Материал: 4 - УМК ЛЭВС

Данный способ определения интенсивности применяется также для анализа оперативной загруженности членов экипажа при деятельности в особых ситуациях, не предусмотренных инструкцией (технологией работы).

Интенсивность пилотирования

Поскольку пилотирование ВС является частично вероятностным процессом, то он не может быть описан формализовано. Поэтому расчет интенсивности по методике формализованных алгоритмов для расчета интенсивности пилотирования не применим. Расчет интенсивности действий членов экипажа по пилотированию ВС производится по специальному графику (рис. 3.3).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Рис. 3.3. Интенсивность пилотирования

Для того, чтобы определить интенсивность пилотирования, необходимо рассчитать или задать значение параметра J.

Комплексный параметр J учитывает уровень техники пилотирования и скорость изменения регулируемого параметра и рассчитывается по формуле

(3.6)

Где – величина отклонения от заданного значения регулируемого параметра допускаемого пилотом, град;

– скорость возмущения (изменения) регулируемого параметра, град/с;

Величина характеризует уровень техники пилотирования, т. е. летные навыки пилота в выдерживании заданных значений параметров полета. Скорость изменения (возмущения) выдерживаемого параметра полета определяет условия, т. е. активность влияния внешних факторов, отказов ФС ВС, ошибок и нарушений авиаспециалистов.

Интенсивность действий по пилотированию ВС зависит от различных факторов. Основными из них являются летные навыки пилота (уровень техники пилотирования), активность воздействия внутрисистемных и внесистемных ФВ (турбулентности, видимости, ветра, грозы, интенсивности воздушного движения, отказов бортовых ФС, ошибок экипажа, ошибок диспетчеров УВД и т. д.). Воздействие факторов влияния на параметры работы системы «экипаж – воздушное судно» приводит к появлению и нарастанию отклонений по одному или совокупности параметров полета. Процесс появления и нарастания отклонений под воздействием факторов влияния называют возмущением параметров работы системы «экипаж – воздушное судно».

Очевидно, что чем больше величина и скорость возмущения того или иного параметра, тем чаще пилот вынужден выполнять корректирующие действия. Кроме того, частота корректирующих действий зависит от летных навыков пилота.

Расчет интенсивности пилотирования производится отдельно для бокового и продольного каналов пилотирования. Общая интенсивность пилотирования будет равна сумме интенсивностей пилотирования по каналам пилотирования:

Iпп = Iпрод + Iбок, (3.7)

где Iпрод – интенсивность пилотирования в продольном канале, ОЕ/с;

Iбок – интенсивность пилотирования в боковом канале, ОЕ/с.

Для расчета интенсивности пилотирования в продольном или боковом канале выбираются параметры с наибольшей частотой регулирования.

Допустим, что в боковом канале пилот выдерживает курс с точностью, равной ± 3º,

т. е. = ± 3º. Под влиянием внешних возмущений выдерживаемый курс «уходит» со скоростью = ± 0,3º/с. Подставив эти значения в формулу (3.6), получим J = 5,7. Откладываем на оси J полученное значение и считываем по шкале оси Iпп значение интенсивности пилотирования в боковом канале Iбок = 1,5 ОЕ/с. Низкое значение интенсивности в данном случае определяется малым уходом курса под влиянием внешних возмущений, а также невысокой точностью выдерживания курса пилотом, т. е. его уровнем техники пилотирования.

С помощью этого же графика может решаться и обратная задача – определение по заданной интенсивности, соответствующей эксплуатационным или предельным ограничениям, предельно допустимых значений внешних возмущений в полете для пилота с заданным уровнем техники пилотирования.

3.4. Временные характеристики деятельности

Временные характеристики необходимы для расчета интенсивности формализованной деятельности и анализа оперативной загруженности экипажа.

Для выяснения физической сущности временных характеристик рассмотрим схему развития аварийной ситуации в процессе увеличения отклонения от заданного значения i-го регулируемого параметра (рис. 3.4).

Располагаемым временем называется время, имеющееся у экипажа для устранения изменения (возмущения) регулируемого параметра. Располагаемое время определяется временем от момента обнаружения экипажем отклонения параметра полета и до момента, когда это отклонение достигнет предельных ограничений.

Например, в случае полета однодвигательного ВС при отказе двигателя после отрыва располагаемым будет время планирования ВС до соприкосновения с земной поверхностью.

Рис. 3.4. Временные характеристики деятельности экипажа: Т расп - располагаемое время;Тпотр - потребное время; Трез - резервное время; Твозм - время возмущения регулируемого параметра полета; а_нр - величина отклонения в момент начала регулирования; W_a - вектор изменения отклонения в координатном поле σ/Т; а„ ~ скорость изменения (возмущения) регулируемого параметра

При более высоком уровне требований к технике пилотирования вместо предельного ограничения для расчета Трасп учитывается эксплуатационное ограничение. Как видно из приведенной схемы (см. рис. 3.4), Трасп может быть определено по формуле

Потребное время – время, необходимое экипажу на распознавание ситуации, принятие решения, выполнение УВ по приведению к нулю и на соответствующую реакцию ВС или ФС ВС на УВ. Экипаж должен стремиться выполнить эти действия за минимальное время. Для этого угловую скорость поворота вектора W необходимо максимизировать, а длительность распознавания ситуации и принятия решения – минимизировать.

Теоретически минимальное потребное время может быть определено как сумма среднестатистических табличных данных времени выполнения отдельных оперативных единиц и продолжительности реакции ВС или ФС ВС на управляющее воздействие.

Под временем возмущения регулируемого параметра полета (Твозм) понимается продолжительность появления и нарастания отклонения без контроля экипажем.

Резервным временем называется разность между располагаемым и потребным временем. Резервное время зависит от УПП пилота, рациональности распределения обязанностей, эффективности воздействия внутрисистемных или внешних факторов влияния. Как правило, резервное время используется для решения дополнительных задач, т. Е. для работы экипажа по другим алгоритмам или для кратковременного отдыха экипажа, и определяется по формуле

Трез = Трасп – Тпотр (3.8)

Если Тпотр ≥ Трасп, возникает дефицит времени, т. е. недостаток времени для устранения скорости возмущения регулируемого параметра, при котором, как правило, развивается аварийная ситуация.

Тема 4. Факторы влияния внешней среды

К активным воздействиям внешней среды относится влияние на систему «экипаж – воздушное судно» определенных метеорологических явлений и характеристик состояния атмосферы (ветер, гроза, обледенение, турбулентность, сдвиг ветра, вертикальные порывы ветра, экстремальные значения температуры и давления воздуха, осадки, облачность), а также вида и рельефа местности, состояния ВПП аэродрома, гравитации, радиации, магнитных полей, электрических полей, спутного следа от впереди летящего ВС.

Кратко рассмотрим сущность воздействия основных факторов АВВС.

4.1. Движение воздуха относительно земной поверхности

Воздействие на полет воздушного судна постоянного и переменного ветров

Ветром называется движение воздуха относительно земной поверхности, которое может происходить в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

В зависимости от величины градиентов вектора ветра по скорости и направлению различают постоянный и переменный ветры.

Постоянный ветер – ветер, при котором движение воздуха близко к ламинарному потоку, при этом возможны небольшие изменения ветра, соизмеримые с погрешностями выдерживания скорости и курса полета. В этом случае можно считать, что воздействие ветра на систему «экипаж – воздушное судно» проявляется только в изменении путевой скорости и угла сноса.

Путевая скорость – скорость полета ВС относительно земной поверхности.

Угол сноса (УС) – угол, заключенный между вектором воздушной скорости (или продольной осью ВС) и вектором путевой скорости. С небольшой погрешностью можно принять, что вектор воздушной скорости совпадает с продольной осью ВС. УС отсчитывается от вектора воздушной скорости вправо со знаком «плюс», влево – «минус». Диапазон изменения УС составляет ± 180 °.

С небольшой погрешностью, приемлемой в летной эксплуатации, путевая скорость определяется сложением скорости полета ВС относительно воздуха и встречной или попутной составляющей скорости вектора ветра:

Расчеты выполняются на линейке НЛ-10 или навигационном калькуляторе.

Значение угла сноса ВС зависит от воздушной скорости полета и боковой составляющей скорости вектора ветра и приблизительно может быть рассчитано по формуле

где Uбок – боковая составляющая скорости ветра, м/с;

60 – округленный коэффициент перевода радиан в градусы.

Формула (4.2) дает приемлемую точность расчета для небольших значений угла сноса, т. е. в диапазоне выполнения условия

Из формулы (4.2) видно, что УС при одинаковой боковой составляющей будет обратно пропорционален воздушной скорости полета, т. е. чем больше Vист, тем меньше УС, и наоборот.

Неустойчивый, переменный ветер – ветер, характеризующийся высокочастотными колебаниями скорости и (или) направления (1–3 Гц). Переменный ветер определяет турбулентное состояние воздушных потоков, которые приводят к болтанке ВС, проявляющейся в возникновении знакопеременных перегрузок. При слабой болтанке возможны отдельные легкие вздрагивания ВС. Умеренная болтанка сопровождается частыми толчками, связанными с покачиванием ВС и изменением высоты, не вызывающими затруднений в пилотировании. Резкие вздрагивания и отдельные броски ВС, сопровождающиеся большими частыми кренами и рысканьями, происходят при сильной болтанке. Последняя ухудшает устойчивость и управляемость ВС, искажает показания некоторых пилотажных приборов (указателя скорости, высотомера и др.), создает дополнительные напряжения в отдельных узлах, деталях и может привести к их деформации и даже разрушению, вызывает утомляемость, а иногда воздушную болезнь у пассажиров и членов экипажа.

Болтанка возникает и при горизонтальных порывах ветра, которые изменяют подъемную силу и силу лобового сопротивления. Но изменения эти небольшие, так как скорость горизонтального порыва ветра мала по сравнению со скоростью полета. Горизонтальные порывы ветра существенного влияния на равновесие ВС не оказывают.

Интенсивность болтанки оценивается приращением перегрузки (табл. 4.1).

Вертикальные или горизонтальные порывы ветра, характеризующиеся низкочастотными колебаниями градиента ветра, при воздействии на ВС приводят к резкому изменению значений угла атаки (a), вертикальной скорости (Vу) и перегрузки (Nу).