г. Ш. Меерович, А. И. Годунов, О. К. Ермолов

АВИАЦИОННЫЕ ТРЕНАЖЕРЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТОВ

Под общей редакцией доктора технических наук мееровича г. Ш.

МОСКВА «ВОЗДУШНЫЙ ТРАНСПОРТ» 1991

МОСКВА «ВОЗДУШНЫЙ ТРАНСПОРТ»1991

УДК 629.7.072.8

Рецензент д-р техн. наук, профессор Берестов JI. М.

Книга рекомендована к изданию Государственным научно-исследовательским институтом ГА и Московским институтом инженеров ГА.

Меерович Г. 111., Годунов А. И_м Ермолов О. К* Авиационные тренажеры и безопасность полетов. — Под ред. Мееровича Г. Ш. — М.: Воздушный транспорт 1990.— с. 343.

Сформулированы принципы системно-эргономического анализа роли человеческого фактора и тренажерной подготовки в предотвращении аварий. Описаны типовые алгоритмы, а также характерные ошибки пилотирования, которые иллюстри­руются примерами авиационных происшествий.

Рассмотрена тенденция развития тренажеров. Рекомендована методика по­строения системы типовых сюжетов для проектирования тренажеров и интенси­фикации обучения. Указаны средства контроля и управления обучением. Изложена методология синтеза рациональных математических моделей, используемых в тренажерных имитаторах.

Книга предназначена для летного, инструкторского и командного состава гражданской авиации, специалистов, занимающихся тренажерной подготовкой либо обеспечением летной годности или безопасности полетов. Она может служить пособием для преподавателей и студентов Академии, институтов и училищ ГА.

Ил. 65, табл. 11, библиогр. назв. 39.

Издательство «Воздушный транспорт», 1991

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АКУО — аппаратура контроля и управления обучением

АС - аварийная ситуация

AT — авиационный тренажер

АТС — авнационно-транспортная система

АТС — авиационно-транспортная система без летательных аппаратов и их экипажей

АЭУС — авиационная эргатическая управляемая система

ВК — вычислительный комплекс

ВО — визуальная обстановка

ЗНУ — комплекс знаний, навыков и умений

ИАУ — имитатор атмосферных условий

ИДП — имитатор динамики полета

ИИС — информационно-измерительная система

ИПНО — имитатор пилотажно-навигационного оборудования

ИПП — имитатор пилотажных приборов

ИСУ — имитатор силовой установки

ИСУЛА — имитатор системы управления летательным аппаратом

КАТ — комплексный авиационный тренажер

КС , — катастрофическая ситуация

ЛА — летательный аппарат

Л Г — летная годность

ЛП — летное происшествие

НЛГ — нормы летной годности

НОАЭУС — наземная обучающая' авиационная эргатичёская уп­равляемая система

НПОП — служба наземной подготовки и обеспечения полетов

НПП — наставление по производству полетов

ОС — особый случай (ситуация)

ОУЭ — ожидаемые условия эксплуатации

ПАТ — процедурный авиационный тренажер

ПЛП — предпосылка летного происшествия

РМИ — рабочее место инструктора

РМО — рабочее место оператора

PC — расчетный случай (ситуация)

СА — стандартная атмосфера

САО — система автоматизированного обучения

СИАП -— система имитирования акустических параметров

СИВВО — система имитации внешней визуальной обстановки

СИКП — система имитации кинематических параметров

СОИИ — система отображения информации инструктора

СОК —система объективного контроля

СПЭ — служба подготовки экипажей

СРС — система расчетных случаев (ситуаций)

СС — сложная ситуация

ССВО — система синтеза визуальной обстановки

УВДН — служба управления воздушным движением и навигацией

УУП — усложнение условий полета

ЧМК — человеко-машинный комплекс

ЭОБ — эргономическое обеспечение безопасности

Введение В настоящей книге авторы намерены осветить комплекс вопро­сов, связанных с повышением безопасности полетов воздушных судов (ВС) гражданской авиации за счет широкого и целенаправ­ленного применения авиационных тренажеров (AT). Это направле­ние представляется весьма актуальным и перспективным, хотя оно еще мало разработано и недостаточно освещено в литературе.

Обеспечение безопасности полетов самолетов и вертолетов всег­да являлось одной из важнейших задач, стоящих как перед граж­данской авиацией, так и перед отраслями промышленности, связан­ными с ней. Непрерывное совершенствование авиационной техни­ки — повышение скоростей и высот полета, увеличение пассажиро- вместимости воздушных судов, расширение эксплуатационных ус­ловий, обусловленное стремлением к соблюдению регулярности рейсов,— заставляют повышать и ужесточать требования к обеспе­чению безопасности. В еще большей мере на требованиях к безо­пасности сказывается рост объема пассажирских перевозок, до­стигший в настоящее время поистине поразительных величин. Одна­ко одновременно возрастают и трудности решения данной пробле­мы.

Еще 15—20 лет тому назад доминирующим средством практи­ческого обучения летного состава были полеты на летательных аппаратах (ЛА) различного типа. Если таким путем достаточно хорошо обеспечивалось формирование навыков пилотирования в нормальном полете, в сложных метеоусловиях и в некоторых дру­гих случаях, то подготовка экипажей к действиям в «нештатных» ситуациях могла осуществляться только в очень ограниченной мере. Ведь имитировать в полете отказы функциональных систем и соот­ветствующие им аварийные условия крайне опасно. Известно не­сколько катастроф гражданских самолетов, возникших при про­ведении тренировочных полетов.

Создание AT, с помощью которых можно воспроизводить с оп­ределенной точностью условия не только нормального полета, но и различных «нештатных» ситуаций, кардинально изменили поло­жение. Появилась возможность осуществлять обучение экипажей во всем диапазоне условий эксплуатации ЛА.

Роль AT в профессиональной подготовке экипажей как за рубе­жом, так и в нашей стране непрерывно возрастает. Сейчас уже ясно, что обучение, предусматривающее максимальное использова­ние тренажеров, значительно эффективнее, чем опирающееся только на полеты реальных ЛА. Однако для достижения такой цели необходимо, чтобы AT были правильно сконструированы, отвечали определенной совокупности требований, а процесс подго­товки летного состава был организован должным образом.

Современный AT представляет собой достаточно сложную кон­струкцию, насыщенную ЭВМ и другой электронной аппаратурой, механическими и силовыми агрегатами. В книге значительное ме-

сто занимают описания конструкции AT, принципы построения его важнейших компонентов, поскольку литература по этим вопр₀| сам ограничена. Хорошо известно, что облик технических элементов зависит от предъявляемых к ним требований. Нельзя за бывать, что воспроизведение в AT большого числа условий, факторов и отказов не дается даром. Стоимость тренажеров по мер удовлетворения требований резко возрастает и в отдельных случаях уже приближается к стоимости ЛА. Одновременно увели- чивается продолжительность цикла создания AT. Значительны! затрат средств и времени требует организация обучения. Поэтому необходим поиск рационального облика и структуры тренажеров а это, в свою очередь, заставляет тщательно формулировать требования к ним.

В столь сложной и многоплановой проблеме, как повышение безопасности полетов за счет использования тренажеров, нельзя увлекаться решением отдельных, пусть даже очень важных аспек­тов. Обязательным условием успеха является рассмотрение все­го комплекса вопросов и частных задач, а главное — увязка их в единое целое. Следовательно, единственно правильным является комплексный подход к проблеме.

Алгоритм формирования исходной стратегии создания рацио­нальных AT можно свести к поиску ответов на некую совокупность ключевых вопросов, охватывающих поставленную проблему в целом. При этом должны учитываться две исходные посылки, одновре­менное выполнение которых связано, очевидно, с определенными противоречиями:

AT должен позволять обучаемым экипажам получать за ограниченное время цикла тренировок всю совокупность на­выков и умений, необходимых для безопасного пилотиро­вания ЛА во всей области ожидаемых условий эксплуата­ции (главная задача проектирования AT как эффективного обучающего средства).

Тренажер не должен быть чрезмерно сложным, громоздким, металло- и энергоемким механизмом, требующим больших площадей и объемов для его размещения; продолжитель­ность цикла его разработки и испытаний не должна превы­шать заданного календарного срока (главное ограничение характеристик AT).

Вкратце ключевые вопросы тренажеростроения и применения тренажеров можно сформулировать следующим образом:

1. Как с помощью тренировок на имитационном обучающем средстве существенно снизить вероятность (или исключить) ошибки операторов (пилотов) и повысить безопасность полета?

2. Каков должен быть облик технических компонентов и АТ в целом сегодня и в ближайшем будущем?

3. Какие условия (атмосферные факторы, эксплуатационные параметры, отказы и т. п.) следует воспроизводить в AT, чтобы сделать его эффективным?

4. Какова должна быть степень соответствия между AT и Л А?

5. Как за счет дополнительных средств обеспечить интенсификацию процесса обучения?

В настоящей книге предпринята попытка ответить если не на все, то хотя бы на часть указанных вопросов. Полнота имитации условий, количество и вид реализуемых ситуаций, достигаемые цели, эффективность обучения и, в конечном счете, повышение безопасности полетов тесно взаимосвязаны между собой, поэтому применение комплексного подхода обязательно и с этих позиций.

Проблема повышения безопасности полетов за счет использо­вания AT при обучении является комплексной еще и потому, что требует совместных усилий специалистов различного профиля авиационных инженеров, конструкторов, психологов, математиков, электронщиков и пр. С другой стороны, каждое из этих научных направлений обладает своими специфическими особенностями, под­ходом, терминологией, традициями и т. д., согласовать которые в короткий срок весьма трудно. Поэтому в книге пришлось ввести специальные разделы с изложением понятийного аппарата, мето­дологии и общего подхода к решаемым задачам.

Для обоснования системы так называемых «расчетных случаев» (PC) или ситуаций, воплощающей в себе принципы ситуационно­го управления и планирования эксперимента применительно к фор­мированию облика AT, использованы материалы расследования летных происшествий и предпосылок к ним, имевших место за почти 30-летний период массовой эксплуатации самолетов с реактив­ными и турбовинтовыми двигателями. Исходные данные заимство­ваны из публикаций Международной организации гражданской авиации (ИКАО), а также других отечественных и зарубежных источников, в том числе реферативного журнала «Воздушный транс­порт» (РЖ ВТ). Оттуда же; заимствованы материалы,* позво­лившие составить статистические оценки уровня безопасности, от­дельных его составляющих и факторов, влияющих на эти показатели. Эти данные являются достаточно представительными и позволяют обосновать методический подход, использованный ав­торами, а также иллюстрировать полученные результаты.

Проведенный в настоящей книге анализ ошибок экипажа не претендует на полноту и систематичность. В значительной мере он носит иллюстративный характер. Тем не менее приведен ные материалы служат определенными ориентирами для создания AT и организации процесса обучения.

Направления, развиваемые в книге, согласуются с рекомендации- ми, принятыми на сессии ИКАО в 1986 г., на которой отмечалась чрез­мерная пока еще доля ошибок экипажа в общем массивё причин лет­ных происшествий на воздушных линиях; указывалось на необходимость всемерного .развития исследований, ставящих целью сниже­ние этой доли. ,

Авторы считают своим долгом поблагодарить профессора, док­тора технических наук Л. М. Берестова за ценные замечания, сделанные им при рецензировании книги.