Методология формирования обликовых эксплуатационно-технических характеристик высокоэффективных самолетов нового поколения (стр. 1 )

На правах рукописи

Рухлинский Виктор Михайлович

Методология формирования обликовых ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ характеристик высокоэффективных самолетов нового поколения

Специальность: 05.22.14 – Эксплуатация воздушного транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена на кафедре «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей» Московского Государственного Технического Университета Гражданской Авиации (МГТУ ГА)

Научный консультант:	профессор, доктор технических наук
Официальные оппоненты:	профессор, доктор технических наук
	профессор, доктор технических наук
	профессор, доктор технических наук
Ведущая организация:	Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (ГосНИИ ГА)

Защита диссертации состоится «____» _____________ 200__ г. на заседании Диссертационного совета Д.223.011.01 при Московском государственном техническом университете гражданской авиации (адрес: ГСП-3, Москва, 125993, А-493, Кронштадтский бульвар, 20).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан «____» ____________200__ г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.223.011.01

профессор, доктор технических наук

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-технической проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение и связанной с повышением эффективности авиационной транспортной системы на основе разработки требований к отечественной промышленности по созданию высокоэффективных самолетов нового поколения. На 36-й Ассамблее ИКАО (сентябрь 2007 г.) мировое авиационное сообщество выделило несколько главных проблем, стоящих перед гражданской авиацией мира:

·  повышение безопасности полетов в связи негативной тенденцией снижения ее уровня;

·  снижение степени отрицательного воздействия результатов авиационной деятельности на окружающую среду;

·  экономические проблемы, связанные с резким повышением цен на авиационное топливо;

·  обеспечение эффективной и безопасной эксплуатации самолетов в экстремальных условиях (Арктики и Крайнего Севера), обусловленной амбициозными планами освоения Арктических природных богатств пятью государствами (Российская Федерация, Канада, Норвегия, Дания, США).

Широко известны работы ученых, направленные на решение указанных проблем, в частности, следует выделить работы , , , М. Милде, , М. Трюмо, ,

Исследования, выполненные научно-исследовательскими институтами ЦАГИ, ГосНИИ ГА, ЛИИ им. Громова, МГТУ ГА, ГосНИИ «Аэронавигации», ОКБ – разработчиками ВС и др., позволили создать отечественные самолеты нового поколения Ил-96-300, Ту-204, Ан-124-100, Бе-200, Ту-334, Ил-96 М, Ан-148, Ан-74, Ил-76 и др., которые не уступают по ряду эксплуатационно-технических характеристик западным самолетам-аналогам В 767, А-340, В 757, А-320 и др.

Однако, проведенный анализ состояния безопасности полетов в Российской Федерации и государствах СНГ свидетельствует о крайне низком ее уровне. За последние 7 лет в коммерческой гражданской авиации указанных государств произошло 195 авиационных происшествий, в том числе 79 катастроф, в которых погибли 1242 человека.

Кроме того, по результатам системного анализа, проведенного Межгосударственным авиационным комитетом, установлено, что в РФ:

- около 70% авиаперевозок осуществляются на магистральных самолетах 60…70-х годов выпуска, которые не соответствуют современным требованиям по «шумам», «эмиссии», расходам топлива и которые выработали более 70% суммарного назначенного ресурса;

- крайне низкие показатели интенсивности использования самолетов по назначению (в 5 и более раз ниже, чем на зарубежных ВС-аналогах);

- не разработана и не принята значительная часть нормативно-правовых и нормативно-технических правил, гармонизированных с международными стандартами;

- затраты на авиационное топливо в себестоимости авиаперевозок составляют от 40 до 60%;

- система подготовки авиационного персонала требует серьезных преобразований.

Все новые типы западных самолетов В 777, А-340, А-380, В 787 проектируются и строятся по классической схеме, решая вопросы обеспечения требуемой пассажировместимости (500…600 пассажиров) традиционным способом – путем увеличения габаритов фюзеляжа, и увеличивая массу его конструкции (самолет А-380 – более 600 т). Разработчики новой авиационной техники в основном работают над модернизацией серийных типов самолетов.

Начало проектирования любого самолета для нужд ГА связано с созданием первоначального облика будущего типа самолета, базирующегося на необходимости решения проблем, стоящих перед гражданской авиацией.

Как правило, в истории отечественного самолетостроения этот облик формировался головными институтами гражданской авиации (ГосНИИ ГА, ГосНИИ «Аэронавигация», ГП и НИИ Аэропроект) и представлялся в виде технических заданий (ТЗ) ОКБ авиационной промышленности.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является научное обоснование условий и требований по формированию обликовых характеристик гражданских самолетов нового поколения, обеспечивающих их высокоэффективную и безопасную эксплуатацию.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных первостепенных задач:

1. Анализ действующей стратегии формирования облика разрабатываемых отечественных и зарубежных типов самолетов и выбор исследуемых обликовых характеристик.

2. Исследование и обоснование, с учетом международных стандартов, критических параметров ожидаемых условий эксплуатации, обуславливающих облик вновь разрабатываемых типов самолетов.

3. Разработка метода снижения риска при производстве полетов в экстремальных условиях.

4. Исследование и разработка метода управления надежностью систем и оборудования самолетов, эксплуатируемых в экстремальных условиях.

5. Разработка математической модели оптимизации процесса технической эксплуатации самолетов.

6. Разработка методологических основ формирования облика перспективных типов самолетов с учетом критических ожидаемых условий эксплуатации.

7. Разработка универсального критерия оценки уровня безопасности полетов.

8. Разработка системы гармонизированных с международными требованиями авиационных правил национального регулирования в условиях массовой эксплуатации самолетов нового поколения.

9. Апробация и внедрение результатов исследования в теорию и практику эксплуатации серийных, вновь создаваемых и перспективных типов самолетов.

Научная новизна результатов диссертационного исследования заключается в том, что впервые:

1. Проведен выбор и обоснован состав обликовых характеристик вновь создаваемых типов самолетов с учетом повышенных требований по обеспечению эффективности их эксплуатации и безопасности полетов.

2. Научно обоснована минимально необходимая и достаточная совокупность критических параметров ожидаемых условий эксплуатации, учитываемых при формировании облика новых типов самолетов.

3. Разработана методология формирования облика вновь создаваемого типа самолета, основанная на предложенных в работе методах:

-  управления 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;

-  снижения риска возникновения происшествия при производстве полетов в экстремальных условиях, достигаемого за счет совершенствования конструктивно-технологических свойств самолетов и всей инфраструктуры системы эксплуатации;

-  оценки уровня безопасности полетов, проводимой с использованием нового универсального критерия («критерия ущерба»), обеспечивающего максимальную объективность анализа безопасности полетов;

-  оптимизации 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. Проведена сравнительная технико-экономическая оценка эффективности серийных и перспективных типов гражданских самолетов.

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносится методология формирования обликовых эксплуатационно-технических характеристик высокоэффективных самолетов нового поколения, которая включает следующие основные теоретические модели, методы и научно-практические положения:

·  структурно-логическая схема обоснования исследуемых обликовых характеристик вновь создаваемых и перспективных типов гражданских самолетов и критических параметров ожидаемых условий их эксплуатации;

·  метод снижения риска катастрофической ситуации при производстве полетов в экстремальных условиях;

·  метод управления надежностью систем и оборудования самолетов с учетом экстремальных эксплуатационных условий;

·  математическая модель оптимизации процесса технической эксплуатации самолетов;

·  универсальный критерий оценки уровня безопасности полетов;

·  механизм построения системы авиационных правил государственного регулирования безопасности полетов.