Этот факт был установлен экспериментально в ходе опытов, проводившихся в аэрозольной аэродинамической трубе, и подтвержден измерениями в реальных условиях полета, где исследуемыми объектами являлись пробные тела из металла и диэлектриков, имеющие сферическую форму. На пробные тела наносились покрытия из различных применяемых в самолетостроении эмалей и красок, а также ряд специально изготовленных материалов, обладающих различной поверхностной проводимостью. Результаты этих измерений приведены в табл. 4.6.

Из таблицы видно, что заряжение практически полностью определяется свойствами покрытия поверхности, а не расположенного под этим покрытием материала. Электрическое сопротивление наружного покрытия не ограничивает скорости обмена зарядами. С увеличением электрического сопротивления материала поверхности тела отмечалось даже увеличение его заряжения.

Заряжение пробного тела из диэлектрика (текстолит) оказалось самым большим из всех испытанных образцов. Нанесение на это же пробное тело покрытия с достаточно высокой проводимостью привело к резкому уменьшению его заряжения. Диэлектрические элементы конструкции ВС также подвержены интенсивной электризации при полетах в облаках различных видов.

Факторы опасности при грозовой деятельности

Помехи в работе радиоэлектронного оборудования. Общая мощность, питающая источник излучаемых помех, при полетах в грозах может достигать порядка нескольких киловатт. Если предположить, что мощность источника энергии помех линейно спадает с ростом частоты, то его энергия на частоте 1 МГц будет превышать энергию сигнала в 104 раз, на частоте 10 МГц – в 103 раза, а на частоте 50 МГц – в 500 раз.

При полетах в грозовых облаках в результате действия этих помех полностью прекращается радиосвязь не только на длинных, средних и коротких волнах, но даже и на УКВ, перестают нормально работать радиокомпасы и т. п. Антенны могут заряжаться до потенциалов, опасных для экипажа.

Электрические сигналы и радиоволны, излучаемые разрядами молний и создающие сильные помехи в работе радиоэлектронной аппаратуры, называют атмосфериками. Вблизи поверхности земного шара происходит около 100 разрядов молний в 1 с, поэтому атмосферики можно регистрировать практически непрерывно. При радиоприеме на слух атмосферики воспринимаются как шорохи или характерные свисты, создающие атмосферные помехи радиоприему. Разряд молнии имеет две стадии: предразряд и основной разряд, различающиеся силой тока и спектром излучаемых радиоволн.

Основной разряд излучает сверхдлинные волны, а предразряд – длинные, средние и даже короткие волны. Максимум энергии атмосферика лежит в области частот порядка 4–8 кГц. Если атмосферики создаются местными грозами, то их спектр определяется только спектром излучения грозового разряда. Если же источником атмосфериков является удаленная гроза, то спектр определяется также и условиями распространения радиоволн от очага грозы до радиоприемного устройства.

Повреждения конструкции ВС. Практика полетов показывает, что каждый год 50–60 ВС поражаются электрическими разрядами в облаках слоистых форм Ns-As и осадках. Эти поражения воздушных судов отмечаются во все времена года и суток чаще всего после взлета и входа ВС в слоисто-дождевые облака или, наоборот, при снижении в этих облаках и заходе на посадку.

Поражения ВС электрическими разрядами отмечаются на высотах от 200 до 6000 м, но чаще всего на высотах от 500 до 4000 м при температуре в зоне поражения от 0 до –15 ºС.

Электрические разряды в облаках Ns-As и осадках напоминают вспышку при электросварке и сопровождаются обычно негромким хлопком, однако такие разряды наносят ВС существенные повреждения и нарушают безопасность полетов. Физические воздействия электрических разрядов молнии на ВС проявляются в виде ударной волны, избыточного давления, эффектов магнитного поля, плавления, прожигания отверстий и точек перегрева.

Как показал анализ большого числа случаев, поражения ВС электрическими разрядами в слоисто-дождевой облачности и осадках становятся причиной следующих повреждений конструкции ВС:

• повреждение антенно-фидерных устройств и выход из строя связного оборудования;

• повреждение радиолокатора;

• прожигание отверстия размером 1–20 см и более в корпусе ВС (обычно в передней, лобовой части), ведущее к разгерметизации кабины и пассажирских салонов);

• перегорание и выход из строя аэронавигационных и пилотажных приборов, а также повреждение других систем и агрегатов ВС.

Поражение молнией может привести к таким аварийным ситуациям, как:

• повреждение и (или) пожар двигателей;

• разгерметизация салонов ВС;

• отказ системы автоматического управления ВС;

• отказ навигационного оборудования.

Таким образом, современные широкофюзеляжные ВС типа А-320, в конструкции которых композитные материалы составляют до 20 %, очень чувствительны к воздействию электрических разрядов и поэтому должны иметь надежную антистатическую и противомолниевую защиту.

4.5. Орнитологическая опасность для полетов воздушных судов Вероятность столкновения воздушных судов с птицами

На заре развития авиации птицы не могли составить серьезную конкуренцию летательным аппаратам. Самолеты тех времен, столкнувшись с птицей в воздухе, получали незначительные вмятины, а иногда и вовсе обходились без повреждений.

На современное ВС, летящее со скоростью, равной около 700 км/ч, встречная птица воздействует втрое сильнее, чем снаряд пятидесятимиллиметровой пушки. Сила удара от такого столкновения превышает 20 т.

Птица размером с утку пробивает сверхпрочное ветровое стекло кабины ВС толщиной в 3 см. По международным авиационным стандартам стекло фонаря кабины ВС, силовая установка, фюзеляж и крылья должны выдерживать удар птицы весом до 1,8 кг. Однако при столкновении со стаей птиц или же гусями-шептунами весом до 5 кг воздушному судну будут нанесены серьезные повреждения воздухозаборников двигателя, лопаток турбин, обшивки фюзеляжа, крыла и даже может произойти разрушение двигателя.

По данным многолетнего анализа можно выявить определенные закономерности, характеризующие угрозу, исходящую от птиц. Так, более 70 % всех столкновений происходит днем, а наиболее опасными являются высоты до 100 м (52–80 % всех столкновений). При этом 47–57 % столкновений имеет место на этапах снижения и посадки, а 30–47 % столкновений происходит на этапах взлета и набора высоты.

На большей части территории нашей страны наивысшую опасность для полетов птицы создают летом: в это время увеличивается численность популяций всех видов вследствие размножения, а в воздухе появляется большое количество слетков, имеющих малый индивидуальный жизненный опыт. Годовой пик уровня столкновений приходится на август (до 19 % от общего количества), менее опасен из летних месяцев июнь (до 12 %). Послегнездовые кочевки и миграции птиц к местам зимовок, начинающиеся в августе, продолжаются и в первой половине осени. Вероятность столкновений в этот период также высока: в сентябре происходит до 13 % столкновений года. Аналогичный по величине показатель, но обусловленный уже весенней миграцией, имеет май.

Лидирующее положение по частоте столкновений занимают представители семейства чайковых (35 % от общего объема). Далее следует группа разнообразных мелких воробьиных птиц и стрижей (17 %). Голуби принимают участие в 16 % столкновений с воздушными судами, на долю дневных хищных птиц и водоплавающих приходится по 10 %, врановых – 7 %.

Разные части воздушного судна несут различную нагрузку соударений. Птицы попадают в двигатели в более 40 % случаев, в части крыла – примерно в 25 %, в обтекатель радиолокатора – в 8 %, в фары и остекление – в 6 и 4 % случаев соответственно. Уровень повреждений при этом среди регистрируемых столкновений доходит до 70 % от общего количества попаданий.

По данным группы авиационной орнитологии ГосНИИ гражданской авиации, самое большое количество столкновений ВС с птицами пришлось на 1987 год, когда было зарегистрировано 393 случая столкновений.

Сведения о столкновениях с птицами отдельно для России начинают анализироваться с 1988 года, с которым совпадает и максимальная отметка – 198 случаев, далее наблюдается положительная динамика. Например, за первую половину августа 2007 года в России произошло шесть столкновений воздушных судов с птицами. Требование о регистрации столкновений воздушных судов с птицами содержится в п. 4.8.3 «Руководства по орнитологическому обеспечению безопасности полетов» (РООП ГА-89), но несмотря это, значительная их часть не регистрируется.

Средства и методы предотвращения столкновения воздушных судов с птицами

По данным IATA, ежегодный ущерб, наносимый птицами в результате столкновений с воздушными судами, достигает 1 млрд. долларов. Проблемой столкновений ВС с птицами, разработкой биологических и технических методов, предупреждающих столкновения, с 1965 года занимается специальная область науки – авиационная орнитология.

Проблема отпугивания птиц особенно актуальна для крупных аэропортов, поскольку они находятся вблизи больших городов, зачастую в непосредственной близости от свалок, где много корма.

В районе аэродромов для рассеивания и отпугивания птиц используют приборы, управляющие их поведением – экологические средства управления поведением (ЭСУП), эффективно отпугивающие грачей, чаек, скворцов и другие виды пернатых.

Для разных аэропортов России разработаны наиболее орнитоопасные периоды года. В «Домодедово» это апрель – октябрь, в «Шереметьево» – июнь, июль и октябрь. Для «Шереметьево» основную опасность представляют чайки, которые гнездятся рядом на озере, утки, галки, скворцы и чибисы. Аэропорт «Домодедово», по данным ГосНИИ ГА, расположен на одной из птичьих трасс, где весной и осенью происходит массовый перелет пернатых. В сентябре 2006 года орнитологи аэропорта «Шереметьево» установили новое биоакустическое оборудование, которое действует на основе записи и воспроизведения в акустическом диапазоне тревожных криков птиц и предотвращает скопление на аэродромном поле птиц семейства вороновых. Сигнал тревоги отпугивает пернатых в радиусе, равном 220 м. Использование таких устройств снижает вероятность попадания птиц в двигатель ВС почти в два раза. Между тем, птицы семейства вороновых являются одними из самых умных среди пернатых. Они быстро понимают, что от акустических пугал мало вреда, и через несколько дней могут прогуливаться перед динамиками.

Во избежание привыкания программа прибора предусматривает несколько режимов записи и периодичность включения. Чтобы подкрепить эффективность действия приборов, корпорация Intercept Technology предложила использовать вкупе с шумогенераторами механических роботов Robofalcon, которые внешне практически не отличаются от хищных птиц. Однако птицы быстро учатся отличать настоящих хищников от роботов.

Одним из высокоэффективных биоакустических приборов является прибор канадского производства «Феникс», издающий два вида звуков: электронные звуки, не переносимые птицами, и природные тревожные звуки (крики бедствия на птичьем языке). Отпугивающий эффект составляет примерно 1 км от района взлета и посадок ВС.

Для отпугивания птиц используются лазерные устройства, лучи которых позволяют отпугивать птичьи стаи на расстоянии до 4 км. Лазерные устройства компактны и безопасны для человека.

Многие орнитологические службы аэропортов стараются привлекать на работу специалистов с обученными для охоты хищными птицами. На данный момент охота с помощью ловчих птиц является самым действенным способом борьбы со скоплениями птичьих стай. Более двадцати аэропортов мира в США, Канаде, Европе и Тайване применяют их для обеспечения безопасности полетов ВС.

Последние разработки ученых и инженеров позволяют размещать на борту локаторы, своевременно обнаруживающие приближающиеся скопления птиц.

4.6. Деятельность наземных служб

Факторы влияния наземных служб определяются человеческим фактором, который проявляется при обслуживании ВС авиаспециалистами АТБ, метеослужбы, службы перевозок, аэродромной службы, службы ГСМ и др.

Человеческий фактор проявляется в виде ошибок и нарушений, а также в виде правильных и своевременных действий наземных авиаспециалистов, своевременно обнаруживающих и устраняющих отказы или неисправности ВС, недостатки в технологии подготовки ВС к вылету и тем самым повышающих УБП.

Непосредственный и длительный контакт с системой «экипаж – воздушное судно» имеет служба управления воздушным движением. К факторам влияния этой службы относятся возможные ошибки и нарушения диспетчеров УВД, а также правильные, своевременные действия диспетчера, предупреждающие ошибки и нарушения экипажей ВС. Экипаж в полете не должен быть пассивным исполнителем указаний диспетчера. Только при постоянном анализе воздушной обстановки экипаж сможет предотвратить возможную ошибку или нарушение диспетчера и, соответственно, предотвратить возникновение особой ситуации.

Технологический фактор влияния проявляется в виде информационной неопределенности, неоднозначности понятий, определений, ошибок и опечаток в различных инструкциях, наставлениях, указаниях, руководствах и т. д.

Под транспортным фактором понимается группа факторов влияния, возникающих в зависимости от характера и состояния перевозимого груза.

Транспортный фактор, как правило, зарождается в результате нарушений наземных служб и членов экипажей ВС.

Наиболее часто встречаются следующие проявления транспортного фактора:

• нападение на экипаж в полете;

• травмы, резкие заболевания пассажиров;

• пожары в грузовых отсеках;

• перемещения груза в багажнике или грузовой кабине ВС;

• химическое воздействие на конструкцию ВС опасных грузов.

Последние три фактора влияния возникают, как правило, при нарушении правил перевозки опасных грузов, тяжеловесных и крупногабаритных грузов со стороны службы перевозок или бортпроводников.

Тема 5. Характеристики полетных ситуаций в системе «э-вс»

5.1. Классификация полетных ситуаций

5.2. Неблагоприятные события

5.1. Классификация полетных ситуаций

В настоящее время существуют несколько вариантов классификации полетных ситуаций, что затрудняет не только проведение анализа, но и идентификацию ошибок и нарушений. Рассмотрим классификацию полетных ситуаций, изложенную в основных нормативных документах (рис. 5.1).

«Нормами летной годности самолетов транспортной категории» (НЛГС ТК) полетные ситуации подразделяются на особые ситуации различной сложности: усложнение условий полета, сложные ситуации, аварийные ситуации, катастрофические ситуации. В Федеральных авиационных правилах «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации России» (ФАП ПиВП) и «Наставлении по производству полетов» (НПП ГА-85) полетные ситуации делятся на две группы: особые случаи и особые условия.

Различные полетные ситуации как случайные события в деятельности гражданской авиации по вероятности их возникновения делятся на следующие категории:

• Вероятные события – события, которые могут произойти один или несколько раз в течение срока службы каждого ВС данного типа и вероятность возникновения которых составляет более 10^-5. Вероятные события подразделяются на частые и умеренно вероятные. Вероятность возникновения вероятных частых событий составляет 10^-3, умеренно вероятных –10^-3 –10^-5.

• Невероятные (редкие) события – события, вероятность возникновения которых составляет 10^-5–10^-9. Редкие события подразделяются на маловероятные и крайне маловероятные.

• Маловероятные события – события, которые вряд ли произойдут на каждом ВС в течение его срока службы, но могут произойти несколько раз, если рассматривать большое количество ВС данного типа. Вероятность возникновения маловероятных событий составляет 10^-5 –10^-7.

• Крайне маловероятные события – события, которые вряд ли возникнут за весь срок эксплуатации всех ВС данного типа, но тем не менее их нужно рассматривать как возможные. Вероятность возникновения крайне маловероятных событий составляет 10^-7–10^-9.

• Практически невероятные события – события, настолько невероятные, что нет необходимости считать возможным их возникновение. Вероятность возникновения практически невероятных событий составляет менее 10^-9.