, при котором ВС разрушено или получило повреждения, исключающие техническую возможность или экономическую целесообразность его ремонта, или ВС совершило посадку на местность, исключающую техническую возможность или экономическую целесообразность его эвакуации.

Поломка – АП, приведшее к таким повреждениям ВС, при которых ремонт его возможен и экономически целесообразен, после чего ВС должно быть допущено к эксплуатации.

Предпосылка авиационного происшествия (инцидент) – событие, связанное с возникновением особой ситуации (аварийной или сложной), имевшее места с момента, когда какое-либо лицо из числа пассажиров или членов экипажа вступила на борт с целью полета, до момента, когда все находившиеся на борту лица покинули ВС, но которое не закончилась АП.

Чрезвычайное происшествие – событие, связанное с эксплуатацией ВС, при котором наступило одно из следующих последствий:

- гибель или телесное повреждение со смертельным исходом, полученное каким-либо лицом во время нахождения его на борту ВС в результате умышленных или неосторожных действий самого потерпевшего или других лиц;

- гибель членов экипажа или пассажиров в результате неблагоприятных воздействий внешней среды после вынужденной посадки ВС вне аэродрома;

- гибель или телесное повреждение со смертельным исходом любого лица, находившегося вне ВС, в результате непосредственного контакта с ВС, его элементами или струей газов двигателей;

- разрушение или повреждение ВС на земле, повлекшее нарушение прочности его конструкции или ухудшение ЛТХ в результате стихийного бедствия или нарушение технологии обслуживания, правил хранения и транспортировки.

- угон ВС, находящегося на земле или в полете, или его захват с целью угона;

- самовольный вылет экипажа, отдельных его членов или других должностных лиц ГА независимо от последствий.

Повреждение ВС на земле – событие, связанное с обслуживанием, хранением и транспортировкой ВС, при котором ему причинены повреждения, не нарушающие прочность его конструкции и не ухудшающие ЛТХ, устранение которых возможно в эксплуатационных условиях.

Повреждение ВС вследствие предпосылки АП - классифицируется как предпосылка (инцидент).

Контрольные вопросы:

1. Чем характеризуется особое ситуация?

2. Классификация особых ситуаций?

3. Что называется авиационным происшествием?

4. Классификация и основные признаки АП?

Ключевые слова и выражения: особая ситуация; сложная ситуация; авария; катастрофа; поломка; повреждение ВС на земле.

Литература:

[1,стр.5-7], [2,стр.6-10].

Лекция № 3

Тема: Структура авиационный транспортной системы. Биотехнической системы.

План лекции: 1. Структура авиационной трансопртной системы.

2. Биотехнической системы.

Структура авиационной трансопртной системы.

Авиационная транспортная система (рис.1) выполняет функции подготовки, обеспечения и выполнения полета. Она включает в себя следующие подсистемы:

- воздушное судно (ВС);

- экипаж (Э);

- службу управления воздушным движением (УВД);

- службы обеспечения полетов,

каждая из которых может рассматриваться как самостоятельная система.

Рис.1.Структура АТС

Системы “Э-ВС “ и “УВД “ взаимосвязаны функционально между собой в течение всего времени полета.

Элементы системы “Обеспечение полета” взаимодействуют с системой “Э-ВС” лишь на отдельных этапах подготовки и выполнения полета.

В процессе обеспечения БП на летную эксплуатацию воздействуют два независимых источника:

- управления летной деятельностью (УЛД);

- внесистемные факторы.

Система “УЛД” является регламентирующим для всех элементов АТС.

Исходя из стр-р АТС выделяют следующие виды УЛД:

- регламентирующее – управления высшего уровня (руководящие документы, наставления, приказы и т.д.);

- организационное – управление производственной деятельностью, осуществляемое на уровне предприятий;

- управление полетом, осуществляемое экипажем (прямое) и диспетчерским составом УВД (о посредственное).

Внешняя среда, являющаяся внесистемным фактором имеет переменные во времени и пространстве параметры состояния воздуха (температуру, влажность, ветер и т.д.), включает очаги с активной грозовой деятельностью и содержит неравномерно распределенные объекты (птицы, шары-зонды, ВС и др.)

Интенсивность и характер воздействия внешней среды на систему “Э-ВС” зависят от географических, климатических и погодных условий, высоты и скорости полета, а наличие посторонних объектов создает угрозу столкновения с ними.

Общие ограничения по всем характеристикам определяются ЕНЛГС как ожидаемые условия эксплуатации, включающие в себя область расчетных условий, определенных ЕНЛГС, эксплуатационных ограничений, а также рекомендуемых режимов полета, а также рекомендуемых режимов полета, установленных для данного типа ВС при его сертификации.

При этом ограничения в соответствии с ЕНЛГС бывают:

- предельные;

- эксплуатационные.

*Предельными считают такие ограничения режимов, выход за которые недопустим ни при каких обстоятельствах.

*Эксплуатационные ограничения – это условия, режимы и значения параметров, преднамеренный выход за пределы которых недопустим в процессе эксплуатации ВС.

*Рекомендуемые режимы полета – это режимы внутри области, определяемой эксплуатационными ограничениями. Они устанавливаются Руководством по летной эксплуатации (РЛЭ) ВС.

Биотехнические системы

В биотехнической или человеко-машинной системе осуществляется функциональная взаимосвязь человека-оператора и машины :

- “Э-ВС”

- “УВД”

- “Обеспечение полета”

1. Биотехническая система “Э-ВС”.

Функционирование биотехнической системы Э-ВС происходит в наиболее неблагоприятных условиях воздействующих, как на человека-оператора (пилота, штурмана, бортмеханика и т.д.), так и на технику (рис.2).

Полный экипаж: командир ВС, 2-пилот, бортинженер(бортмеханик), штурман, бортрадист.

На современных ВС: командир, 2-й пилот, бортинженер.

Рис.2.Биотехническая система “Э-ВС”

_______ -прямая функциональная связь; - - - - - обратная функциональная связь;

Х - сумматор(суммирование информации)

На современных ВС распределение функции между Э и автоматическими устройствами (АУ) осуществляется с учетом специфических особенностей человека и машины.

В области отбора информации человек-оператор превосходит АУ, имея широкие и гибкие связи с окружающей средой. Экипаж способен проводить анализ и прогнозировать состояние ВС и условия полета не только по конкретным сигналам, адресованным им, но и по косвенным признаком: запах в кабине, изменение звука работающего двигателя, изменение метеорологической обстановки и т.д.

Автоматические устройства принимают только конкретные, адресованные им сигналы. Вход их жестко ограничен заданными условиями(программой).

В области переработки информации человек-оператор также имеет ряд преимуществ перед АУми. Человек-оператор легко распознает разнородные образы, формирует случайные представления отдельных явлений, ориентируется в непредвиденных ситуациях прогнозирует их развития. Человек-оператор в состоянии использовать предшествующий опыт, извлекать из памяти ранее известные факты и методы решения отдельных задач.

Однако автоматические системы по точности и скорости переработки информации значительно превосходят возможности человека-оператора. АУ не подвержены действиям таких факторов, как: страх, утомление, иллюзии, чувство опасности, которые сказываются на работоспособности и функциональной надежности человека-оператора

Систематизированный научный подход к вопросу распределения и перераспределения функционального взаимодействия в биотехнических системах учитывает эти особенности при построении алгоритма работы системы.

АУ предпочтительнее использовать для выполнения следующих функций:

- решения стандартных задач (запоминание большого количества данных);

- принятия стандартных решений;

- выполнения операций, требующих большой скорости и малого времени запаздывания и др.

человек-оператор выполняет следующие функции:

- обобщает отдельные факторы, принимает решения на основе неполной информации;

- вырабатывает решения в непредвиденной ситуации, решает задачи при отсутствии типового решения;

- решает проблемные задачи.

2. Биотехническая система “УВД”.

В биотехнической системе “УВД” роль и места технических средств коренным образом отличается от системы “Э-ВС” (рис.3). Это связано с различиями в условиях функционирования систем.

Рис.3. Биотехническая система «УВД»

Диспетчер в процессе своей деятельности меньше подвержен воздействию экстремальных условий, чем экипаж в полете, но в то же время он сталкивается с большим числом проблемных ситуаций.

Если в системе “Э-ВС” АУ частично дублирует пилота-оператора по управлению ВС (автопилот, АС выполнения посадки и т.д.) то в системе “УВД”, техническим средствам отводиться роль элементов контроля и слежения за параметрами полета и передачи информации от наземных средств контроля на борт ВС.

Системы “Э-ВС” и “УВД” в процессе своего функционирования очень тесно связаны. Это позволяет в более общих случаях объединять их в одну сложную БСУ “Э-ВС-УВД”.

. Функциональные связи в такой ССе действуют только в процессе непосредственного выполнения полета.

3. Биотехническая система “Обеспечение полетов “ – объемная, с достаточно сложной внутренней структурой система. Она решает различные вопросы, связанные с подготовкой и наземным обеспечением полетов.

Схематична система “Обеспечение полетов” состоит из комплекса подразделений, осуществляющих виды обеспечения:

- штурманское;

- аэронавигационное;

- метеорологическое;

- инженерно-авиационное;

- аэродромное;

- радиосветотехническое;

- медицинское;

- организации перевозок;

- режима и охраны ВС;

- орнитологическое.

Особенность функционального взаимодействия данной системы в общей АТС состоит в том, что она не имеет обратной связи с системой “Э-ВС” непосредственно в процессе выполнения полета. Однако от четкости ее функционирования на предварительных этапах подготовки полета зависит его исход, т.е. качество работы системы “Э-ВС”.

4. Система “Управления летной деятельностью” не входит в общую структура АТС, но представляет собой сложную систему, имеющую иерархическую структуру. Элементы системы в общей схеме АТС не имеют непосредственных функциональных связей с биотехнической системой “Э-ВС” непосредственно в процессе полета. Однако их функциональная задача – обеспечить планомерную безопасную работу ГА и ее перспективное развитие – самым непосредственном образом связана с безопасным функционированием системы “Э-ВС” и всей АТС в целом. В отдельных случаях можно считать, что система “УЛД” имеет прямую связь с системой “Э-ВС”, опосредованную через соответствующие пункты УВД.

Система “УЛД” в рамках общей АТС представлена отраслевыми управлениями . Эти управления разрабатывают организационную и методическую работу в авиаподразделениях.

В частном случае при рассмотрении структуры АТС применительно к авиаподразделению, эти органы представлены структурными подразделениями низшего порядка. Это: летно-штурманские отделы Управления ГА (ЛШО ГА), летно-методические отделы (ЛМО), отделы инспекции Управления ГА и др.

5. Внесистемный фактор “Внешнее среда” является комплексом факторов, определяющих состояние и воздействие внешней среды на параметры полета ВС.

Интенсивность воздействия последней на систему “Э-ВС” зависит от географических, погодных и климатических условий района полета, высоты и скорости полета ВС, наличия путей миграции и скопления птиц и т.д.

Различают:

- регламентированные;

- случайные параметры состояния внешней среды.

Регламентированные параметры включают в себя давление, температуру, плотность, влажность.

Под случайными параметрами понимают активные воздействия внешней среды на ВС, которые включают в себя: значения горизонтальных и вертикальных порывов воздуха; параметры струйных течений и атмосферных фронтов; активность электрических воздействий; параметры обледенения; наличие града; массу птиц.

С учетом регламентированных параметров состояния внешней среды строится основной алгоритм функционирования системы “Э-ВС”. Но воздушная среда подвержена скоротечным и трудно прогнозируемым, а порой неожиданным изменением параметров своего состояния. При этом системы “Э-ВС” подвергается воздействию случайных состояний воздушной среды. Внезапное попадание ВС в условия сдвига ветра на взлете или посадке, попадание в спутный след, поражение электрическими разрядами или столкновение с птицами в отдельных случаях могут значительно нарушать четкое функционирование биотехнической системы “Э-ВС” и повлиять на безопасность полетов.