Методология формирования обликовых эксплуатационно-технических характеристик высокоэффективных самолетов нового поколения (стр. 7 )

Таблица 1

Оптимальные значения эксплуатационных факторов.

ωс

Глава 4 посвящена разработанной автором методологии и механизму создания системы авиационных правил государственного регулирования и управления процессами эксплуатации самолетов, соответствующих стандартам ИКАО и международной практике.

Предлагаемая методология базируется на обобщении опыта трех основных школ эксплуатации:

- советской школы эксплуатации самолетов, действующей на основе национальных авиационных правил (Наставление по производству полетов, Наставление по технической эксплуатации авиационной техники и др.);

- европейской школы эксплуатации, которая регулируется системой европейских обязательных правил: JAR-OPS-1 (коммерческие самолеты); JAR-OPS-3 (коммерческие вертолеты); PART-M, PART-145, регулирующих сохранение летной годности самолетов; JAR-OPS-2, JAR-FCL и т. д.

- школы, основанной на соблюдении требований стандартов и рекомендуемой практики ИКАО (SARPs), в первую очередь Приложений 1, 6, 8 и 16, с учетом передового опыта мирового авиационного сообщества.

Разработанная методология учитывает наличие трех видов собственности – государственная, частная, частно-государственная, при этом отражены особенности эксплуатации трех состояний парка самолетов: разработки советско-российского производства; западного производства и смешанный парк (частично советского и частично западного производства).

Из всех существующих систем авиационных правил в качестве основы выбрана европейская система по признаку новизны по отношению к существующим, а также по признаку максимальных международных перевозок авиакомпаний стран СНГ, в том числе и РФ.

В качестве ограничений выбраны условия эксплуатации РФ и государств региона СНГ.

При разработке требований применительно к РФ и государствам СНГ были использованы наиболее жесткие требования каждой из представленной выше школ, однако при этом учитывалась возможность реализации этих требований в конкретных условиях конкретных государств. Это дало возможность применения правил с учетом реальных условий.

Систему авиационных правил можно представить как трехуровневую иерархическую структуру, рис. 11.

I уровень – Типовой воздушный кодекс, основополагающий закон, регулирующий деятельность гражданской авиации по всем ее направлениям, учитывающий все международные конвенции, которые ратифицировало государство (утверждается Парламентом и вводится в действие Указом Президента).

II уровень – авиационные правила, включающие государственные требования ко всем эксплуатантам, авиационному персоналу и центрам технического обслуживания и ремонта авиационной техники (разрабатывается Авиационными властями).

Рис. 11. Общая иерархическая структура авиационных правил.

III уровень – авиационные правила являются развитием правил II-го уровня в условиях конкретной авиакомпании, аэропорта, центра УВД и т. д. (разрабатывается авиакомпаниями, аэропортами и др.).

Указанная система правил выполнена на русском и английском языках, прошла экспертную оценку специалистов инспекций, летных и инженерных служб государств региона СНГ, экспертов европейских авиационных структур и экспертов аэронавигационного бюро ИКАО и издана в качестве инструктивного материала ИКАО, рекомендованного к внедрению в государствах авиационного сообщества.

Особое внимание в данной главе работы уделено разработке нового универсального критерия оценки безопасности полетов. Существующие критерии (показатели) оценки безопасности полетов, как абсолютные (количество авиационных происшествий, катастроф), так и относительные (количество авиационных происшествий, катастроф, отнесенные к объему транспортной работы: налету часов, количеству полетов, количеству перевезенных пассажиров, километражу и т. д.), которые используются в официальных документах ИКАО и других международных организациях гражданской авиации не являются в полной мере универсальными, не могут достаточно объективно оценивать фактическое состояние уровня безопасности полетов как в отдельных государствах, так и по регионам мира.

Достаточно привести данные ИАТА по региону СНГ в 2006 году: количество катастроф на 1000000 отправленных пассажиров составило 8,6; в Африке – 4,31; в Латинской Америке – 1,8; в Европе – 0,32; в Северной Америке – 0,49; в Азии – 0,69.

В то же время, данные IFALPA следующие: СНГ – 4,6; в Африке – 12; в Латинской Америке – 2,4; в Европе – 0,7; в Северной Америке – 0,5 и в Азии – 1,9, а по данным МАК: по СНГ – 0,25 катастроф на 100 тысяч часов налета для самолетов 1…3 классов.

Очевидно, что должны быть подходы к оценке уровня безопасности полетов, основанные на учете не только фактической, но и потенциальной опасности авиационных происшествий. Возникает необходимость создания универсального критерия, соответствующего новому определению безопасности полетов, принятому ИКАО. В работе предложен критерий, основанный на поправочных коэффициентах, учитывающих страховые выплаты за нанесенный ущерб от авиационного происшествия – «Критерий ущерба» - Ку. Для приведения нормативных значений по видам страховых выплат к общему знаменателю необходимо введение переводных коэффициентов, соответствующих требованиям Монреальской Конвенции гражданской авиации (1998 г.):

(37)

где: I – количество инцидентов;

E – количество авиационных происшествий;

Nпасс. – количество перевезенных пассажиров;

– коэффициент, пропорциональный страховым выплатам за гибель пассажиров и членов экипажа;

– коэффициент, пропорциональный страховым выплатам за раненых

авиапассажиров и членов экипажа;

– коэффициент, пропорциональный страховым выплатам за ущерб, нанесенный третьим лицам;

– коэффициент, пропорциональный страховым выплатам за самолет;

– коэффициент перевода страховых выплат по Варшавской Конвенции, по ряду Протоколов к Варшавской Конвенции и Монреальской Конвенции 1998 г.

С помощью данного универсального критерия можно количественно оценить уровень безопасности полетов в указанный период времени: при полетах на самолетах регулярных и чартерных перевозок, на вертолетах и самолетах малой авиации, комплексно и объективно характеризуя этот уровень в масштабах отдельного государства или региона.

В качестве статистических данных для определения коэффициента ущерба Ку предлагается использовать банк данных страховой компании «Ллойд».

Глава 5 посвящена практической реализации результатов исследования по формированию облика самолетов нового поколения в качестве одного из направлений на примере проектов семейства высотных, летающих до 20 км, самолетов М-60, разрабатываемых на ЭМЗ им. , с новой аэродинамической схемой, с несущим фюзеляжем и верхним расположением двигателей в его хвостовой части и прямым крылом большого удлинения.

В результате применения необычной аэродинамической схемы был достигнут высокий проектный уровень летно-технических и технико-экономических характеристик, соответствующих разработанным и научно-обоснованным требованиям к вновь создаваемым и перспективным типам самолетов.

Самолеты семейства М-60 с крылом большого удлинения в сочетании с несущим фюзеляжем и в присутствии «экрана» позволяют уменьшить скорость взлета и посадки, а отсутствие сложной взлетно-посадочной механизации на крыле существенно повышает безопасность полетов и снижает массу конструкции самолета.

Снижение значений скоростей взлета-посадки, длины разбега-пробега позволяет эксплуатировать самолет с коротких ВПП (до 1500 м) по сниженной категории, что ведет к расширению сложившейся аэродромной сети, включая регионы Крайнего Севера, Сибири и Арктики.

Интеграция фюзеляжа, обладающего подъемной силой, с высоко несущим крылом большого удаления позволяет получить высокие значения аэродинамического качества (К>20) и снизить массу конструкции за счет разгрузки крыла несущим фюзеляжем более, чем на 25% (для расчетного случая нагрузки).

Самолеты оснащены двухконтурными турбореактивными двигателями, расположенными над поверхностью фюзеляжа, удаленными от крыльев и топливных баков в отдельной мотогондоле со сливом пограничного слоя. Между двигателями установлена противопожарная перегородка, одновременно являющаяся конструктивным элементом для крепления двигателей. Отсутствие пилонов для их установки и наличие коротких трасс систем запуска самолета (ВСУ также расположена в хвостовой части фюзеляжа), позволяет получить значительную экономию за счет снижения массы конструкции самолета.

Вышеуказанные преимущества позволяют получить более низкие значения расходов топлива на пассажирокилометр по сравнению с его мировыми аналогами (по расчетам ЭМЗ до 25%).

Существенно снижен шум в салоне и на местности за счет верхнего расположения двигателей, экранирования выхлопной струи сопла хвостовой частью фюзеляжа и 2-мя килями, понижен эффект эмиссии за счет снижения удельного расхода топлива.

Двигатели естественным путем защищены от попадания посторонних предметов благодаря защите их фюзеляжем.

При отказе одного двигателя создаются намного меньшие разворачивающие и кренящие моменты.

Безотрывное устойчивое течение потока на верхней поверхности фюзеляжа в широком диапазоне углов атаки (- 50≤ α ≤ 280) и скольжения (│β│≤ 200) создает благоприятные условия для работы воздухозаборников двигателей.