Владимир Живетин - Методы и средства обеспечения безопасности полета

P 3= P ( A 3)= P ( x ≥ x в доп ; y ≥ ( x o доп ) в ).

Вероятность Р 1представляет собой численную величину того, что расчетный параметр фактически выполненного объекта будет превышать его допустимое значение, что неприемлемо либо по экономическим признакам, либо из условий безопасности эксплуатации объекта.

Вероятность Р 2представляет собой число, характеризующее следующее событие: объект забракован из-за невозможности удовлетворить ограничениям на параметр х , хотя эти ограничения для реального объекта выполняются.

Вероятность Р 3представляет собой событие, связанное с невозможностью удовлетворения ограничений, накладываемых на параметр х , т. е. разрабатываемый проект не может быть реализован, а средства, затраченные на проведение научно-исследовательских работ, есть убытки, которые представляют риск инвестора.

Вероятность Р 1назовем вероятностью принятия убыточного проекта , вероятность Р 2 – отклонением прибыльного проекта , вероятность Р 3 – отклонением убыточного проекта. В совокупности Р 1, Р 2и Р 3являются показателями научно-исследовательского риска, т. е. Р нр =( Р 1, Р 2, Р 3).

Развитие методов проектирования с учетом требований экономичности и безопасности полетов получило развитие только в последнее время и еще не достигло должного уровня. В результате иногда наблюдается либо перерезервирование в некоторых системах, т. е. утяжеление и удорожание самолета, либо, наоборот, вводятся конструкционные несовершенства, которые снижают эксплутационные качества самолета. И те, и другие недостатки приходится устранять в процессе испытаний и доводки самолета, что существенно увеличивает цикл его создания и стоимость разработки, т. е. ведет к большим потерям и соответственно увеличивает технический риск.

Управление техническим риском, как правило, осуществляется с целью минимизации его численной величины. Процесс минимизации осуществляется различными способами и в различной степени на всех стадиях жизненного цикла летательного аппарата. Существенно здесь то, что величина потерь характеризуется сочетанием этапа полета, типа или вида внутренних и внешних возмущающих факторов, характерных для ожидаемых условий эксплуатации. Под характерными ожидаемыми условиями эксплуатации подразумевается состояние внешней среды (барометрическое давление, температура наружного воздуха, направление и скорость ветра т. п.) и эксплуатационные факторы (возможные конфигурации самолета, масса и центровка самолета, режим работы двигателя и т. п.). При этом суммарный риск также обусловлен внутренними возмущающими факторами, источниками которых являются пилот, функциональные системы обеспечения полета, их отказы и погрешности [4].

На рис. 1.27 представлено разделение суммарного технического риска Р ( z ) на две категории: Р ( А ) – потери, обусловленные появлением опасных режимов пилотирования и связанным с ними выходом из строя (полного или частичного) двигателя самолета, его бортовых систем; Р ( В ) – экономические потери, обусловленные, например, перерасходом топлива. Каждая из составляющих Р ( z )= P ( A )+ P ( B ) разбивается на P ( A )= Р 1 i и P ( B )= P 2 i , согласно количеству этапов полета [том I].

Наиболее опасным этапом является посадка. Этот этап мы рассмотрим в плане управления техническим риском. Одним из главных моментов планирования и координации работ по летной годности самолета является выбор тех показателей, которые будут являться критериями обеспечения требуемого качества, свойств и условий летной годности на рассматриваемом этапе проектирования.

Рис. 1.27

При эскизном проектировании в этом процессе можно выделить четыре основных этапа.

1. Распределение заданных (допустимых, расчетных) показателей между функциональными системами и комплексами проектируемого самолета.

2. Распределение показателей между подразделениями-разработчиками функциональных систем с целью более оперативного управления показателями внутри подразделения, ответственного за проектирование нескольких систем.

3. Выполнение экспресс-анализа показателей риска.

4. Определение допустимых вероятностей, в том числе функциональных отказов.

Рассмотрим этап посадки. Отметим что, как правило, на этом этапе потерями топлива пренебрегают. При анализе риска в процессе посадки выявляются возможности реализации опасных условий полета. Этот фактор риска при посадке учитывает возможность приземления за пределы взлетно-посадочной полосы, наличие избыточной вертикальной, боковой или продольной составляющих скорости полета и ситуацию, требующую уход на второй круг после срыва захода на посадку. В нижеследующей таблице приведены значения вероятностей выхода параметров движения за критические значения для самолета ТУ-154М с АБСУ-154-3 (здесь ВПП – взлетно-посадочная полоса).

В колонке «в среднем» даны вероятности событий в предположении, что все случайные параметры замкнутого контура управления изменяются в соответствии со своими законами распределения. В колонке «в предельном случае» даны вероятности событий, когда один из случайных параметров находится на своем предельно допустимом значении, а все остальные изменяются в соответствии со своими законами распределения.

На рис. 1.28 приводится детализация составляющих суммарной вероятности катастрофы, обусловленной наличием систем (посадка в автоматическом режиме) при посадке. При этом роль отказов бортового оборудования (внутренние возмущающие факторы) чрезвычайно велика и сравнима со всеми остальными возмущающими факторами, вызывающими реализацию опасных траекторий движения с выходом в критическую область.

Рис. 1.28

На рис. 1.29 представлены составляющие суммарного риска при заходе на посадку самолета по категории II. На этом этапе полета отказы систем играют важную роль, и потому их выделяют отдельной величиной, которая при проектировании должна быть заданной для всех подсистем обеспечения захода и выполнения посадки.