Методология формирования обликовых эксплуатационно-технических характеристик высокоэффективных самолетов нового поколения (стр. 8 )

Более короткий фюзеляж позволяет снизить риски ударов концевой его частью на этапах взлета и посадки при больших углах атаки.

С целью повышения надежности систем самолета М-60 автором разработана методика оценки и управления эксплуатационной надежностью при его эксплуатации в условиях Крайнего Севера и Арктики. На основании проведенных исследований разработаны общие положения методики оценки и управления эксплуатационной надежностью в условиях Крайнего Севера на основании поддержания в требуемом диапазоне «эффективной температуры» самолета. С целью проверки положений методики была разработана программа и организована подконтрольная эксплуатация самолетов Ту-134А Архангельского авиапредприятия. При этом выделены самолеты – представители парка с наработкой от 5000 до 9000 л. ч и от 3000 до 6000 полетов; определены экстремальные эксплуатационные условия, обусловливающие цель исследования; организованы сбор, обработка и анализ статистической информации по принятой для исследования схеме; определены режимы специальных наземных исследований с привлечением технических средств и хронометража. Материалы по результатам обработки экспериментальных данных и результаты статического моделирования, полученные теоретическим путем, сравнивались на предмет подтверждения и адекватности. Параметр потока отказов в экстремальных условиях, при направленной организации процесса технического обслуживания и оптимальной интенсивности эксплуатации самолетов, был обеспечен на уровне значений, соответствующих эксплуатации самолетов в нормальных условиях. На парке самолетов Ту-134А параметр потока отказов в условиях Архангельского авиапредприятия составлял ωс (tн)- 0,056 отк/ч. В результате направленной подконтрольной эксплуатации снижение уровня надежности было достигнуто до величины 0,0068 отк/ч. При этом в течение наблюдаемого года инцидентов, связанных с надежностью авиационной техники, зарегистрировано не было.

Заключение

Цель диссертационного исследования – научное обоснование условий и требований по формированию обликовых характеристик самолетов нового поколения, обеспечивающих их высокоэффективную и безопасную эксплуатацию, достигнута.

В соответствии с поставленной целью:

1. Выявлены и исследованы наиболее критические факторы риска (узкие места) при эксплуатации самолетов классической схемы:

- возрастание плотности самолетов на эшелонах используемого диапазона высот;

- высокие минимально допустимые посадочные и взлетные скорости;

- ограничение запасов размеров сложившейся аэродромной сети РФ (ВПП) и требуемой удельной нагрузки;

- незащищенность двигателей от попадания посторонних предметов;

- риск отказа (отключение) всех двигателей в полете и, при этом, существенно меньшая (по сравнению с предлагаемыми самолетами) дальность планирования;

- ограничение запаса при наборе/снижении высоты и пролете препятствий (в том числе при отказе двигателя);

- низкий уровень надежности самолета и его систем в критических условиях воздействия внешней среды;

- возникновение разворачивающего момента при отказе двигателя на взлете/посадке;

- достижение близких к предельным значений весового совершенства, аэродинамического качества и топливной эффективности у самолетов классической схемы.

2. Разработаны программа и методика, по которым проведена подконтрольная эксплуатация парка самолетов Ту-134 в условиях Крайнего Севера с целью проверки адекватности теоретических положений методики и выработанных автором рекомендаций по управлению надежностью самолетного оборудования в реальных эксплуатационных условиях.

По результатам эксплуатации в условиях оптимального сочетания управляющих эксплуатационных воздействий было обеспечено снижение параметра потока отказов с 0,056 от/ч до 0,0066 от/ч.

Решена задача оптимизации процесса технической эксплуатации парка самолетов по критерию эффективности с учетом экстремальных природно-климатических условий.

3. Разработана методология формирования облика самолетов нового поколения, основанная на моделях, методах и научно-практических положениях, позволяющих решать следующие задачи:

3.1. Управление (по критерию эффективности) надежностью систем и оборудования самолетов, эксплуатируемых в экстремальных условиях (Арктика, Крайний Север, Сибирь), построенного по результатам корреляционного анализа влияния критических эксплуатационных факторов на изменение технического состояния авиационной техники;

3.2. Снижение риска возникновения авиационного происшествия при производстве полетов в экстремальных условиях, достигаемое за счет совершенствования конструктивно-технологических свойств самолетов и всей инфраструктуры системы эксплуатации;

3.3. Оценку уровня безопасности полетов, проводимая с использованием нового универсального критерия («критерия ущерба»), обеспечивающего максимальную объективность анализа безопасности полетов. Универсальность критерия заключается в независимой комплексной оценке безопасности полетов самолетов всех классов и любого назначения;

3.4. Оптимизацию процесса технической эксплуатации самолетов по критериям эффективности с учетом экстремальных условий эксплуатации с аналитическим представлением целевой функции методом группового учета аргументов на основе регрессионного многофакторного анализа.

4. В результате исследований по разработанной методологии сформирован облик самолетов нового поколения, обеспечивающих минимальные риски возникновения авиационных происшествий при производстве полетов в экстремальных условиях за счет:

- сокращения пробега на взлете/посадке до 1200…1500 м;

- снижения допустимых взлетно-посадочных скоростей до 200 км/час;

- осуществления по крутой траектории набора высоты и снижения при пролете препятствий;

- увеличения высоты маршрутных полетов свыше 12000 м (полеты на незагруженных эшелонах);

- снижения удельной нагрузки на ВПП до 6 кг/см2 (применимость грунтовых ВПП) для региональных самолетов;

- гораздо более высокой защищенности авиадвигателей от попадания посторонних предметов;

- возможность продолжительного планирования (до 300 км) с высоты 14…15 км, достаточного для выбора площадки и безопасной посадки при отказе всех двигателей;

- отсутствия разворачивающего момента при отказе двигателя на любом этапе полета.

5. В работе получено подтверждение того, что самолеты нового поколения за счет совершенства их конструктивно-технологических и эксплуатационно-технических характеристик позволят получать экономию до 25…30% по удельному расходу топлива, снижать до 20…25% массу конструкции самолета по сравнению с лучшими мировыми образцами самолетов-аналогов, повысить комфорт для пассажиров и экипажа, успешно решать проблемы снижения шума и эмиссии в соответствии с современными требованиями и нормами стандартов и рекомендуемой практики ИКАО.

6. В качестве одного из направлений предлагается к разработке внедрению семейство самолетов М-60 экспериментального машиностроительного завода им. , с которым автор проводил исследования с 1986 года.

В 2000 году полученные результаты исследований и разработок были запатентованы (Патент г.).

Данные результаты по формированию облика семейства самолетов нового поколения рекомендуются для использования при разработке и обосновании технических заданий (ТЗ) научно-исследовательскими институтами гражданской авиации.

7. С целью повышения эффективности государственного регулирования авиационной транспортной системой, оснащенной самолетами нового поколения, разработана и внедрена в Международной организации гражданской авиации (ИКАО), а также в ряде государств региона СНГ (Республике Казахстан, Кыргызской Республике, Республике Таджикистан, Азербайджанской Республике, Армении), странах Ближнего Востока и Южной Азии система авиационных правил, включающая Типовой Воздушный Кодекс, АП-ЭКС-1, гармонизированные с европейскими JAR-OPS-1 (коммерческие самолеты), АП-ЭКС-3, с европейскими JAR-OPS-3 (коммерческие вертолеты), АП-М и АП-145, с европейскими Part-M и Part-145, Руководство по производству полетов для авиакомпаний, Руководство по выдаче лицензий для авиационного персонала.

Указанная система правил соответствует стандартам ИКАО и выполнена на двух рабочих языках – русском и английском.

Публикации по теме диссертационной работы

Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, опубликованы в следующих основных печатных работах автора.

Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования России для публикации основных научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук

1.  , Рухлинский способность воздушного пространства и безопасность полетов самолетов нового поколения. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 74 (8), 2004, стр. 118-124.

2.  , Рухлинский эффективность самолетов гражданской авиации нового поколения. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 74 (8), 2004, стр. 106-117.

3.  Рухлинский представление целевой функции методом группового учета аргументов. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 000, 2008, стр. 32-38.

4.  Рухлинский влияния условий эксплуатации на эффективность функционирования системы «оператор – внешняя среда – воздушное судно». // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 000, 2007, стр. 27-36.

5.  Рухлинский анализ особокритических условий эксплуатации. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 000, 2007, стр. 17-26.

6.  , Чинючин процесса технической эксплуатации в экстремальных условиях. // Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, № 000, 2008, стр. 24-31.