Текст книги "Человек и безопасность полетов. Научно-практические аспекты снижения авиационной аварийности по причине человеческого фактора"

Нетрадиционный подход к оценке надежности авиационной техники
А. В. Чунтул, С. Б. Лукьянов, О. А. Косолапов, В. И. Дудин, В. Н. Курило

Авиационные происшествия и инциденты, особенно в последние годы продолжают расти, затрагивая государственные и политические интересы, нанося серьезные моральные и финансовые потери обществу.

В человеческом сознании усиливается чувство тревожности за исход полета, неуверенности в надежности авиационной техники. Это в свою очередь неблагоприятно сказывается на психике пассажиров, которые в момент посадки в самолет и до окончания полета испытывают эмоциональный дискомфорт различной степени. Кто-то молится Богу, кто-то употребляет успокаивающие лекарства или спиртные напитки. Самолет перед вылетом тщательно проверяется техническими службами, докладывается о его исправности, а через некоторое время после взлета он терпит катастрофу и хоронит под своими обломками экипаж и сотни пассажиров. Исключение не делается ни для министров, ни для банкиров, ни для простых смертных. Отсюда напрашивается вывод, что современные традиционные методы не позволяют обеспечить абсолютно точную и своевременную диагностику технического состояния и надежности авиационной техники. Поэтому остается вероятность ошибки и выпуска в полет самолета со скрытыми дефектами.

Вместе с тем, по прогнозам специалистов в ближайшие 10–15 лет мировой парк пассажирских и грузовых самолетов увеличится более чем на 50 %. Естественно, что при существующих методах диагностики их технического состояния возрастет и аварийность. Однако рост аварийности будет опережать рост количества самолетов в 2 и более раза, достигнув к 2010 году 222 % в сравнении с уровнем конца нашего тысячелетия. Этот прогноз вызывает серьезную тревогу и озабоченность, как разработчиков, так и эксплуатантов авиационной техники. Создаются новые структуры, вкладываются огромные материальные средства, а проблема безопасности решается очень медленно. Так, в настоящее время наблюдается существенная разница между возрастающими финансовыми затратами ведущих авиастроительных компаний в систему обеспечивания безопасности и реальными успехами снижения аварийности. Практически последние 10–15 лет годовой показатель катастроф на миллион полетов в классе реактивных грузовых и пассажирских самолетов в основном держится на одном и том же уровне, не снижаясь. Поэтому сегодня актуальными являются исследования, направленные на поиск и разработку новых методов повышения авиационной безопасности. Один из нетрадиционных подходов в оценке надежности авиационной техники представляется в настоящей работе.

Некоторые исходные предпосылки к работе (объяснимые и необъяснимые)

По-видимому, можно с определенной долей пессимизма согласиться с существующим мнением о том, что накопленный человеческий опыт познания окружающей действительности, разработанные теоретико-философские и естественнонаучные основы бытия, предполагают рассматривать материальные объекты в качестве носителей (источников) энергоинформационных полей, которые в виде определенных кодов отображаются и хранятся в энергоинформационной оболочке Земли. Если принять это положение за основу, то далее возникает задача научиться извлекать в энергоинформационном поле Земли необходимую информацию. В данном случае о состоянии поля конкретной системы «экипаж-воздушное судно» с целью оценки ее надежности в плане безопасности и исхода полета. Естественно, что этот нетрадиционный способ имеет как сторонников, так и противников, но необходимы практические шаги в его экспериментальной оценке.

Далее проблема заключается в том, каким образом можно снять (считать) закодированную информацию. Специальных приборов пока не создано. И здесь в качестве трансмедиатора («распознавателя, информации») может выступать человек, обладающий определенными способностями, проявление которых также трудно объяснить. Остается принять на веру и проверить экспериментально. В наших исследованиях в качестве трансмедиатора выступал один из авторов (С. Б. Лукьянов), обладающий такими способностями.

Методика и результаты исследований

Методика исследований заключалась в следующем. Трансмедиатору на отдельных бланках представлялись предварительно отобранные данные по летательным аппаратам (ЛА) – самолетам и вертолетам. Данные включали: тип ЛА, заводской и бортовой номера, изображение (контуры) фюзеляжа (вид сбоку и сверху).

В этот перечень были включены ЛА в количестве 10 ед., как имеющие на момент исследования отказы различных агрегатов и систем, так и без отказов.

Специалист, подготовивший данные на ЛА, с трансмедиатором не контактировал и даже не был с ним знаком. Медиатору материалы передавались через третье лицо, которое не было осведомлено о данных по техническому состоянию ЛА.

Трансмедиатор находился в Москве, а ЛА в Подмосковье, на удалении около 80 км, там же находился и специалист, отобравший данные по ЛА для исследований. У него же и хранились материалы по состоянию ЛА. Таким образом, истинное техническое состояние ЛА знал только один человек, находящийся на значительном удалении от места проведения исследований.

После проведения трансмедиатором тестирования технического состояния ЛА, в процессе которого указывалось место, где имеются отказы, была проведена сверка с данными их истинного технического состояния. В результате проведенного бесконтактного тестирования по 6 ЛА из 10 было овладение данных, представленных трансмедиатором, а по одному ЛА указано место отказа, который был устранен еще до начала эксперимента. При этом отмечались конкретные места отказов. Например: хвостовой винт вертолета, шасси, кабина, двигатели и др.

Таким образом, результаты исследований можно считать положительными.

Заключение

Проведенные исследования свидетельствуют о возможности использования экспертов-трансмедиаторов в текущем контроле технического состояния ЛА для своевременного выявления вероятных отказов и проведения профилактических мероприятий по их устранению.

Вместе с тем, в настоящее время феномен бесконтактного тестирования ЛА пока трудно поддается объяснению. Однако совершенно очевидно, что работа по данному направлению требует дальнейшего развития и всемерной поддержки. Подтверждение этому явлению – высокий (70 %) уровень положительных результатов тестирования, тем не менее, если бы этот метод давал положительный результат в такой системе как авиационная безопасность, даже в одном случае из ста, его следует развивать. Потому, что сфера безопасности всегда выступает в качестве приоритетной задачи в деятельности всех авиационных структур.

Имеются также и другие примеры, где данный метод с успехом применялся. Так, после катастрофы над Атлантикой самолета «Боинг-747» (17.07.96) в США, специалистам авиастроительной компании Боинг были переданы по факсу материалы оценки точки приложения разрушительной энергии (взрыва). При этом трансмедиатору из средств массовой информации известны были только тип самолета, дата и район катастрофы. Тем не менее, через несколько дней после передачи данных, в океане были обнаружены части фюзеляжа самолета, разломленные в тех местах, где предварительно указана трансмедиатором точка взрыва.

Представленные материалы публикуются впервые. Авторы надеются на заинтересованность авиаструктур и в первую очередь авиакомпаний в оценке данного метода, его дальнейшей проверке и совершенствовании.

К проблеме взлета и посадки вертолетов в условиях ограниченной видимости
В. А. Пухватов

В бюллетене Центра добровольных сообщений по безопасности полетов «Снежный (пыльный) вихрь на вертолетных площадках» № 1 за 1996 г. поднята актуальная для вертолетной авиации проблема безопасности полетов при попадании в условия частичного или полного ограничения видимости.

По опыту своей работы мне доводилось попадать в эти условия, вызванные как снежным (пыльным) вихрем, так и водным «туманом» (аэрозолью).

Так, на вертолете Ми-8МТВ, ночью в ПМУ при температуре наружного воздуха – 14 °C и ветре 3 м/с я производил посадку на ограниченную заснеженную площадку, расположенную в лесу с высотой деревьев по ее периметру до 20–25 метров. Сначала завис на высоте 35 м, а затем снизился до 25 м. На этой высоте под вертолетом уже начал образовываться снежный вихрь, который по мере снижения усиливался. Снег срывался с заснеженной поверхности площадки, выдувался за периметр плоскости вращения несущего винта и далее поднимался вверх. При этом горизонт просматривался уже не очень четко, но поверхность площадки еще наблюдалась.

Однако на высоте около 15 метров вихрь поднялся выше высоты висения и, пройдя через плоскость вращения несущего винта, вновь отбрасывался вниз. Начиная с этого момента, видимость горизонта полностью исчезла, и было видно только ближнюю часть снежного кольца, отбрасываемого потоком несущего винта, причем с разными вертикальными скоростями по длине его радиуса. В результате все происходящее воспринималось как «кутерьма», в которой «растаяла» поверхность площадки (место приземления). Горизонтальная видимость упала до нуля. Свет фар вертолета только усугублял ситуацию, создавая белый ореол в снежном вихре. Блики красного и зеленого БАНО совместно с красным проблесковым маяком подкрашивали эту картину каждый своим цветом.

Положение вертолета в пространстве определял по авиагоризонту, а наличие перемещений по указателю малых скоростей (УМС). Однако только этой информации мне было недостаточно для безопасного приземления. Хотя мыслей о потере ориентировки не возникало, поскольку вход в эту ситуацию происходил без линейных и угловых перемещений вертолета.

На высоте 15 метров прекратил снижение, перешел в вертикальный набор и на 35 метрах слева в свете фар увидел площадку приземления. Затем начал снова медленно снижаться, делая через каждые 3–5 метров остановки, «раздувая» снег на месте приземления, не теряя при этом визуального контакта с подстилающей поверхностью. В итоге посадку произвел по-вертикальному при видимости поверхности площадки.

Что касается полетов над морем, то необходимо отметить, что их всегда сложнее выполнять, поскольку затруднена ориентировка в пространстве. При этом посадка в море, например, на вертолете-амфибии, требует как определенных навыков ее выполнения, несколько отличных от посадки на сушу в условиях снежного (пыльного) вихря, так и учета особенностей появления водяного тумана.

Итак, по данным полетного задания мне предстояло выполнить посадку в море вне видимости береговой черты с целью определения «мореходных» характеристик вертолета Ми-14 ПС. Задание выполнял днем в простых метеоусловиях, при температуре наружного воздуха +25 °C, волнении моря 2 балла, с ветром до 5 м/с.

Перед полетом, для определения запаса мощности силовой установки вне зоны влияния воздушной подушки и балансировочного угла тангажа выполнил контрольное висение. Перелет в район посадки прошел без особенностей. При определении направления курса посадки приоритет отдавал не направлению ветра, которое определялось с высоты 200 м по пене, скатывающейся с гребешков волны, а фронту ее распространения. Таким образом, заход на посадку строил вдоль фронта волны. При этом плавность гашения поступательной скорости обеспечивал выдерживанием малого (3–4) угла тангажа на кабрирование.

Достигнув поступательной скорости менее 50 км/ч, контроль за перемещениями вертолета вперед и в бок осуществлял по УМС. Момент зависания на высоте 30 м определил после того, как все скорости «собрались» в центре, а угол тангажа был нулевым (балансировочным). В этот период внимание распределялось следующим образом: на УМС – для оценки боковых и продольных перемещений; на авиагоризонт – для определения пространственного положения и скольжения вертолета; на радиовысотомер – для оценки высоты висения.

Безусловно, обеспечить устойчивый режим висения над водной поверхностью, где взгляду летчика «зацепиться» не за что, весьма сложно и практически невозможно. Поэтому несколько раз ловил себя на мысли: «Что же перемещается? Вертолет относительно места зависания или я „завис“ верно, а это морская волна сбивает меня с правильной оценки положения в пространстве».

Необходимо отметить, что соблазн полетать «в паре» с волной очень велик. При этом проявилось особое психологическое затруднение в оценке своего положения, когда наблюдая за внекабинным пространством и перемещением морских волн, возникало чувство движения вертолета в противоположную их движениям сторону.

Вместе с тем, при контроле пространственного положения по приборам и четко понимая, что их показаниям необходимо верить, я все же испытывал затруднения в удержании стрелок УМС в центре. В этих условиях проявился следующий феномен. Так, хотя нагрузка на органы управления вертолетом и была незначительна, но в результате внутренней борьбы со зрительными ощущениями от восприятия движения волн, возникло напряжение мышц рук и ног. Все это сопровождалось чувством борьбы с «другим человеком», который сидит в тебе самом и его необходимо сдерживать, чтобы не начать движение вертолета.

Итак, борясь с этими ощущениями, после зависания на высоте 30 м вдоль фронта волны, приступил к дальнейшему снижению с небольшой, порядка 5-10 км/ч, поступательной скоростью. Вертолет старался удерживать в таком положении, чтобы избежать нежелательного опускания хвостовой балки при непроизвольном смещении назад в поднятом водном тумане или в момент приводнения.

В отличие от посадки на заснеженную площадку, где плотность образования снежного вихря можно уменьшить раздуванием снега (за счет времени и высоты висения), водный туман очистить невозможно. Поэтому «виси, не виси, а садиться надо». Высота образования водного тумана также зависит и от скорости ветра. Чем он больше, тем водный туман меньше, и наоборот. В моих условиях, при скорости ветра 5 м/с водный туман начал образовываться на высоте 15 м, а на 10 м снижение происходило уже вне видимости горизонта и водной поверхности.

Я снижался, как в «колодец», выдерживая вертикальную скорость рычагом шаг-газ, сохраняя горизонтальное положение по АГБ-Зк и не допуская кренения вертолета. Момент посадки определил при возникновении покачиваний вертолета и брызг от волн на остеклении кабины.

Взлет производил с небольшой поступательной скоростью, порядка 5 км/ч, которую определял по волне, накатывающейся на лобовые стекла кабины, с плавным увеличением общего шага, не допуская кренения вертолета. Ситуация с водным туманом повторилась в обратном порядке.

Надеюсь, мой опыт будет полезен другим экипажам при подготовке и выполнении посадки в этих сложных условиях.

Попадание вертолета в пыльное облако, снежный вихрь, местный приземный туман
Н. П. Бездетное

Для любого летчика непреднамеренное попадание в эти условия всегда является особым случаем, крайне опасным из-за близости земли. Часто эта обстановка усугубляется неорганизованными и, потому, неверными действиями из-за неподготовленного, неумелого перехода с визуального пилотирования на приборное. Мне неоднократно приходилось оказываться в подобных ситуациях, но не могу ни один из этих случаев назвать «попаданием», так как всегда делал это по необходимости и осознанно, заранее с вариантами зная, что будет происходить и как при этом, буду действовать. В этих случаях всегда использовал возможности конкретного вертолета и свои пилотажные навыки.

Важнейшим качеством вертолета, сильно облегчающим действия летчика, является его достаточная энерговооруженность, которая позволяет при утере из-за пыли визуального контакта с близкой подстилающей поверхностью, спокойно увеличить высоту до выхода из облака вверх. При этом обязательно нужно удержать по авиагоризонту околонулевые крен и тангаж, а общий шаг (ОШ) увеличить до гарантированного набора высоты. Обязательно контролировать этот процесс по приборам. Затем, в зависимости от стоящей задачи или продолжать висение на верхней границе облака для его раздувания, или разогнать скорость и уйти на второй круг. Лучшим разрешением такой ситуации являются действия пилота когда, предвидя пыль, он заблаговременно выполняет высокое зависание для раздувания с последующим плавным снижением для посадки, не допускающим увеличения ее плотности до потери видимости.

Настоятельно советую летчикам предвидеть возникновение утери видимости, предотвращать ее или заблаговременно к этому готовиться. Нужно знать, что меры по предотвращению всегда значительно проще, чем меры по исправлению, то есть если не хватило опыта и соображения для непопадания в сложную ситуацию, то их почти наверняка не хватит для благополучного выхода из нее.

Описанный способ ухода вверх при утери видимости днем пригоден и в случае утраты летчиком уверенности в правильности представления о своем пространственном положении на предельно малых высотах ночью. Из-за неумения это делать в морской вертолетной авиации случился ряд катастроф. Основная причина, по-моему, кроется в сложности получения пилотажной информации от авиагоризонта ПКП-77. Из анализа записей объективного контроля в этих случаях очевидны потери летчиками представлений о положении тангажа и высоты. Следует сказать, что это происходило с летчиками высокой квалификации (другие в этих условиях не летали). И еще. При пилотировании по приборам очень многие пользуются не совсем верной методикой, основанной на принципе прямого управления приборной скоростью полета (к этому подталкивают и реально существующие оценочные нормативы по качеству выдерживания скорости). Однако при этом поведение стрелки прибора скорости на переходных режимах точно отражает инерцию всей массы вертолета, то есть прибор реагирует на отклонение ручки с большим недопустимым для организации правильного управления отставанием. Избегают многих проблем и опасностей те летчики, которые ручкой в полете управляют не скоростью, а тангажом, устанавливая его и удерживая в соответствующих положениях. В этом случае воздушная скорость и стрелка прибора с некоторым запаздыванием, но уже без затрат внимания и энергии со стороны летчика, выйдут на нужную позицию и удержат ее с практически достаточной точностью при любых изменениях вертикальной скорости. Эти летчики умеют и любят летать в сложных условиях по приборам.

Я не отвлекаюсь от темы. Просто хочу схватить некоторые наиважнейшие элементы, непосредственно касающиеся затронутой проблемы.

Пилотажная обстановка при утере видимости на предельно малых высотах очень усложняется, если вертолет при этом сильно загружен, имеет небольшой избыток мощности и не может выйти из пыльного облака вверх, в зону отсутствия влияния воздушной подушки. Летчик должен знать об этом заранее. Должен знать, что неразумное увеличение ОШ при этом приведет к перезатяжелению НВ, уменьшению его оборотов, потере общей тяги, нерасчетному самопроизвольному снижению и удару о землю. В таких случаях крайне важно заранее планировать и способ приземления, и свои действия, учитывая состояние посадочной площадки. Наиболее безопасным методом приземления на обширную площадь, покрытую слоем пыли, считаю динамичную посадку с небольшим (7-10 м) пробегом. При встречном ветре не менее 5–6 м/с, пробег отсутствует вовсе. Выполняется это так.

Снижение в точку приземления выполнять издалека по более пологой глиссаде и с очень плавным уменьшением скорости. Поднимаемый с земли индуктивным потоком пыльный вихрь вперед не пропускать, удерживать около плеча (боковым зрением это хорошо видно) уменьшением тангажа и прекращением снижения. За 2030 м до намеченного места приземления, на высоте 3–4 м положение вихря и скорости должны быть установившимися. В расчетной точке, непосредственно для динамичного приземления, выполнить подсброс ОШ и одновременно уменьшить тангаж на 2–3 градуса (приблизительно). Эти действия приводят к тому, что вместе с энергичным приближением земли пыльный вихрь так же энергично уходит назад. Вертолет же при этом сколько-нибудь увеличить скорость к моменту приземления не успевает. Перед касанием земли колесами вертолету создается посадочное положение (на все точки шасси) и увеличивается ОШ для смягчения приземления. Сам момент касания происходит еще визуально, а немедленный энергичный сброс ОШ и небольшой пробег – уже при отсутствии видимости.

Считаю необходимым предупредить о том, что такие приземления, как и всякие посадки вертолета по самолетному, требуют неукоснительного выполнения одного из важных самолетных правил – при выполнении посадки летчику с высоты 50 м и до момента приземления взгляд от земли отрывать запрещается! Незнание и неумение это делать «чистыми» вертолетчиками приводит их, как правило, к серьезным ошибкам и к неверным выводам их руководителей о возможностях самих вертолетов.

Если посадочная площадка была очень пыльная, а подходы свободные и можно было предварительно снизиться в не очень пыльных условиях до высоты 0,5–1 м, то через открытую дверь кабины вертолета можно видеть под днищем поверхность земли при любой степени ее запыленности и можно было безопасно перемещаться на этой высоте, и приземляться. Было одно неудобство – пыль попадала в глаза.

Я привел методы, которыми успешно пользовался в своей летной практике, но которых недостаточно для надежной безопасности в описываемых ситуациях из-за большого количества их возможных вариантов и определенных трудностей все заранее и верно предусмотреть. Например.

Много и далеко (около 200 км) летая на предельно малых высотах в условиях глубокой полярной ночи для обеспечения атомного ледокола «Сибирь» ледовой разведкой, я заранее разработал методику вынужденной посадки, если бы таковая случилась, тяжелого вертолета на лед, поближе к торосам, где рассчитывал на особую прочность и надежность льда. Но каково же было разочарование, когда с целью тренировки и проверки методики однажды попробовал и не сумел этого сделать. Оказалось, что выполнить это безопасно в Арктике темной ночью в варианте вертолета Ка-32 без лыж вообще невозможно. При зависании немедленно поднималась снежная пыль и сильный экран от мощных прожекторов вертолета исключал всякую видимость. Пробовал длительным висением на одном месте раздуть снег. Для этого 15 минут не хватило. Да и не было полной уверенности, что вертолет не смещается. Пришлось эту затею прекратить, а в дальнейших полетах уповать на везение. Хотя если бы вертолет был оборудован лыжами, то выше описанным способом, по-самолетному, я бы конечно смог при необходимости посадку произвести.

Полагаю, что какую-то пользу летчики из этой статьи извлечь смогут, но существующую тяжелую дань, в виде среднего годового количества катастроф и поломок, и не только вертолетной авиации, прямо связанную с утерей летчиками визуального контакта с подстилающей поверхностью на предельно малых геометрических высотах, можно будет основательно уменьшить или вовсе исключить только тогда, когда промышленность обеспечит пилотов специальной автономной системой для приборного пилотирования и приземления на коротком завершающем этапе расчета на посадку при полном отсутствии видимости. В принципе для этого есть все необходимое. Дело только в достаточно глубоком понимании этого вопроса теми, кто сейчас должен был бы это делать и за это отвечать.