Безопасности полетов

В Нормах летной годности, как правило, содержатся только те требования и рекомендации, которые влияют на безопасность полета, выполнение которых является обязательным на всех этапах разработки и эксплуатации ВС.

При разработке общих требований к летной годности использован вероятностный подход к оценке уровня безопасности полетов, при котором регламентирована вероятность возникновения особых ситуаций при отказах функциональных систем ВС.

Существо этих требований сводится к тому, что более опасные ситуации должны быть отнесены к событиям менее вероятным, чем менее опасные ситуации.

Например, катастрофическая ситуация, вызванная отказом функциональных систем ВС, не должна быть отнесена к событиям более частым, чем практически невероятным.

Так как уровень безопасности полета существенно зависит от работоспособности функциональных систем ВС и от степени его защищенности на случай отказов этих систем, требованиями обусловлено, что если отказ функциональной системы приводит к возникновению опасных ситуаций, то экипажу должна быть обеспечена возможность своевременного обнаружения отказа, ликвидации его последствий и завершения полета с отказавшей системой.

При нормировании требований к летным характеристикам соблюден принцип, заключающийся в том, что при отказах авиатехники, которые могут встретиться в эксплуатации, ВС должно благополучно завершить полет.

Поэтому в требованиях занормированы запасы энерговооруженности, устойчивости и управляемости ВС при отказах двигателей на всех этапах полета: на взлете, при полете по маршруту, при заходе на посадку, уходе на второй круг и на посадке.

В нормах летной годности даются рекомендации по определению расчетных масс ВС, диапазонов скоростей полета, значений маневренных перегрузок и перегрузок в неспокойном воздухе, которые используются при расчете эксплуатационных и расчетных нагрузок, действующих на элементы конструкции планера ВС.

Прочность планера ВС и его деталей проверяется при проведении статических испытаний, в программу которых включаются нормируемые случаи нагружения, являющиеся расчетными для основных частей планера ВС, а также испытания всех частей и элементов конструкции планера ВС, для которых расчет на прочность не дает надежного решения.

Прочность тех панелей и элементов конструкции планера ВС, для которых расчет показывает существенное влияние повышенных температур (деталей, подверженных воздействию струи двигателя), проверяется статическими испытаниями, как с нагревом, так и без нагрева. После снятия нагрузки в силовых элементах конструкции не должно быть видимых остаточных деформаций.

При испытании опытных и первых серийных ВС производится подробный анализ всех разрушений, имевших место в процессе испытаний, и принимаются решения по необходимым доработкам конструкции по обеспечению необходимых запасов прочности.

Конструкция планера ВС должна в течение определенного времени эксплуатации (установленного ресурса) выдерживать без разрушений, угрожающих безопасности полета, воздействие повторяющихся в эксплуатации нагрузок. Удовлетворение этому требованию должно подтверждаться совместным рассмотрением результатов теоретического анализа, результатов лабораторных испытаний на выносливость и данных опыта эксплуатации ВС.

При эксплуатации производится анализ условий нагружения ВС и состояния элементов конструкции (наличие разрушений и повреждений) при увеличении налета парка ВС с целью уточнения программ лабораторных и стендовых испытаний на выносливость.

Испытаниям на выносливость подвергаются крыло, в том числе элероны, закрылки и другие элементы механизации крыла, горизонтальное и вертикальное оперение, фюзеляж с герметической кабиной, шасси, система управления, двигательная установка, элементы остекления герметической кабины. Программа испытаний на выносливость каждой части ВС включает все те режимы нагружений, имеющих место в нормальной эксплуатации, для которых сочетание величины повторяющихся нагрузок и числа циклов нагружений может повлиять на ресурс ВС.

Если во время испытаний на выносливость разрушается какой-либо конструктивный элемент, то производится его ремонт или замена с выполнением соответствующих доработок на уже построенных ВС, а испытания продолжаются с целью выявления других опасных мест конструкции и проверки эффективности ремонта.

Должен быть определен перечень критических мест конструкции, рассмотрение совокупности которых обеспечивает полноту анализа конструкции в целом. Перечень критических мест разрабатывается (прогнозируется) на этапе проектирования конструкции и уточняется по результатам лабораторных испытаний и опыта эксплуатации.

Для уточнения перечня критических мест проводится анализ результатов детального контроля состояния конструкции (в том числе с использованием инструментальных методов) с разборкой (расклепкой) неразъемных соединений. Такому контролю обязательно подвергаются конструкции по завершении натурных лабораторных испытаний на сопротивление усталости и остаточную прочность, а также при возможности (и в случае необходимости) отдельные ВС парка (или их части) с большой наработкой (сроком службы).

Для всех критических мест конструкции, в особенности для особо ответственных конструктивных элементов, в соответствии с последующими требованиями и рекомендациями должны устанавливаться условия, обеспечивающие безопасную отработку назначенных ресурсов (сроков службы).

При проектировании ВС должна быть обеспечена эксплуатационная живучесть конструкции. Исключение могут составлять те части (элементы, детали) конструкции, где требования эксплуатационной живучести практически невыполнимы.

Должны быть обеспечены условия осмотра и определены средства контроля (в том числе инструментального) силовых элементов конструкции в процессе эксплуатации, особенно в зонах вероятного возникновения усталостных, коррозионных и случайных эксплуатационных повреждений. Должен быть обеспечен, возможно, более медленный рост вероятных повреждений с тем, чтобы требуемая периодичность осмотра (инструментального контроля), позволяющая надежно обнаружить повреждение до достижения конструкцией предельного состояния, была приемлемой.

Для критичных по условиям коррозионной прочности мест конструкции, устанавливаемых на основе имеющегося опыта, при проектировании должна быть предусмотрена эффективная антикоррозионная защита. Одновременно должно быть обращено внимание на выбор соответствующего конструкционного материала, учтена его чувствительность к коррозии под напряжением и к другим видам коррозии, а также рассмотрена степень агрессивности окружающей среды.

Особое внимание должно быть обращено на поверхности стыкующихся элементов, допускающих взаимное перемещение в процессе нагружения, а также на те элементы конструкции, в которых возможно возникновение коррозии под напряжением, где необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие отсутствие значительных внутренних остаточных напряжений (монтажных, сварочных, технологических и др.).

Силовая установка включает в себя двигатели, воздушные винты, топливную и масляную системы, системы управления и контроля работы двигателей и агрегатов силовой установки, воздухозаборники, пожарную защиту.

По требованию летной годности двигатели и их системы в силовой установке ВС должны располагаться и быть изолированными друг от друга таким образом, чтобы каждый двигатель с соответствующими системами мог управляться и работать независимо от других двигателей.

Системы силовой установки должны обеспечивать работу всех двигателей при всех ожидаемых условиях эксплуатации в пределах ограничений, указанных в руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ). Для контроля за работой силовой установки на ВС должны быть установлены приборы и сигнализаторы как текущих значений параметров двигателя и систем силовых установок, так и параметров, необходимых для раннего обнаружения неисправностей в двигателе, которые могут явиться причиной возникновения опасных ситуаций.

Элементы силовой установки ВС должны быть выполнены и смонтированы так, чтобы был обеспечен доступ к ним для проведения необходимых осмотров и технического обслуживания по возможности без необходимости разъединения частей конструкции или снятия агрегатов. Двигатель должен быть спроектирован так, чтобы возможное при эксплуатации попадание в него посторонних предметов, регламентированных в требованиях норм, не вызвало возникновения опасных (сложных) ситуаций.

Статические и динамические напряжения, деформации и нагрузки в деталях и узлах двигателя, а также вибрации в местах его подвески к ВС и крепления агрегатов не должны превышать значений установленных с учетом опыта эксплуатации и результатов специальных испытаний.

Обрыв рабочей лопатки компрессора или турбины, а также вторичные явления, возникающие в результате ее обрыва (разрушение других лопаток, увеличение дисбаланса ротора, местное повышение температуры и т. д.), не должны вызывать сложных (опасных) ситуаций в течение промежутка времени, необходимого для остановки двигателя.

Качество изготовления элементов ротора, не удерживаемых при разрушении корпуса двигателя, должно подвергаться усиленному контролю на всех этапах производства.

Учитывая важность надежной работы двигателя для обеспечения безопасности полета ВС, в нормы включен большой по объему, количеству и качеству проверок раздел требований к стендовым испытаниям опытных, серийных и ремонтных двигателей, а также к объему проверок опытных двигателей на ВС в летных испытаниях.

В нормах летной годности сформулированы требования к функциональным системам ВС, определяющие состав минимально необходимого оборудования, устанавливаемого на ВС для обеспечения безопасности полетов. Даны также основные требования, регламентирующие условия функционирования и надежности работы как отдельных систем, так и наиболее важных их элементов.

Особое место отведено требованиям к компоновке кабины экипажа с целью унификации размещения органов управления и приборов для обеспечения эффективного использования экипажем в ожидаемых условиях эксплуатации ВС.

Смысл требований к функциональным системам сводится к тому, что системы должны быть достаточно надежными в ожидаемых условиях эксплуатации ВС, удобными для использования их при эксплуатации и отказбезопасными когда при появлении возможных в эксплуатации отказов функциональных систем обеспечивается безопасное завершение полета.

(Отказобезопасность — свойство технической системы при отказе некоторых частей переходить в режим работы, не представляющий опасности для людей, окружающей среды или материальных ценностей)

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ОБЕСПЕЧЕНИИ