- •1)Пилот может управлять самолетом вручную, используя только директорные планки (fd).
- •2) Самолетом может управлять автоматически автопилот совместно со штурвальным управлением (control wheel steering — cws), при этом управление по штурвалу имеет приоритет.
- •1)На автоматизированных самолетах можно летать, как на обычных вс
- •5) Одна голова всегда поднята
- •6) Когда дела идут не так, как надо, возьми управление на себя
- •7) Используйте уровень автоматизации, соответствующий решаемой задаче
- •62. Ограничение минимальной скорости
- •63 .Ограничение высоты полета
- •64. Ограничение перегрузки
- •65.Ограничение центровки
- •81 .Профессиональная подготовка экипажа: общие рекомендации пилотам, приступающим к переучиванию на высокоавтоматизированных вс
1)На автоматизированных самолетах можно летать, как на обычных вс
2) Сначала пилотирование, затем навигация, связь и управление — только в таком порядке!
3) Всегда знайте действующие режимы автоматики (индикацию режимов на пульте управления FMS)
4) Проверяйте точность FMS по наземным радионавигационным средствам
5) Одна голова всегда поднята
6) Когда дела идут не так, как надо, возьми управление на себя
7) Используйте уровень автоматизации, соответствующий решаемой задаче
«Золотые» правила в особых ситуациях
1) Оцените ситуацию, прежде чем действовать
2) Оцените степень опасности и резерв времени
3) Взвесьте возможные варианты
4) Правильно реагируйте на ситуацию
5) Добивайтесь единого понимания проблемы путем обсуждения с другими членами экипажа
6) Применяйте рекомендуемые процедуры и согласованный порядок действий
Факторы, влияющие на выполнение контрольных карт проверок
Пилоты редко умышленно опускают выполнение ККП, такое отклонение от стандартных рабочих процедур зачастую происходит вследствие стечения обстоятельств, прерывающих нормальную последовательность работы в кабине пилотов.
К полному или частичному невыполнению ККП чаще других приводят следующие факторы и условия:
не соответствующий этапу полета темп развития событий, когда какой-либо фактор (отказ системы, попутный ветер и т.п.) меняет динамику полета или время наступления связанного с выполнением ККП события;
отвлечение внимания (например, из-за действий в кабине пилотов);
прерывания (например, радиосвязью);
сложность задания (т.е. неспособность к одновременному решению нескольких задач или чрезмерная рабочая нагрузка);
неправильная расстановка приоритетов (отсутствие модели принятия решения при дефиците времени);
снижение внимания (туннельный эффект) в нестандартных ситуациях или в условиях чрезмерной рабочей нагрузки;
неправильная техника управления ресурсами экипажа (СЯМ) (отсутствие эффективного взаимоконтроля, координации и/или взаимопомощи);
чрезмерная уверенность члена экипажа в своей памяти (самоуверенность);
неоптимальное содержание ККП;
неоптимальный формат ККП;
неправильное распределение обязанностей между членами экипажа;
недостаточное внимание к точному выполнению ККП при переучивании и регулярных тренировках.
Своевременное выполнение ККП является наиболее эффективным средством предупреждения пропуска действий или неправильного выполнения действий.
Влияние автоматизации на качество выполнения полета
Компьютеры не только помогают выполнять полет, но и обеспечивают более эффективное его выполнение.
Компьютер может следить за распределением массы ВС, которое изменяется с расходом топлива, решать, где должно находиться оставшееся топливо, и направлять его туда. Управление положением центра масс представляет собой один из способов экономии топлива и увеличения дальности полета ВС.
Когда самолет входит в зону турбулентности, бортовой компьютер заставляет поверхности управления перемещаться в положение, при котором уменьшается нагрузка на крыло и другие аэродинамические поверхности. Это позволяет проектировать самолет с более низкой нагрузкой на крыло, что приведет к снижению его массы, а следовательно, сделает более экономичным.
Компьютеры позволяют пилотировать менее устойчивое ВС, что повышает его экономичность. Компьютер не подвержен утомлению, как пилот, который постоянно сконцентрирован на управлении, уделяя при этом внимание и другим задачам.
Система решает многие задачи, которые раньше решали пилоты при подготовке полета и в полете с помощью навигационной линейки или расчета в уме.
В полете компьютеры наряду с управлением самолетом выдают информацию об использованном топливе и его остатке, времени до посадки и многих других параметрах, которые на ВС без БМБ пилоты должны рассчитывать сами.
Когда происходит сбой или отказ, сообщение об этом пилотам высвечивается на ЖКД соответствующим цветом, и система автоматически ликвидирует возникшую проблему.
Обычный аргумент против введения автоматизации — то, что замена человека компьютерами, запрограммированными инженерами, никогда не может быть столь же безопасной, как ситуация, когда человек имеет полный контроль над ВС.
Автоматизация приводит к определенному уменьшению физической рабочей нагрузки. Однако она может также привести к увеличению интеллектуальной нагрузки. С увеличением числа процедур, требующих от пилота ввода, проверки и перепроверки информации, вводимой в компьютер, увеличивается и вероятность ошибки пилота.
Находясь вне контура управления, пилот часто не готов принять на себя управление полетом самолета в случае отказа автоматической системы. Эта проблема связана с тем, что пилот, исключенный из контура управления, не имеет обратной связи с различными системами ВС — информации об их состоянии, поступающей через систему управления.
Когда большинство этапов полета выполняет бортовой компьютер, члены экипажа теряют навыки пилотирования, как и другие виды навыков.
Любая система предупреждения может делать ошибки. Если системы слишком чувствительны, это приводит к ложным тревогам; т.е. они будут посылать сигнал тревоги, когда нет никаких отклонений от нормы. Если они малочувствительны, то могут пропустить критические ситуации и, таким образом, не выполнить свои функции. Оба варианта снижают эффективность систем предупреждения в полете и могут привести к АП.
Следует отметить, что при вводе в эксплуатацию компьютеризированных ВС стало очевидным, что система ОВД недостаточно приспособлена для того, чтобы полностью использовать возможности новейших систем оптимизации полета ВС.
Целесообразное распределение и согласование функций между человеком и машиной при восприятии и переработке определенных типов информации
Обнаружение очень небольших изменений в визуальной или звуковой информации -
Обнаружение сигнала с большим количеством фонового шума, такого как огни самолета на фоне освещенного города
Обнаружение ультракоротких или очень длинных звуковых волн типа рентгеновских и радиосигналов - М
Распознание очень небольших изменений в комплексной информации, такой как сложные изображения или звуки
Мониторинг предопределенных событий, таких как превышение нормального расхода топлива - М
Предчувствие необычных или неожиданных событий (интуиция)
Целесообразное распределение функций между человеком и машиной при выполнении специфических задач при обработке информации
Обобщение информации за длительный период, такой как принципы или стратегии
Восприятие подробной информации за длительный период времени, такой как скорость или данные о работе систем - М
Индуктивное определение причин каких-либо событий
Субъективная оценка каких-либо событий
Распределение по приоритетам задач во время большой рабочей нагрузки
Дедуктивное определение причин каких-либо событий - М
Быстрое и точное восстановление сохраненной информации - М
Быстрое и точное выполнение больших вычислений - М
Преобразование полученной информации
Целесообразное распределение функций между человеком и машиной при принятии решений
Индуктивное распознавание причины события
Примерные расчеты и субъективная оценка качества
Распределение по приоритетам задач во время перегрузки работой
Генерация стратегии решения новых проблем
Выработка новых методов решения задачи, когда метод решения не предопределен заранее программой, заложенной в память системы
Целесообразное распределение функций между человеком и машиной в фазе действий после принятие решений
Выдача быстрых и последовательных ответов на определенные сигналы -М
Надежное выполнение многократных действий - М
Выполнение работы в течение длительных периодов времени – М
Выполнение одновременно нескольких операций - М
Точное выполнение операций- М
Точное и плавное выполнение операций с использованием большой силы - М
Эффективное выполнение операций в условиях стресса - М
Выполнение разнообразных и часто меняющихся программных указаний в точном соответствии с инструкцией, пользуясь одним и тем же исполнительным органом (например, рукой)
Стандартные рабочие процедуры
Пунктуальное следование стандартным рабочим процедурам {standard operating procedures — SOP) и применение карт контрольных проверок (ККП) — одно из основных средств предотвращения авиационных происшествий.
Стандартные рабочие процедуры создаются с целью:
учета особенностей эргономики современной кабины пилотов и принципов летной эксплуатации ВС;
обеспечения полного использования возможностей данного типа ВС;
применения ВС во всем диапазоне условий эксплуатации.
Стандартные рабочие процедуры должны быть простыми, ясными, краткими и директивными; степень детализации информации должна выбираться соответственно принципам эксплуатации и уровням подготовки членов экипажей, принятым в авиакомпании.
SOP содержат конкретную информацию о стандартных действиях и обязанностях членов экипажа на каждом этапе полета. Стандартные рабочие процедуры исполняются по памяти, но критически важные операции (например, выбор систем и изменение конфигурации ВС) обязательно должны быть проверены по ККП на соответствующем этапе полета.
Контрольные карты проверок
Пунктуальное следование стандартным процедурам и выполнение карт контрольных проверок (ККП) являются важным средством предупреждения авиационных происшествий.
Стандартные процедуры выполняются членами экипажа по памяти и в индивидуальном для каждой панели кабины ВС порядке. Критические с точки зрения безопасности полета действия (в первую очередь касающиеся конфигурации ВС) должны быть проверены по карте контрольных проверок.
ККП не выполняются методом "читай и делай" (read and do), а применяются после завершения последовательности действий по стандартным рабочим процедурам. Правильное выполнение ККП крайне важно для безопасной эксплуатации ВС, особенно перед взлетом или заходом на посадку и посадкой.
Для эффективности контроля по ККП существенно соблюдение следующих общих правил:
во избежание спешки и прерываний, противоречащих требованиям безопасности, выполнение ККП следует (по возможности) планировать на периоды меньшей рабочей нагрузки;
распределение времени и рабочей нагрузки (т.е. учет возможностей другого члена экипажа) являются ключевыми в определении момента начала и эффективности выполнения контроля по ККП.
Основной принцип выполнения ККП: запрос — ответ (challenge and response). Критические пункты требуют обязательного подтверждения пилотирующего пилота (PF); по другим, менее значимым, запрос — ответ может выполнить непилотирующий пилот (PNF).
Для лучшего взаимодействия и взаимопонимания между членами экипажа ВС всегда следует применять следующие стандартные правила:
отвечающий член экипажа должен отвечать только после проверки или корректировки конфигурации;
если достижение требуемой конфигурации невозможно, то отвечающий член экипажа объявляет фактическое состояние;
во всех случаях запрашивающий пилот должен дождаться ответа (и проверить его правильность) до перехода к следующему пункту;
Р№ должен сообщать об окончании контроля по карте.
При необходимости прерывания ККП по какой-либо причине РБ объявляет об этом. Продолжение контроля по карте начинается с команды: "Возобновить выполнение ККП с пункта...". При возобновлении ККП после прерывания следует повторить последний завершенный пункт — такое перекрытие предотвращает пропуск следующего пункта ККП.
Снижение степени риска при выполнении полета
Средством ограничения риска со стороны экипажа являются анализ потенциально опасных факторов и выбор методов, снижающих их влияние на безопасность полета. Ограничению степени риска способствует правильный выбор приоритетов. Допустимая степень риска может быть определена как предел, за которым наступает:
либо явная опасность и необходимость, например, ухода на второй круг или запасной аэродром;
либо высокая вероятность возникновения опасной ситуации (например, любой ошибки при нестабилизированном заходе на посадку даже на сухую ВПП достаточной длины).
Ориентированные на повышение безопасности практические методы ограничения степени риска составляют основу модели принятия тактических решений.
Особенности выполнения полетов увеличенной дальности самолетами с двумя газотурбинными двигателями.
ETOPS:
Полет увеличенной дальности — любой полет, выполняемый самолетом с двумя газотурбинными силовыми установками, при котором время полета с крейсерской скоростью (в условиях МСА и в штилевых условиях) при одной неработающей силовой установке от какой-либо точки маршрута до соответствующего требованиям запасного аэродрома превышает пороговое время, установленное государством эксплуатанта.
Пригодный запасной аэродром — соответствующий аэродром, на котором согласно метеорологическим сводкам или прогнозам при любом сочетании тех и других данных метеорологические условия в ожидаемое время его использования будут соответствовать требуемым эксплуатационным минимумам аэродрома или превышать их, а сообщения о состоянии поверхности ВПП свидетельствовать о возможности безопасного выполнения посадки.
Соответствующий запасной аэродром — аэродром, на котором может быть обеспечено выполнение требований к посадочным характеристикам, который, как ожидается, будет открыт для посадки, когда в этом возникнет потребность, и на котором имеются: ОВД, светотехническое оборудование, средства связи, метеорологическое обслуживание, навигационные средства, аварийно-спасательная и противопожарная служба, а также одна приемлемая схема захода на посадку по приборам.
Необходимо обратить внимание на следующие аспекты этих правил, касающиеся деятельности экипажа.
Перед полетом экипаж должен проверить исправность систем самолета и, прежде всего, систему управления полетом (ТМ^), характеристики и состояние средств связи и навигационного оборудования и возможность их использования в полете; выполнить тщательный расчет потребного количества топлива; проверить наличие информации о соответствующих летно-технических характеристиках конкретного ВС.
В полете увеличенной дальности экипаж должен быть способен выполнить следующее:
в случае отказа силовой установки следовать до ближайшего (с точки зрения наименьшего полетного времени) аэродрома, пригодного для посадки;
в случае единичного или множественных отказов основной самолетной системы следовать до ближайшего подходящего аэродрома и выполнить посадку на нем, если нет признаков того, что с учетом последствий данного отказа для полета и вероятности последующих отказов и их последствий при продолжении запланированного полета не произойдет значительного понижения уровня безопасности;
в случае возникновения изменений, влияющих на состояние оборудования, входящего в перечень минимального оборудования (MEL), средств связи и навигационных средств, запаса топлива и масла, запасных аэродромов на маршруте или на летно-техниче- ские характеристики самолета, внести соответствующие коррективы в план полета.
Положительный опыт полетов по "120-минутному" правилу ETOPS позволил ИКАО рассмотреть возможность 180-минутных полетов по правилам ETOPS. Введение "180-минутного" правила ETOPS было особенно важно для авиакомпаний, потому что это означало, что почти любой маршрут в мире может обслуживаться самолетами с двумя ГТД. Такие правила были введены в январе 1989 г.
Перед выполнением полетов по правилам ETOPS экипажи должны пройти профессиональную подготовку. Первоначальное обучение включает в себя теоретический этап и практическое обучение. Этап практического обучения осуществляется на ВС или сертифицированных авиационных тренажерах. В результате обучения экипаж должен продемонстрировать, что способен продолжить полет до безопасной посадки в ожидаемых ухудшенных эксплуатационных условиях, которые могут возникнуть в результате полной потери тяги на одном двигателе; полной потери электрической энергии, вырабатываемой силовой установкой, и в любых других условиях, которые авиационные власти считают эквивалентными по величине риска двум приведенным выше ситуациям.
Ограничение максимальной скорости
Среди условий, определяющих безопасность полетов ВС, особо важное место занимает прочность его конструкции.
Недостаточная прочность может стать причиной авиационного происшествия или предпосылкой к нему. С другой стороны, чрезмерное увеличение запаса прочности приводит к увеличению массы конструкции ВС, что помимо ухудшения летно-технических характеристик отрицательно сказывается на экономичности полетов.
Для достижения хороших экономических показателей при достаточно высоком уровне безопасности полетов прочность конструкции ВС должна наиболее полно соответствовать тем нагрузкам, которые возникают в процессе его летной эксплуатации в ожидаемых условиях.
Ограничение по прочности для самолетов определяется значением скоростного напора <?прсд, предельно допустимым для данного самолета и устанавливаемым обычно исходя из условий обеспечения необходимой местной прочности конструкции. Значение #пред для данного самолета выбирают при его проектировании.Для каждого самолета значение #пред связано со значением скоростного напора <7ра.,р, при котором начинается разрушение конструкции, соотношением
где/—
коэффициент запаса прочности. Для
транспортных самоле-
тов/=
1,5...2,0.
гр Р Н г пред
Так как #пред = —то предельно допустимая истинная скорость, соответствующая <?пред, определяется по формуле
Таким образом, максимальная скорость полета ограничивается по условиям соблюдения прочности конструкции ВС.
Прочность конструкции шасси и закрылков накладывает ограничения на максимально допустимые скорости полета.
Выпуск закрылков на скоростях, превышающих максимально допустимую скорость полета с выпущенными закрылками, может привести к разрушению не только закрылков, но и крыла самолета, и поэтому он крайне опасен.
Чем больше угол выпуска закрылков, тем меньше максимально допустимая скорость полета. Значения предельно допустимых скоростей полета самолета в различных конфигурациях, а также в момент изменения конфигурации приведены в РЛЭ.
При полете со скоростями, превышающими допустимые скорости, могут возникнуть явления, определяемые нежесткостью конструкции (реверс элеронов, тряска элерона, флаттер, "валежка" и др.).
Ограничение числа М
Ограничение числа М (числа Маха) вводится для самолетов, аэродинамические характеристики и энерговооруженность которых позволяют достигать таких скоростей, когда влияние сжимаемости может в значительной мере ухудшить летно-технические характеристики и характеристики устойчивости и управляемости.
При увеличении числа М свыше 0,4 подъемная сила крыла плавно возрастает при незначительном увеличении лобового сопротивления.
Аэродинамические характеристики крыла будут плавно изменяться до определенного числа М, начиная с которого на верхней поверхности крыла местная скорость станет равной местной скорости звука. Такое число М называется критическим и обозначается Мкр.
При М > на верхней (а при больших околозвуковых скоростях полета и на нижней) поверхности крыла образуются местные зоны сверхзвуковых скоростей, заканчивающиеся прямыми скачками уплотнения. Явление образования на крыле местных сверхзвуковых зон и скачков уплотнения, сопровождающееся резким падением подъемной силы и еще более резким увеличением лобового сопротивления, называется волновым кризисом. Помимо ухудшения аэродинамических характеристик крыла при М > Мкр резко ухудшаются характеристики устойчивости и управляемости самолета.
Число М полета скоростных самолетов ограничивается величиной
Мпред =Мкр-АМ, где АМ — запас по числу М, равный 0,05...0,1.
Нарушение ограничения числа М может привести к возникновению таких опасных явлений, как обратная реакция по крену на отклонение руля направления, затягивание в пикирование, "валежка" и др.
В полете с околокритическими числами М уменьшение фактического угла стреловидности % выдвинутого вперед полукрыла при отклонении руля направления создает условия для более раннего возникновения на этом полукрыле волнового кризиса (рис. 12.2). Падение подъемной силы при волновом кризисе приводит к образованию кренящего момента на другое (на рис. 12.2 правое) полукрыло, т.е. проявляется обратная реакция по крену на отклонение руля направления - крен в сторону скольжения.
Одним из признаков превышения предельного числа М является затягивание самолета в пикирование. Суть этого явления состоит в следующем. Пусть самолет летит с некоторым числом М) > > Мпред и сбалансирован на определенном угле атаки (рис. 12.3). При увеличении числа М полета до значения М2, как следует из зависимости сДМ), значение подъемной силы крыла уменьшится (У2 < К[). Кроме того, центр давления сместится назад. Таким образом, кабрирующий момент крыла уменьшится (Мй < Мг1).
Так как скорость потока в области горизонтального оперения меньше скорости потока, набегающего на крыло, то критическое число М оперения больше Мкр крыла. Этому способствует и то, что оперение имеет более тонкие профили, чем крыло. Следовательно, волновой кризис на горизонтальном оперении начинается при больших числах М, чем на крыле. Это видно из сравнения кривых с,(М) для крыла и оперения, приведенных на рис. 12.3.
При
М = М2
подъемная сила горизонтального оперения
увеличивается, что ведет к увеличению
пикирующего момента горизонтального
оперения Мгто\
Таким образом, уменьшение кабрирующего момента крыла и увеличение пикирующего момента горизонтального оперения приводят к затягиванию самолета в пикирование.
Нарушение ограничения числа М так же, как и нарушение ограничения максимальной скорости, как указывалось, может привести к "валежке". Это может быть вызвано геометрической несимметричностью полукрыльев, вследствие которой при полете с числом М > Мпред на одном из полукрыльев волновой кризис может начаться раньше, чем на другом, что приведет к появлению кренящего момента на то крьшо, где волновой кризис начался раньше.
Тенденция к "валежке" может иметь место на всех высотах. На больших высотах "валежка" может появиться при меньших (по сравнению с малыми высотами) скоростях полета, так как на больших высотах Мкр будет достигаться на меньшей скорости.
При возникновении явлений, связанных с нарушениями максимальной скорости и числа М, пилот должен устранить причины, приведшие к этим явлениям, т.е. уменьшить скорость и число
М полета уменьшением тяги двигателей. Только после этого с помощью органов управления самолет надо вернуть к исходному режиму полета.