Глава 7. Организация и проведение первого полета воздушного судна

7.1. Организация первого полета опытного самолета

Первый полет экземпляра опытного самолета является итогом деятельности многих организаций, участвующих в разработке воз­душного судна: ОКБ — разработчика, завода-изготовителя, созда­телей двигателей, оборудования, новых материалов и технологий, а также предварительной оценкой эффективности затрат для органи­зации, финансирующей создание воздушного судна.

Первому полету, кроме общих работ по предполетной подготовке самолета, предшествуют специальные наземные работы и аэродром­ные испытания, позволяющие установить готовность воздушного судна к выполнению испытательных полетов.

7.1.1. Подготовительные наземные работы на самолёте

Отработка многих систем начинается еще в процессе оконча­тельной сборки опытных экземпляров воздушного судна, на кото­рых будут проводиться летные испытания. Предшествующие пер­вому полету воздушного судна специальные виды наземных работ являются завершающим, наиболее ответственным этапом подготов­ки самолета, его функциональных систем, штатного и эксперимен­тального (предназначенного только для обеспечения испытаний) оборудования.

Результаты выполнения каждой работы оформляются соответ­ствующим документом, а после завершения всех специальных на­земных работ составляется акт о готовности опытного самолета к проведению испытательных полетов.

В этот период разрабатываются программы летных испытаний, согласовываются с участниками испытаний сроки их проведения, а также уточняются необходимые ресурсы.

В этот же период проводится подготовка летного и наземного технического персонала к проведению летных испытаний, в том числе изучение экипажами РЛЭ, особенностей опытного воздушного судна, их тренировки на пилотажных стендах и в кабине экипажа, а инженерным летным персоналом — на рабочих местах.

Аэродромные испытания являются обязательной частью подго­товки к первому вылету воздушного судна. На этом этапе проводят­ся рулежки, скоростные пробежки и подлеты. Задачами аэродром­ных испытаний является комплексная оценка работоспособности наиболее важных систем, а также уточнение характеристик на этих режимах.

При проведении пробежек и подлетов проводится регистрация измерительной аппаратурой всех необходимых параметров, а также кино- или видеосъемка воздушного судна. Программы аэродромных испытаний должны предусматривать различные положения центра масс самолета, в том числе предельно переднее и заднее, а также нескольких значениях регулируемых параметров системы управле­ния. Это позволяет уточнить центровку и передаточные числа сис­темы управления, градиенты загрузки рычагов управления и поло­жения триммирующих устройств, необходимые для выполнения первого вылета, предварительно полученные по результатам расче­тов и моделирования на пилотажном стенде.

Подлеты выполняются на высоту не более 1—2 м с пребывани­ем ВС в воздухе до 10 с и последующим его приземлением на ВПП и пробегом с использованием штатных тормозных устройств. Ско­ростные пробежки и подлеты выполняются при работе силовой ус­тановки на расчетных режимах. Перевод двигателей с заданного ре­жима работы на режим малой тяги производится сразу же после отрыва самолета от ВПП.

Аэродромные испытания воздушного судна позволяют провес­ти оценку:

• устойчивости и управляемости на всех этапах движения по аэродрому и при выполнении подлетов в штилевых погодных условиях и при боковом ветре;

• условий балансировки при движении с поднятым носовым колесом и эффективности органов управления;

• усилий на рычагах управления;

• выявление неприятных и опасных особенностей в поведении воздушного судна в момент его отрыва от ВПП и касания ВПП;

• вибраций в кабине экипажа при движении воздушного судна поаэродрому;

• эффективности работы амортизаторов шасси, основной и ава­рийной тормозных систем;

• работоспособности аварийного управления бортовыми систе­мами.

Аэродромные испытания дают возможность уточнить для пер­вого вылета опытного самолета ряд важных летно-эксплуатацион- ных параметров:

• взлетную массу, центровку и взлетно-посадочную конфигура­цию;

• режимы работы двигателей и потребный для первого вылета запас топлива;

• скорости подъема носового колеса и отрыва от ВПП, а также скорости касания ВПП;

• положения механизмов триммирования рычагов управления;

• летные ограничения для первых испытательных полетов.

По результатам наземных и аэродромных наземных испытаний опытного экземпляра нового воздушного судна, его силовой уста­новки, бортовых систем и оборудования принимается решение о возможности проведения на нем первого испытательного полета и начала летных испытаний.

7.1.2. Первый полет опытного самолета

Первый полет опытного воздушного судна, помимо официаль­ного представления общественности новой разработки, позволяет решить четыре основных задачи:

1. Получить предварительное представление о поведении воз­душного судна в воздухе, реакции на отклонения рычагов управле ния; выявить наличие нежелательных и опасных особенностей в по­лете.

2. Оценить первоначальное соответствие реальных пилотажных и летно-технических характеристик соответствующим характерис­тикам, полученным в проектных исследованиях.

3. Оценить кабину экипажа, в том числе удобство посадки в креслах пилотов, работы с постами управления, внутренний и вне­шний обзоры.

4. Определить степень готовности воздушного судна к последу­ющим летным испытаниям, в том числе к сертификационным за­водским испытаниям.

Готовность воздушного судна к первому вылету определяется методическим советом по летным испытаниям экспериментальной авиации на основе материалов и заключений, подготовленных раз­работчиком и институтами авиационной промышленности (ЛИИ, ЦИАМ и др.), в том числе Заключение о возможности аварийного покидания опытного воздушного судна в полете.

Первый полет опытного воздушного судна сопровождается са­молетом или вертолетом, с борта которого производится кино- и видеосъемки, а также проводится визуальное наблюдение за опыт­ным бортом.

Полетное задание на первый вылет содержит минимальный объем испытаний и проверок. Профиль полета включает взлет, на­бор высоты, полет в зоне с изменением высот полета, выполнением полета с небольшими перегрузками для оценки устойчивости воз­душного судна, эффективности рулей, оценку работы силовой уста­новки и наиболее важных бортовых систем, заход на посадку и по­садка. Для уменьшения скорости отрыва, сокращения длины разбе­га и улучшения условий пилотирования взлетная масса воздушного судна задается возможно меньшей. В некоторых случаях ограничи­вают изменения полетной конфигурации, в том числе не убирают шасси. При первом вылете летный экипаж минимален и должен обеспечивать только основные полетные функции

Аппаратура контрольно-измерительного комплекса работает в течение всего полета.

Время первого полета опытного самолетов I и II классов не должно превышать 50 мин, а самолетов III класса — 2 ч*.

Класс самолета определяется его максимальной взлетной массой: I класс — 75 т и более; II класс — от 30 до 75 т; Ш класс — от 10 до 30 т; IV класс — до 10 т.

Полученные в первом полете записи измерительной аппарату­ры, данные послеполетного разбора, наблюдений с самолета — ки­носъемщика и письменные отчеты летчика-испытателя и членов экипажа подробно анализируются. По результатам анализа всех ма­териалов, а при необходимости — и дополнительного моделирова­ния уточняются основные задачи и содержание очередных испыта­тельных полетов, примерный объем и характер доводочных работ и возможность выполнения очередных испытательных полетов в со­ответствии с программой сертификационных заводских испытаний.

7.2. Подготовка и проведение первого полета вертолета

В начале наземных испытаний вертолетов проводится оценка работоспособности бортовых систем и уточняются нагрузки на жиз­ненно важные агрегаты экземпляра опытного вертолета, на котором в дальнейшем будет выполняться первый вылет и проводиться лет­ные испытания по программе СЗИ. Перед началом наземных испы­таний на вертолет устанавливаются контрольно-записывающая ап­паратура для регистрации параметров различных сцртем и для из­мерения вибраций и нагрузок в жизненно важных элементах конст­рукции и агрегатах, а также соответствующие датчики.

При подготовке к первому вылету производится проверка и, если необходимо, доводка агрегатов и систем, неисправности которых непосредственно влияют на безопасность проведения испытаний.

Наземные испытания сначала проводятся без запуска двигате­лей, а затем при работе силовой установки с раскруткой несущей системы.

При наземных испытаниях вертолетов, в отличие от испытаний самолетов, необходимо учитывать, что при запуске двигателей и раскрутке трансмиссии на земле несущим и рулевым винтом созда­ются значительные силы и моменты. Возможно возникновение не­устойчивых колебаний в трансмиссии, аэроупругих колебаний вин­тов разных форм и колебаний вертолета на земле типа «земной ре­зонанс».

Эти особенности вертолета требуют особенно тщательной отра­ботки методики проведения испытаний, так как возникновение подобных явлений может вызывать нерасчетное нагружение конст­рукции вертолета и его разрушение. Поэтому после контрольных про­верок агрегатов и систем, в которых измеряются параметры, харак-

душного судна и его компонентов после согласования этого плана с Независимой инспекцией, Сертификационными центрами и орга­низациями, участвующими в сертификационных испытаниях.

Перечень работ, проводимых на этапе сертификационных завод­ских испытаний самолета транспортной категории, приведен в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Работы, проводимые на этапе сертификационных заводских испытаний (пример для самолета транспортной категории)

1.	Подготовка отчета о метрологическом обеспечении СЗИ самолета, его компонентов и систем и предоставление его в Авиарегистр
2.	Прочностные статические испытания элементов планера и самолета в целом
3.	Ресурсные испытания бортовых систем
4.	Ресурсные испытания конструкции планера самолета
5.	Определение характеристик функциональных систем
6.	Определение характеристик пожарной защиты
7.	Определение характеристик силовой установки и ее систем
8. Определение характеристик функциональных систем и оборудования при отказах, в том числе при автоматическом управлении, на стенде и на тренажере
9.	Определение характеристик устойчивости и управляемости на разрешен­ных в эксплуатации режимах, на больших углах атаки и на режимах, близ­ких к срывным
10. Определение летных характеристик, характеристик устойчивости и управляемости и характеристик функциональных систем самолета в условиях, близких к стандартным, высоких и низких температур на­ружного воздуха и в условиях высокогорья
11. Определение характеристик прочности в типовых полетах на разре­шенных в эксплуатации и на предельных режимах, в том числе: с мак­симальной расчетной скоростью и максимальным числом М, с макси­мальной эксплуатационной перегрузкой, с максимальной взлетной массой, с максимальной посадочной массой, с максимальной верти­кальной скоростью приземления, с максимально допустимыми скоро­стями при взлетно-посадочной механизации в различной полетной конфигурации и с выпущенными стойками шасси, с максимально до­пустимыми отклонениями рулевых поверхностей, с максимальным из­быточным давлением в герметической кабине

Продолжение табл. 8.1

12. Определение характеристик устойчивости и управляемости при поле­тах с имитаторами льда и при естественном обледенении, в том числе сильной интенсивности

13. Определение характеристик топливно-измерительной системы

14. Определение взлетно-посадочных характеристик самолета: с предель­ным встречным и попутным ветром; с различным состоянием ВПП (снег, вода, слякоть) при максимальных значениях бокового ветра; при отказе критического двигателя на взлете и посадке (завершенный и пре­рванный взлет, завершенная и прерванная посадка), уходе на второй круг при работающих двигателях и при отказе критического двигателя, метеоминимума самолета на взлете и при посадке

15. Эргономическая оценка кабины экипажа

16. Определение характеристик функциональных систем при отказах

17. Определение характеристик силовой установки и системы управления двигателями

18. Определение характеристик шума на местности

19. Определение характеристик электростатической защиты и молниеза- щиты

20. Определение характеристик электромагнитной совместимости элек­тронного и электрического оборудования

21. Оценка аварийно-спасательного оборудования, систем пожарной сиг­нализации и пожарной защиты, чистоты воздуха и уровня шума в ка­бинах самолета

22. Эргономическая оценка кабины экипажа

Определение характеристик ПНО и РСО, точности ориентирования и навигации по наземным ориентирам и эффективности работы систем связи "борт-земля"

12. Определение соответствия характеристик пилотажно-навигационного оборудования, радиотехнического оборудования навигации, посадки и управления воздушным движением, радиосвязного оборудования тре­бованиям норм летной годности, в том числе при полетах в высоких широтах, при имитации отказов различных элементов этого оборудо­вания

13. Определение возможностей обеспечения полетов по международным трассам

Оценка соответствия типовой конструкции требованиям сертифика­ционного базиса при имитации отказов функциональных систем

Окончание табл. 8.1

27. Оформление Таблиц соответствия типовой конструкции самолета тре­бованиям СБ

28. Оформление результатов СЗИ. Оформление Акта сертификационных заводских испытаний

29. Оформление документации для предъявления ВС Авиарегистру на СКИ

Программа СЗИ, включая лабораторные, стендовые, наземные, летные и специальные испытания, разрабатывается и утверждается Заявителем по согласованию с его Независимой инспекцией, Сер­тификационными центрами и организациями, участвующими в ис­пытаниях. Программы СЗИ подлежат одобрению Авиарегистром.

В целях сокращения объема сертификационных контрольных на­земных и летных испытаний воздушного судна Заявитель проводит совместно с Сертификационным центром специальные СЗИ, кото­рые нецелесообразно выполнять дважды, а также любые другие виды наземных и летных испытаний.

Результаты сертификационных заводских испытаний ВС, про­веденных Заявителем совместно с сертификационным центром, принимаются в зачет Сертификационных контрольных испытаний при соблюдении следующих условий:

• акты по указанным совместным СЗИ должны быть утвержде­ны Сертификационным центром и одобрены Авиарегистром;

• в типовую конструкцию воздушного судна или ту ее часть, ко­торая подвергалась испытаниям и зафиксирована в акте спе­циальных совместных СЗИ, до завершения сертификации не вносятся изменения, влияющие на результаты испытаний и оценку типовой конструкции воздушного судна или ее части.

В процессе СЗИ Заявитель представляет на рассмотрение груп­пы экспертов Авиарегистра и Сертификационному центру резуль­таты испытаний по мере их готовности.

Соответствие воздушного судна распространенным на него тре­бованиям сертификационного базиса в части прочности конструк­ции Заявитель устанавливает с участием определяемого Авиарегис­тром Сертификационного центра, который оформляет соответству­ющее заключение.

По результатам СЗИ Заявитель совместно с Сертификационны­ми центрами оформляет акт сертификационных заводских испытаний, содержание которого должно отвечать целям СЗИ, и другую доказательную документацию, устанавливающую соответствие воз­душного судна требованиям сертификационного базиса.

1. Акт сертификационных заводских испытаний и другие дока­зательные документы, устанавливающие соответствие воздушного судна требованиям сертификационного базиса.

2. Заключение Сертификационного центра о соответствии воз­душного судна распространенным на него требованиям сертифика­ционного базиса в части прочности конструкции.

3. Таблица соответствия воздушного судна требованиям серти­фикационного базиса с перечнем доказательной документации, уг- вержденная Заявителем и согласованная с Независимой инспекци­ей в организации Заявителя.

4. Оценка Сертификационного центра по выполнению програм­мы сертификационных заводских испытаний и предложения по со­ставу и объему проверок воздушного судна для включения в про­грамму сертификационных контрольных испытаний.

5. Эксплуатационная документация (учтенная копия), утверж­денная Заявителем и согласованная с Сертификационным центром.

6. Уведомление Заявителя, согласованное с Независимой инс­пекцией в организации Заявителя, о том, что комплект рабочей конструкторской документации (указывается номер комплекта) воз­душного судна, прошедшего СЗИ, откорректирован по результатам СЗИ и отражает типовую конструкцию воздушного судна.

Предъявление Заявителя должно быть согласовано с Независи­мой инспекцией в организаций Заявителя,

По окончании СЗИ Заявитель оформляет специальный документ — Предъявление воздушного судна Авиарегистру на се^ртификаци- онные контрольные испытания.

Предъявление Заявителя направляется в Авиарегистр при нали­чии сертификатов типа на маршевый и вспомогательный двигате­ли, воздушный винт, а также свидетельств о годности или одобри­тельных писем для комплектующих изделий категории А и одобре­ний изделий для комплектующих изделий категории Б, предназна­ченных для установки на данный тип воздушного судна. -_ч

В отдельных случаях, например, для категории очень Легких воздушных судов и аэростатов, которые к моменту подачи заявки на получение сертификата типа находятся в серийном производстве или эксплуатации, а также в других случаях Авиарегистр своим ре­шением может корректировать этапы и процедуры сертификации, объемы проверок и испытаний этих образцов, необходимые для установления их соответствия требованиям к летной годности.

По результатам сертификационных заводских испытаний воз­душного судна эксперты оформляют заключение, которое содержит оценку:

• выполнения процедур, установленных в АП-21 и относящих­ся к этапу СЗИ;

• полноты и качества представленных заявителем материалов проверок, испытаний и доказательных документов;

• объема и номенклатуры проверок, необходимых для подтвер­ждения соответствия воздушного судна требованиям сертифи­кационного базиса и подлежащих включению в программу сер­тификационных контрольных испытаний;

возможности и условий принятия Авиарегистром воздушного судна на сертификационные контрольные испытания.

1 В соответствии с Воздушным кодексом Российской Федерации при­менительно к самолетам и вертолетам термин «воздушное судно» исполь­зуется вместо термина «летательный аппарат» (JTА). «Воздушное судно — летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от по­верхности земли или воды».

2 ВИАМ— Всероссийский институт авиационных материалов. ЛИИ — Л етно-исследовательский институт. НИАТ — Национальный научно-ис­следовательский институт авиационных технологий. НИИАО — Научно- исследовательский институт авиационного оборудования. ЦАГИ — Цент­ральный аэрогидродинамический институт. ЦИАМ — Центральный ин­ститут авиационного моторостроения.

3 В настоящее время ведущие авиакомпании рассматривают новый вид требований — обеспечение безопасности здоровья пассажиров и Экипажа от воздействия условий полета. Это требования по составу воздуха и шуму в салонах самолета, увеличению шага кресел при длительных перелетах для предотвращения образования тромбоза сосудов при недостаточной подвиж­ности ног, по радиационному воздействию космического происхождения, вибрации в кабине вертолетов и некоторым другим воздействиям.

4 Управление качеством продукции, поставляемой этим фирмам по ко­операции, включая отдельные части AT, производится на основе сертифи­кации производства этих предприятий, однако ответственность за качество экземпляров AT полностью несет головная фирма.

5 В отдельных случаях Авиарегистр МАК может своим решением уста­новить иную периодичность повторного аудита Разработчиков.

6 Необходимо отметить, что корректировка СБ, а тем более ТЗ, может повлиять на конкурентоспособность ВС, существенно увеличить затраты и сроки его создания; в сочетании с другими факторами она свидетель­ствует о недостаточной компетенции Разработчика в области создания ВС данного типа.

7 Если к моменту проведения этапа макета процесс создания воздушно­го судна соответствует иному этапу или оно уже находится в эксплуата­ции, Макетной комиссии предъявляются материалы, отражающие факти­ческое состояние типовой конструкции экземпляра ВС.

8 Комплектующие изделия (КИ) по степени влияния их работоспособно­сти на летную годность образца в целом подразделяются на две категории:

• КИ категории А — изделия, нарушение работоспособности которых оказывает существенное влияние на летную годность образца;

• КИ категории Б — изделия, не относящиеся к категории А, включая стандартные детали.