CC BY
36
Оригинальная статья / Original article УДК: 656.7.08
DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-171-177
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ МИНИМАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗАДАННОЙ ПЛОЩАДИ
© А.В. Соболев1, В.А. Попов2, А.В. Селезнев3
Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева, Российская Федерация, 432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, 8/8.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Оперативность оказания помощи пострадавшим при авиационном происшествии (АП) во многом зависит от имеющихся поисковых воздушных судов (ВС), направляемых к ним. С этой целью организуется взаимодействие с подразделениями, организациями и структурами, имеющими воздушные суда вблизи места АП. Однако для принятия решения по привлечению сторонних ВС необходимо произвести не только сбор, обработку и анализ информации, но и соответствующий расчет их поисковых возможностей в районе проведения поисков. МЕТОД. В статье предложен метод определения состава воздушных судов при минимальном времени обследования заданной площади. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведено обоснование дополнения существующей методики расчета в части необходимости учета возможности повторного применения ВС с учетом удаления мест их базирования от района проведения поиска. Представлены математические зависимости, учитывающие данные особенности. ВЫВОДЫ. Предложенный метод позволит равномерно распределять поисковые усилия между имеющимися ВС с учетом расположения мест их заправки и технического обслуживания (ТО). Такой подход дает возможность руководителю поисково-спасательных работ (РПСР) осуществлять прогностическую оценку имеющихся штатных и привлекаемых авиационных средств поиска для своевременного наращивания поисковых усилий в случае неудовлетворительных результатов по времени обследования ВС.
Ключевые слова: поиск и спасание, минимизация, воздушное судно, время, планирование, принятие решений.
Формат цитирования: Соболев А.В., Попов В.А., Селезнев А.В. Метод определения состава воздушных судов при минимальном времени обследования заданной площади // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 7. С. 171-177. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-171-177
METHOD TO DETERMINE AIRCRAFT COMPOSITION UNDER MINIMUM SEARCH TIME OF A GIVEN AREA A.V. Sobolev, V.A. Popov, A.V. Seleznev
Ulyanovsk institute of Civil Aviation named after the Air Chief Marshal B.P. Bugaev, 8/8, Mozhaisky St., Ulyanovsk, 432071, Russian Federation.
ABSTRACT. PURPOSE. The efficiency of rendering help to the people injured in an aviation accident to a large extent depends on the available search aircrafts engaged in the search. This is the purpose for cooperation with the departments, organizations and structures having available aircrafts close to the place of the aviation accident. However, the decision on the attraction of third-party aircrafts should be made on the basis of collection, processing, analysis of information as well as on the corresponding calculation of their search capabilities in the area of searches. METHOD. The article proposes a determination method of aircraft composition under minimum search time of a given area. RESULTS. A justification has been made of the addition to the existing calculation methods in the part of the necessity to account for the possibility of aircraft reengagement in the search with regard for its airfield services remoteness from the search area. Mathematical dependences considering these features have been presented. CONCLUSIONS. The proposed method will allow even distribution of search efforts between available aircrafts with regard for the location of their refueling and maintenance places. This approach enables the search and rescue executive to implement a predictive assessment of available on-duty and third-party search aircrafts for the timely increase of search efforts in the case of unsatisfactory results by the aircraft search time.
1Соболев Алексей Вячеславович, аспирант, e-mail: al-4112@mail.ru Aleksei V. Sobolev, Postgraduate student, e-mail: al-4112@mail.ru
2Попов Владимир Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры поискового и аварийно-спасательного обеспечения полетов и техносферной безопасности, e-mail: vpopov51@rambler.ru Vladimir A. Popov, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Search and Rescue Flight Facilities and Technospheric Security, e-mail: vpopov51@rambler.ru
3Селезнев Андрей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры поискового и аварийно-спасательного обеспечения полетов и техносферной безопасности, e-mail: anceleznev@yandex.ru Andrei V. Seleznev, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Search and Rescue Flight Facilities and Technospheric Security, e-mail: anceleznev@yandex.ru
ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 7 2017 171
Keywords: search and rescue, minimization, aircraft, time, planning, decision-making
For citation: Sobolev A.V., Popov V.A., Seleznev A.V. Method to determine aircraft composition under minimum search time of a given area. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 7, pp. 171-177. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-171-177
Введение
Маршруты полетов авиации, как правило, проходят над малонаселенной и труднодоступной местностью [1]. В случае вынужденной посадки экипаж и пассажиры потерпевшего бедствие воздушного судна (ВС) могут оказаться в критической ситуации до тех пор, пока им не будет оказана необходимая специализированная помощь. В такой ситуации, согласно работам В.И. Чугунова4 и Т.Г. Анодиной5, вероятность выживания людей зависит от многих факторов: от оперативности действий спасателей, их профессиональной подготовки, возможностей спасательной техники, адекватности действий экипажа ВС, но прежде всего проведение ПСО зависит от свое-
временного принятия решения.
Первые часы после авиационного происшествия имеют превалирующее значение для выживания людей. Согласно статистике, в авиационном происшествии от травм, шокового состояния и стресса могут погибнуть до 80% людей, оставшихся в живых в первые 24 часа. В последующие сутки шанс выжить у оставшихся пострадавших усугубляется прогрессирующим психологическим давлением, плохими погодными условиями и наличием диких животных [2]. Это обусловливает важность процесса принятия решений при организации поисково-спасательных работ (ПСР).
Методы и
Согласно существующим положениям, функции авиационного поиска и спасания в нашей стране - это прерогатива госу-арства, а в частности различных служб спасания. Службы спасания имеют специально подготовленный персонал, средства и технику. Основным средством спасания при авиационном происшествии являются дежурные поисково-спасательные воздушные суда (ПС ВС), наземные команды и различные по назначению группы, также в соответствии с международными и национальными правилами поиска и спасания, допускается привлечение поисковых
средств, в том числе воздушных судов, не являющихся частью поисково-спасательной службы6.
Существует ряд негативных факторов, которые затрудняют использование воздушных судов. Прежде всего, это большая себестоимость их содержания и эксплуатации. Наиболее остро эта проблема ощущается в северо-восточной части России, где сеть аэродромов базирования дежурных поисково-спасательных сил разрежена [3]. Передислокация спасателей до района поисково-спасательных работ (ПСР) требует расхода значительной части
4Чугунов В.И. Поисковое и аварийно-спасательное обеспечение полетов авиации. Организация авиационной службы поиска и спасания: учеб. пособие. СПб.: Академия ГА, 2004. 127 с. / Chugunov V.I. Search and rescue flight operation services. Organization of aviation search and rescue service: Learning aids. SPb.: Akademia GA, 2004. 127 p. 5Анодина Т.Г. Проблемы совершенствования и развития единой системы управления воздушным движением в гражданской авиации и методы их решения: дис. ... д-ра техн. наук. Ленинград, 1979. 386 с. / Anodina T.G. Problems of improvement and development of a unified air traffic control system in civil aviation and methods for their solution: Doctoral Dissertation in technical sciences. Leningrad, 1979. 386 p.
6Поиск и спасание: Приложение 12 к Конвенции о международной гражданской авиации: Doc. 7300. Монреаль: ICAO, 1990. / Search and Rescue: Annex 12 to the International Civil Aviation Convention: Doc. 7300. Montreal: ICAO, 1990.
172
ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 7 2017 ISSN 1814-3520
полетного ресурса, тогда как требуется еще проведение поисковых и эвакуационных работ.
В условиях экономического кризиса, который Россия переживает в настоящее время, возникает необходимость экономии финансовых средств, что негативно сказывается и на возможности применения поисково-спасательных воздушных судов (ПС ВС) [4]. Оптимизация расходов государства требует от руководителя поисково-спасательных работ (РПСР) принимать рациональные с точки зрения «скорость-качество-цена» решения, где превалирующим критерием является скорость оказания помощи пострадавшим.
Инструментом для принятия такого решения служит организация плотного взаимодействия с физическими и юридическими лицами, имеющими возможность предоставить свои ВС, располагающиеся вблизи района поиска для целей и нужд спасателей. С точки зрения системного подхода процесс взаимодействия можно разделить на несколько блоков (рис. 1).
В первом блоке уточняется первоначальная информация об авиационном происшествии (АП), проводятся сбор и анализ данных, оценивается возможность применения имеющихся воздушных судов (ВС) и составляется план по их задействованию, приводятся в готовность дежурные силы и средства, определяется возможность привлечения к поисково-спасательным работам (ПСР) нештатных ВС, располагающихся вблизи предполагаемого места АП.
Во втором блоке проводится постановка задачи, уточняются возможности и количество привлекаемых ВС, а также производится расчет необходимой поисковой площади с целью рационального и целесообразного распределения ВС.
В третьем блоке осуществляются поисково-спасательные мероприятия. Если привлекались нештатные ВС и эвакуация произведена успешно, то ПСР заканчиваются. Если оказание помощи или эвакуация пострадавших не удались, то привлекаются дежурные силы.
Рис. 1. Логический процесс при взаимодействии на ПСР Fig. 1. Logical process under interaction at search and rescue operations (SRO)
ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 7 2017 173
Принятие решений на этапе оперативного планирования ПСР обусловливается тем, что у организаторов поисковых мероприятий всегда имеется определенная свобода выбора компонентов спасательных команд и распределения функций между ними в соответствии с их возможностями. Выбирая из ряда возможностей, РПСР должен принять обоснованное решение по привлечению сил и средств, способных принять участие в ПСР. Данный процесс значительно облегчают существующие системы информационной поддержки ПСР («Поиск», «Пирамида»), однако решающее значение имеет опыт лица, принимающего решения.
Одним из расчетных способов распределения поисковых усилий в районе поиска на этапе выбора воздушных судов является методика определения минимального времени обследования заданной площади. Данная методика, предлагаемая действующими руководящими документами, позволяет перераспределять поиско-
вые площади пропорционально поисковым возможностям ВС для обследования всего района за минимальное время. Однако в ней не учитывается удаление ВС от района поисков и возможность повторного применения имеющихся ВС.
Как показывает практика, данные характеристики имеют существенное влияние на корректность определения минимального времени обследования заданной площади. При проведении длительных поисков возникает необходимость дозаправки ВС, что влияет на фактическое время обследования установленной площади. Например, для районов Крайнего Севера России, где сеть аэродромов и оборудованных вертолетных площадок развита недостаточно, общее время обследования района поиска однотипными воздушными судами (ВС1 и ВС2) будет увеличено (рис. 2).
Для обследования одной площади ВС2 потребуется значительно больше времени, чем для ВС1.
Район поиска /
Л ■ * Тюмяти
Search Area
Аэродром обслуживания BCi / Aerodrome servicing ACi
Аэродром обслуживания ВСг/ Aerodrome servicing АС2
ВС1 ВС2
Si
Si
to+1
to+2
to+3
Время / Time
Намы
S
Si
to+4
to+5
S
S
2
S
S
2
t
o
Рис. 2. Влияние удаления аэродрома обслуживания одинаковых по типу ВС на общее время обследования заданной площади: Si - возможная площадь обследования ВС без дозаправки; S2 - упущенная площадь обследования в связи с передислокацией ВС до аэродрома обслуживания
Fig. 2. Effect of same type aircraft aerodrome remoteness on the total search time of the given area: Si - possible search area of an aircraft without refueling; S2 - lost search area due to aircraft redeployment
to the aerodrome
174
ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 7 2017 ISSN 1814-3520
Вместе с тем уменьшается время фактического обследования заданной площади. Воздушному судну приходится расходовать летный ресурс на перелет из района поиска до аэродрома обслуживания, из-за чего уменьшается время поиска в установленном районе. При этом место заправки и ТО другого ВС, привлекаемого к ПСР, может находиться в непосредственной близости от заданной площади обследования. Следовательно, исходя из условий удаления аэродромов самообслуживания, приоритет одного ВС перед другим изменяется.
При принятии решений следует рассмотреть возможность повторного применения имеющихся воздушных судов, так как не всегда ВС может произвести обследование всего заданного района за один вылет. Если обследование площади невозможно имеющимися ВС, то, согласно работе Т.Г. Анодиной5, необходимо привлекать дополнительные силы. Однако такой подход на практике не всегда выполним ввиду отсутствия других ВС, поэтому необходимо знать, какую площадь и каким или какими ВС целесообразно обследовать повторно для экономии времени и ресурсов (рис. 3).
Выделенные характеристики имеют непосредственное влияние на поисковую производительность ВС и должны быть учтены. С этой целью предложен представленный ниже метод определения состава воздушных судов при минимальном времени обследования заданной площади.
Определение минимального времени осуществляется по формуле
Т_ =
SB
N'факт ( A1 )
(1)
где Эвс - доля площади обследования ВС от заданной площади обследования, км2; Мфаш(А1) - фактическая поисковая производительность основного (первого) ВС в заданных условиях, км2/ч.
При этом
N Т
jy _ В поиск
(2)
где Ыв - поисковая производительность ВС, км2/ч; ТПоиск - максимальная продолжительность работы по поиску ВС, час; Ттах - максимальная продолжительность работы без дозаправки ВС, час.
Район поиска не всегда бывает в виде точки или круга, чаще это прямоугольник или трапеция, поэтому максимальная продолжительность работы по поиску определяется как
Т = Т -
поиск макс
R + R
V
(3)
где R1 - удаление от аэродрома вылета ВС до района поиска; ^ - удаление от района поиска до аэродрома посадки; V - крейсерская скорость полета ВС, км/ч.
Повторное привлечение на обследование / Reengagement for search
Рис. 3. Распределение площадей района поиска по секторам согласно возможностям различных
воздушных судов: S - площадь; t - время Fig. 3. Distribution of search areas by sectors according to the capabilities of different aircrafts:
S - square; t - time
ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 7 2017 175
Значения расчетных летно-технических характеристик (ЛТХ) принимаются по основному ВС, задействованному при ПСР.
Доля площади обследования ВС от заданной площади обследования ^ВС) определяется по формуле
SBC - SA +
100;
(4)
где SA - средняя площадь заданного обследования км2; G - отклонение от средней суммы Nфакт, %.
S A
(5)
где S - заданная площадь обследования, км2; Aj - количество типов ВС.
Отклонение от средней суммы фактической поисковой производительности ВС в заданных условиях ^) определяется по формуле
G -
100^ А,Мфакт ( Ai)
IN
факт
(6)
Определение суммы N^3^ производится путем расчета Nфaкт всех типов задействованных ВС.
Допустим, необходимо произвести визуальный поиск человека на территории 400 км2. Имеется возможность привлечь вертолеты: от службы РПСБ - Ми-8МТВ, удаление от района поиска 100 км; от местных авиалиний - Ан-2, удаление от района поиска 100 км; от МЧС - БПЛА «До-зор-85», удаление от района поиска 20 км.
Применяя формулы, получим значение минимального времени обследования всего района поиска всеми типами привлекаемых ВС - 7 часов 49 минут. Без учета параметра удаления время обследования -6 часов 56 минут. Распределение времени обследования по типам ВС представлено на диаграмме (рис. 4).
Рис. 4. Распределение времени обследования по типам воздушных судов Fig. 4. Distribution of time research area by aircraft types
Выводы
Данные диаграммы наглядно демонстрируют, что фактическое время поиска каждого ВС сокращается, следовательно, увеличивается общее время обследования. При этом Ан-2 и БПЛА «Дозор-85» завершат работу на пределе полетного ресурса, а Ми-8МТВ необходимо повторно
привлечь к выполнению поиска после дозаправки.
Предложенный метод определения состава ВС по минимальному времени обследования района поиска позволяет равномерно распределять поисковые усилия между имеющимися ВС с учетом мест их
i-1
176
ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 7 2017 ISSN 1814-3520
базирования и ЛТХ. Такой подход дает возможность РПСР осуществлять оценку применимости имеющихся в его распоряжении ВС для своевременного наращивания поисковых усилий. Аналогичным образом с учетом ЛТХ привлекаемых ВС можно решать вопросы эвакуации людей с места бедствия, а также ведения ПСР с использованием сухопутных или надводных средств поиска и спасания.
В современных условиях организации и проведения ПСР по ВС, терпящим (потерпевшим) бедствие, существенным фактором является возможность взаимодействия с подразделениями, службами и организациями, которые могут предоставить свои силы и средства для оказания помощи, поскольку время, отведенное на поиск и спасание, ограничено.
Библиографический список
1. Попов В.А. 40 лет надежде на спасение // Авиапанорама. 2006. № 55. С. 40-43.
2. Попов В.А. Выживание, поиск и спасание должны обеспечиваться на системной основе // Авиапанорама. 2016. № 5. С. 17-30.
3. Дежурные силы и средства по зонам авиационно-космического поиска и спасания [Электронный ре-
сурс]. URL:
http://favt.ru/public/materials//a/7/e/e/a/a7eea00ddab08 a4b92b4f03a6bcf03fe.pdf (01.04.2017). 4. Попов В.А., Соболев А.В. Problems of search and rescue of aerospace in arctic Eastern European Scientific Journal // Gesellschaftswissenschaften. 2015. No. 1 (2). Р. 141-144.
References
1. Popov V.A. 40 let nadezhde na spaseniye [40 years of hope for salvation]. Aviapanorama [Aviapanorama]. 2006, no. 55, pp. 40-43. (In Russian).
2. Popov V.A. Vyzhivaniye, poisk i spasaniye dolzhny obespechivat'sya na sistemnoy osnove [Survival, search and rescue must be provided on a systematic basis]. Aviapanorama [Aviapanorama]. 2016, no 5, pp. 17-30. (In Russian).
3. Dezhurnyye sily i sredstva po zonam aviatsionno-
Критерии авторства
Соболев А.В., Попов В.А., Селезнев А.В. рассмотрели метод определения состава воздушных судов при минимальном времени обследования заданной площади, провели обобщение и написали рукопись. Соболев А.В., Попов В.А., Селезнев А.В. несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
kosmicheskogo poiska i spasaniya [Duty forces and resources by the zones of aerospace search and rescue]. Electronic resource. Available at: http://favt.rU/public/materials//a/7/e/e/a/a7eea00ddab08 a4b92b4f03a6bcf03fe.pdf (accessed 1 April 2017). 4. Popov V.A., Sobolev A.V. Problems of search and rescue of aerospace in arctic Eastern European Scientific Journal. Gesellschaftswissenschaften. 2015, no. 1 (2), pp. 141-144.
Authorship criteria
Sobolev A.V., Popov V.A., Seleznev A.V. have considered the method for determining the composition of aircrafts under minimum search time of a given area, summarized the material and wrote a manuscript. Sobolev A.V., Popov V.A., Seleznev A.V. is responsible for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
Статья поступила 27.04.2017 г. The article was received 27 April 2017.
ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 7 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 7 2017 177
