2. 13 января 1982 г. в Вашингтоне самолет В-737 произвел взлет с несколько замедленным темпом. Несмотря на то, что второй пилот неоднократно информировал командира ВС о ненормальной работе двигателей и пониженной тяге, тот не среагировал должным образом и не принял решения о прерывании взлета. Вскоре после взлета самолет упал в р. По- томак. Причин снижения тяги и располагаемой продоль- ной перегрузки было несколько; главной из них явилось обледенение приемника бортового датчика давления и непра- вильные показания этого агрегата. Катастрофа могла быть предотвращена, если бы пилот выполнил прерванный взлет (РЖ ВТ, 1980, № 5).

   9. Алгоритмы парирования функциональных отказов и завершения полета

Продолжим рассмотрение последующих шагов общего алгоритма пилотирования в «нештатных» ситуациях.

Как и в программах «штатных» ситуаций, программы парирова- ния состоят из двух взаимосвязанных составляющих — дискретных и непрерывных программ. Их назначение — не только пилотирование Л А, но и компенсация возмущений от функциональных отказов, устранение их вредных влияний, Однако, как правило, эти про- граммы являются более интенсивными, насыщенными большим чис- лом операций и дожны выполняться при меньших интервалах вре- мени.

Дискретные операции ставят целью отключение отказавших систем, перевод их в безопасный режим работы, включение за.щи- ты от пожара, ввод в действие резервных агрегатов и перевод их (если необходимо) на форсированный режим для компенсации потери мощности. Кроме того, должны вводиться в действие агрегаты для компенсации возникших неблагоприятных возмущений.

Принятие пилотом решения означает однозначное избрание про- граммы управления. При этом, как отмечалось, в подавляющем большинстве случаев изменение решения уже невозможно — не

только из-за недостатка времени, но и ввиду опасного развития самой ОС.

Примером опасности смены решения может служить ката- строфа самолета «Боинг-727» в аэропорту Сент-Томас (США), происшедшая в 1981 г. (РЖ ВТ, 1981 г., № 1). При заходе на посадку самолет прошел над входной кромкой ВПП на высоте 9—12 м, что является допустимым, хотя несколько меньше нормального. Однако затем самолет попал в интен- сивный восходящий порыв или в сдвиг ветра, что привело к явлению «подхвата». Создалась «нештатная» ситуация, обусловленная активным внешним воздействием, с которым, по-видимому, экипаж знаком не был. Пилот снижаясь, про- шел «точку принятия решения», продолжая выполнять по- садочные процедуры и совершил касание с ВПП на удале- нии 1800 м от ее начала. Находясь в стрессовом состоянии, вызванном сложившейся опасной и незнакомой обстановкой, пилот после касания принял новое решение — уходить на второй круг, для чего перевел РУД в положение максималь- ной тяги. Здесь, однако, сказались упоминавшиеся в разд. 2.4 характеристики приемистости, забытые, по-видимому, пилотом в данной обстановке: в течение 5 с он не обнаружил «ожи- даемого» увеличения тяги. Тогда командир вновь изменил решение: поставил РУД в положение «МАЛОГО ГАЗА» и применил торможение. Естественно, длины ВПП уже не хва- тило. Самолет выкатился за пределы аэродрома и в резуль- тате ударов о различные препятствия полностью разрушился, а затем загорелся.

По мнению комиссии, расследовавшей данное ЛП, причиной катастрофы была цепь ошибочных действий командира ВС в условиях малознакомого неординарного внешнего воздей- ствия. Главной из этих ошибок было решение уходить на второй круг после приземления, когда оставшаяся часть ВПП была недостаточной для разгона самолета и обеспече- ния отрыва с учетом приемистости двигателя. Специалисты комиссии определили, что в момент касания оставшейся дли- ны ВПП вполне хватило бы для пробега, если бы экипаж начал интенсивное торможение всеми располагаемыми сред- ствами, включая реверс тяги и интерцепторы. В этом случае самолет мог быть остановлен в пределах ВПП.

Катастрофа могла быть также предотвращена, если бы само- лет ушел на второй круг до приземления. Таким образом, более правильным было бы изменить план полета при попада- нии в восходящий поток вблизи земли, когда пилот обнаружил значительный перелет. И в этом случае, по мнению комис- сии, также обеспечивалась возможность благополучного завершения полета.

Интересно отметить, что по результатам расследования дан- ной катастрофы соответствующие органы США выдали реко--

мендации по проведению специальных или дополнительных тренировок на АТ. Цель тренировок — обеспечение у пило- тов хороших знаний возможностей самолета при посадке и уходе на второй круг, а также выработка навыков по дей- ствиям в ситуациях, аналогичных описанным.

В зависимости от этапа или участка полета, на которых коман- диром ВС обнаружено возникновение «нештатной» ситуации и при- нято соответствующее решение, возможны несколько вариантов осуществления общего алгоритма пилотирования:

1. Если функциональный отказ идентифицирован пилотом после прохождения критической «точки принятия решения» на взлете или вне непосредственной близости земли (где такой точки нет), то дей- ствия экипажа должны быть направлены на продолжение полета с выполнением при этом программ парирования на некотором пере- ходном участке. В зависимости от исхода этого переходного участ- ка полет может быть продолжен либо для посадки в заданной конеч- ной точке маршрута или на запасном аэродроме, либо же должны быть предприняты действия для экстренного возвращения на аэро- дром взлета.

2. Если функциональный отказ идентифицирован пилотом на ВПП или на последнем участке посадки, в непосредственной близости к земле, до прохождения самолетом «точки принятия решения», то следует экстренно изменить план полета: на разбеге прервать взлет, на посадке уходить на второй круг, совмещая операции парирования с изменением плана полета⁵. В последнем случае нужно затем повторить заход на посадку и выполнить по- садку с отказавшей системой. Оба этих случая должны быть отне- сены к ситуациям с особо интенсивным управлением. Происходят они в условиях острого дефицита времени.

3. Если в полете обнаружен отказ основных систем обеспече- ния посадки (например, шасси), то следует производить посадку по специальной аварийной методологии, предусматривающей париро- вание отказа в процессе пробега.

4. Если отказ обнаружен пилотом на заключительном участке посадки после прохождения критической «точки принятия решения», то необходимо продолжить выполнение посадки и пробега, при- нимая самые экстренные меры торможения и парирования отказа.

Очевидно, что варианты 2 и, в особенности, 3 и 4 предъявляют к экипажу наиболее высокие требования. Поэтому им в процессе подготовки на АТ должно быть уделено особое внимание. Следо- вательно, они должны быть в достаточном объеме включены в сис- тему PC, а реализующие их характеристики АТ должны адекватно воспроизводить необходимые для этого условия.

Рассмотрим детально первый вариант парирования «нештатных» ситуаций и завершения полета. Типичным его примером является продолженный взлет в результате отказа двигателя. В общем же данный вариант полета состоит из трех—четырех фаз: переход- ного участка, фазы полета в избранную точку посадки, которая в зависимости от того, где возникла «нештатная» ситуация, включает различные этапы полета, захода на посадку и посадки.

Предположим, что решение принято пилотом правильно. Тогда целями пилотирования на переходном участке после принятия реше- ния в общем случае являются:

1. выключение отказавшей системы; контроль и проверка выклю- чения, если оно осуществляется автоматически;

2. обеспечение минимального воздействия отказавшей систе- мы на характеристики полета и функционирование других систем;

3. обеспечение пожарной безопасности;

4. включение резервных систем или перевод их на форсирован- ный режим;

5. парирование остаточного возмущения от функционального отказа;

6. возвращение к исходному режиму- полета или выход на новый установившийся режим.

Как правило, четыре первых цели достигаются дискретными процедурами, две последних — непрерывным пилотированием.

Программы дискретного и непрерывного управления указы- ваются в РЛЭ для каждого функционального отказа; эффектив- ность их проверяется и отрабатывается в процессе сертифика- ции ЛА. Задача пилотов и всего экипажа — четко выполнить эти указания, не допуская ошибок и тем более промахов. При этом весьма важно координировать оба вида управления, не концентри- руясь на одном из них в ущерб другому (пример такого рода ошибок будет приведен ниже). Однако вследствие вариабельности пилотирования, а главное отклонений, вызванных личным фактором и стрессовым напряжением, возможны ошибки и даже промахи, способные привести к ЛП в ситуациях, которые при сертификации оценивались как УУП и СС.

Для дискретного управления в ОС можно выделить, в основном, те же типы ошибок, что и для пилотирования в нормаль- ном полете. Единственное отличие заключается в объединении нор- мального разброса параметров и малых ошибок, поскольку для столь редких событий, как «нештатные» ситуации, нет смысла говорить о «естественном» разбросе. Целесообразно также вместо термина «эксплуатационные границы параметров» ввести «допус- тимые границы», так как «нештатные» ситуации не могут считаться эксплуатационным режимом.

Итак, ошибки и сбои дискретного управления сводятся к следую- щим типам:

малые ошибки; грубые ошибки I рода;

грубые ошибки II рода; эргономические отказы.

В качестве примера на рис. 2.20 были приведены гистограммы распределения некоторых параметров дискретного управления на пе- реходном участке продолженных взлетов самолета Ан-24, реализо- ванных в процессе специальных летных испытаний. Самолет пилоти- ровался опытными летчиками-испытателями. Отказ двигателя имити- ровался в процессе разбега после прохождения «точки принятия решения».

На гистограммах приведены следующие параметры процедур уп- равления двигателем;

скорость полета при подъеме передней стойки; угол тангажа после отрыва; время начала уборки шасси;

угол тангажа на участке набора высоты.

На гистограммах указаны допустимые границы, соответствую- щие области малых ошибок. Напомним, если в возникшей ОС не потребовалось изменять план полета, решение выбрано правильно, критические параметры пилотирования не выходят из области малых ошибок, последовательность операций соблюдена, а характеристики движения ЛAлежат в эксплуатационной области, то ОС может по своим последствиям классифицироваться как УУП. Экипаж должен продолжать полет в плановую точку маршрута.

Возникновение в процессе парирования «нештатной» ситуации грубых ошибок I рода может повлечь за собой выход критических характеристик движения ЛА и параметров состояния систем или сре- ды в кабине в зону между эксплуатационными и предельными огра- ничениями. Ситуация, классифицировавшаяся при сертификации как УУП может перейти в СС. Для ситуации, оценивавшейся при серти- фикации как СС, возникновение грубых ошибок I рода может пов- лечь за собой более тяжелые последствия, например аварию. Грубые ошибки II рода и тем более эргономические отказы приводят к летным происшествиям, независимо от того, как классифицирова- лась ситуация в процессе сертификации. Вот несколько примеров таких происшествий, связанных с промахами членов экипажа ВС:

1. Приблизительно через минуту после взлета самолета В-707 у одного из двигателей разрушился диск компрессора. Об- ломками диска была повреждена основная топливная ма- гистраль этого двигателя. По условиям сертификации дан- ная ситуация оценивалась бы как СС. Однако бортинженер, управлявший силовой установкой, не поставил перед собой и, следовательно, не выполнил одну из основных целей упоми- навшегося алгоритма парирования. Он перевел рычаг управ- ления двигателем в положение «СТОП», но не закрыл пожар- ный кран. Тем самым он не принял меры к обеспечению по- жарной безопасности. Командир не проконтролировал дейст- вия бортинженера. Топливо, интенсивно вытекавшее из разру- шенного трубопровода (расход превышал 3 кг/с), вызвало

сильный пожар самолета. Экипаж совершил аварийную по- садку. Вследствие пожара погибло пять пассажиров, не су- мевших покинуть горящий самолет. Остальные пассажиры и экипаж были эвакуированы (РЖ ВТ, 1980, № 11).

2. Непосредственно после отрыва самолета В-747 в воздухо- заборник попала птица, что вызвало автоматическое выключе- ние двигателя. При правильных и четких действиях экипажа ситуация могла бы расцениваться как УУП. Командир ВС приказал произвести уборку шасси, однако второй пилот, наблюдая за отказавшим двигателем (что вовсе не входило в его функции, так как контроль за работой силовой установки на взлете осуществляет бортинженер), не выполнил команды. Командир, занятый пилотированием, не проконтролировал действия второго пилота, не обратил внимания на то, что шасси выпущено, и перевел самолет в набор высоты. Тем самым была создана аварийная обстановка (РЖ ВТ, 1980, № 11).

3. ' Самолет «Норд-262» (небольшой двухмоторный самолет с ТВД) потерпел катастрофу на взлете. После уборки шасси самопроизвольно выключился правый двигатель; его винт автоматически перешел во флюгерное положение. Ситуация не представляла собой ничего угрожающего. Однако эргоно- мические отказы обоих пилотов привели к катастрофе. В про- цессе парирования пилот, перепутав рычаги управления дви- гателями, перевел РУД работающего левого двигателя в по- ложение «СТОП», что вызвало его выключение. При этом винт его не был зафлюгирован. Попытки экипажа включить левый двигатель не увенчались успехом. Это также объяс- няется неправильными действиями: перед запуском принуди- тельно выключенного в полете ТВД необходимо перевести его винт во флюгерное положение, что не было сделано. Эки- паж не сумел произвести посадку самолета с неработаю- щими двигателями. Самолет упал на воду и затонул; погибли пилоты и пассажир (РЖ ВТ, 1981, № 2).

Приведенные примеры грубых промахов — выключение исправ- ного двигателя, неперекрытие топливного крана, неуборка или оши- бочный выпуск шасси или других средств являются весьма типич- ными эргономическими отказами, возникающими в «нештатных» ситуациях, если экипаж не готов к ним и не прошел необходимых тренировок.

Что касается непрерывного управления, то на переходном участке пилот должен выполнять два вида такого пилотирования.

Во-первых, необходимо сбалансировать ЛА на новом режиме, обусловленном наличием возмущения от функционального отказа, если только указанное возмущение или функциональное измене- ние не удалось устранить другим способом. При этом следует учитывать, что управляемость и устойчивость ЛА могут ухудшиться из-за отказа.

Во-вторых, необходимо осуществить переход на новую програм- му пилотирования, что вызвано ухудшением маневренности или другими ограничениями, вызванными отказом. По этой программе придется осуществлять пилотирование на следующей фазе полета.

На современном ЛА, прошедшем сертификацию, обеспечивается возможность парирования всех функциональных отказов, встречае- мость которых превышает «маловероятные» значения. Однако необ- ходимым условием этого является точное и четкое пилотирова- ние, что в свою очередь требует высокого мастерства и профес- сионализма, а значит очень хорошей подготовки. Для этого в резуль- тате специального обучения должен быть сформирован навык прак- тически немедленного парирования с помощью имеющихся органов управления возмущений в продольном и боковом каналах. Реакция пилота должна быть доведена до автоматизма и подчиняться прин- ципу: «сначала безусловное парирование, затем выяснение его сущ- ности».

К сожалению, статистика летных происшествий приводит ряд примеров, когда указанное условие не было соблюдено, либо экипаж не смог изыскать для этого адекватных способов в ограниченное время.

В апреле 1979 г. самолет В-727 при полете на высоте 11 700 м в районе оз. Мичиган внезапно перешел в снижение с ростом скорости и вращением относительно продольной оси. Переход в столь опасный режим был вызван самопроизвольным вы- пуском предкрылка № 7. Для уменьшения скорости пикирова- ния экипаж выпустил шасси. Именно в этот момент произош- ло разрушение предкрылка и его отделение от самолета. Только после этого, на высоте 1 800 м, самолет был выведен в горизонтальный полет, после чего была выполнена вынуж- денная посадка в аэропорту Детройта. Расследование показа- ло, что члены экипажа не предотвратили вращение с по- мощью органов поперечного управления. В то же время спе- циальные исследования, проведенные фирмой «Боинг», под- твердили достаточность аэродинамического момента от эле- ронов для парирования возмущающего момента от выпущен- ного предкрылка № 7. Вместе с тем следует признать, что экипаж проявил высокое мастерство и хладнокровие для предотвращения летного происшествия. В качестве вероятных причин функционального отказа указываются: 1) падение давления в гидросистеме; 2) неблагоприятное аэродинами- ческое воздействие на предкрылок; 3) выпадение стопорного кольца в гидроцилиндре предкрылка № 7 (РЖ ВТ, 1980, № 2).

Важным моментом подготовки экипажей на АТ должна явиться выработка навыков совмещения нескольких функций пилотирования при парировании отказа. Так, необходимо совмещать дискретное и непрерывное управление, не упуская ни один из этих видов, ни одну операцию. При плохой обученности в условиях возникаю- щего стресса операторы — пилот, бортинженер или штурман — мо-

гут, увлекшись одним видом пилотирования, упустить в другом какие-то процедуры, что повлечет за собой самые тяжелые послед- ствия.

11 ноября 1979 г. через 30 мин после вылета из аэропорта Франкфурт (ФРГ) пилот самолета DC-10, принадлежавшего мексиканской авиакомпании, сообщил о возникновении силь- ной вибрации в хвостовой части. Как установила в после- дующем комиссия, проводившая расследование, вибрация явилась результатом аэродинамического срыва, происшедшего на заключительном участке набора высоты 8 380—9 450 м (последняя являлась высотой крейсерского полета). Этот участок выполнялся на автопилоте. После срыва самолет стал кабрировать, что привело к срабатыванию толкателей штурвальной колонки. Это, в свою очередь, вызвало опуска- ние носа и самолет стал снижаться. Пилот, располагав- ший достаточным запасом высоты, стал действовать методом «проб», после чего выключил двигатель № 3 (хвостовой), предполагая, что он является источником срыва. Опускание носа и выключение двигателя привели к потере высоты на 4000 м. Выровняв самолет на высоте 5400 м и оценив ситуа- цию, летный экипаж вновь запустил двигатель № 3 и при- ступил к выполнению фазы парирования возникшего возму- щения. После этого командир ВС попросил разрешение на промежуточную посадку в Майами (США). Здесь, выясни- лось, что во время возникшей предпосылки оторвались проти- вовесы руля высоты, предназначенные для балансировки и предотвращения флаттера. Кроме того, произошло разруше- ние и отрыв двух секций руля высоты длиной 0,9 м и крышки эксплуатационного люка на оперении.

Самолет совершил благополучную посадку в Майями. В це- лом, экипаж, проявив мужество, хладнокровие и высокое профессиональное мастерство, успешно справился с измене- нием управляемости и возмущениями, вызванными отказами. Вторая фаза «нештатной» ситуации была выполнена на мар- шруте протяженностью несколько тысяч км, значительная часть которого пролегала над Атлантическим океаном (РЖ ВТ, 1980, № 2, 3).

Точное пилотирование на первой и второй фазе полета после возникновения «нештатной» ситуации еще не гарантируют доста- точной безопасности полета в целом. Предстоит завершение полета с создавшимися неблагоприятными факторами — функциональными отказами, пожаром или остаточным возмущением от интенсивного внешнего воздействия. Для этого, в частности, командиру ВС пред- стоит принять заключительное решение, а всему экипажу точно выполнить все предписанные на аварийной посадке процедуры. Выше приводились примеры, когда экипаж, даже допустивший ошибки, су- мел психологически собраться и завершить благополучно полет после тяжелого происшествия. В то же время известны случаи, когда эки-

паж не преодолел последствий стресса и допустил казалось бы небольшие, но грубые ошибки и промахи, ставшие затем главными причинами аварии или катастрофы. Это указывает на необходимость во время тренировок на АТ обращать самое серьезное внимание на изучение всех без исключения фаз полета и процедур пилоти- рования в «нештатных» ситуациях.