CC BY
224
2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА 86(4)
серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629.130.55
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К СВЕРХЛЕГКИМ ВОЗДУШНЫМ СУДАМ,
И ПРОЦЕДУР ИХ ДОПУСКА К ПОЛЕТАМ В РАЗЛИЧНЫХ СТРАНАХ
И.В. НИКИТИН
Статья представлена доктором технических наук, профессором Ципенко В.Г.
В статье дан сравнительный анализ структуры и содержания технических требований, предъявляемых к сверхлегким воздушных судам в различных странах и процедур их допуска к эксплуатации.
Введение
Основными критериями, в соответствии с которыми воздушное судно (ВС) может быть отнесено к категории сверхлегких летательных аппаратов (СЛА) или сверхлегких воздушных судов (СВС), являются: масса конструкции, взлетная масса, нагрузка на крыло и минимальная скорость полета. Ограничения взлетной массы и минимальной скорости полета СЛА ограничивают их кинетическую энергию и делают их более безопасными по сравнению с легкими воздушными судами по отношению к третьим лицам и окружающей среде.
Осенью 2002 г. вступило в силу положение EASA (Европейского агентства по безопасности полетов), в соответствии с которым разрешенная взлетная масса сверхлегких воздушных судов должна составлять не более 450 кг. Указанные СВС не входят в сферу компетенции EASA. Дополнительно к ним применяются следующие ограничения: количество мест на борту не более 2, скорость сваливания или минимальная скорость в установившемся полете не более 65 км/ч, а допустимая взлетная масса для различных классов не более чем:
1) 300 кг в случае одноместных СЛА;
2) 450 кг в случае двухместных СЛА;
3) 330 кг в случае одноместных СЛА-амфибий или гидро-СЛА;
4) 495 кг в случае двухместных СЛА-амфибий или гидро-СЛА,
а также:
5) планеры с весом конструкции менее 80 кг для одноместных и с весом менее 100 кг для двухместных планеров, включая ЛА, стартующие путем разбега пилота;
6) беспилотные ЛА с эксплуатационной массой менее 150 кг;
7) прочие ЛА с общей массой (без веса пилота) менее 70 кг.
Все остальные ЛА контролируются EASA, причем задачи по контролю Агентство делегировало национальным органам. Для ЛА, выходящих за указанные ограничения, вес которых не превышает 750 кг (категория очень легких ЛА), существуют единые европейские нормы JAR VLA. Для СВС в некоторых странах отсутствуют государственные требования, в некоторых странах они определены. Наиболее полные требования для СВС приняты в Г ермании, Великобритании и Франции. Причем только в Германии изданы отдельно требования для различных классов моторных СВС. В Великобритании и Франции действующие требования распространяются на дельталеты, микросамолеты, мотодельтапланы, мотопарапланы и паралеты. Учитывая существенные различия в объеме и содержании требований, а также процедур допуска дельталетов к полетам в различных странах, при разработке и обосновании Российских требований актуальной становится задача анализа действующих требований и их мотивации.
Требования и процедуры допуска СВС к полетам в Великобритании
В Великобритании принято следующее определение СВС: «Приводимый в движение мотором летательный аппарат с взлетным весом не более 450 кг и со скоростью сваливания (срыва потока) не более 65 км/ч или с удельной нагрузкой на крыло не более 25 кг/м2 при максимальной загрузке».
Для допуска СВС к полетам необходимо соответствие правилам «BCAR section S» (British Civil Aviation Regulation) Британской администрации гражданской авиации (Civil Aviation Administration = САА), распространяющимся на все классы СВС.
Структура раздела S Британских требований к летной годности гражданских самолетов (BCAR section S) представлена на рис. 1.
В противоположность большинству других стран мира испытания и допуск СЛА, производящихся серийно, как и коммерческих гражданских ВС, проводятся непосредственно САА. Это является причиной того, почему СВС в Англии более дороги. Наряду с испытанием на соответствие типа изготовители СВС должны выполнять стандарт «А1», то есть также пройти сертификацию, прежде чем этот тип будет изготовляться серийно. Это тот же самый стандарт, который должен выполняться британской гражданской авиацией, если она, например, хочет сертифицировать компоненты аэробуса. Такая процедура является для многих импортеров СВС непреодолимым препятствием. В своем большинстве иностранные импортеры не могут выполнить требования САА, а САА, с другой стороны, с трудом может сертифицировать иностранных изготовителей СВС. Но имеются и исключения. Так, в Великобритании уже допущены к эксплуатации микросамолеты изготовителей Letov - Чехия, Aeros - Украина, а также некоторых других фирм.
Испытания единичных экземпляров СВС проводит Ассоциация общедоступных полетов (Popular Flying Association (PFA) или Британская ассоциация сверхлегкой авиации (British Microlight Aircraft Association (BMAA). СВС должны проходить ежегодную инспекцию технического состояния. Это осуществляется представителями ВМАА или PFA по поручению САА.
С 1985 г. ВМАА от имени САА регулирует деятельность в области СВС.
С июня 1995 г. одноместные или двухместные мотопарапланы и мотодельтапланы, стартующие путем разбега пилота, с максимальной заправкой топлива 10 л, исключены из большинства положений воздушного права Великобритании. Для полетов на них не требуется свидетельство пилота, проверка здоровья, допуск к полетам, регистрация и летная книжка.
С момента введения этой системы контроль летной годности этих классов СВС проводился Британской Ассоциацией парапланеристов и дельтапланеристов (ВНРА) и ВМАА.
Изготовитель, желающий получить сертификат типа для серийного выпуска СЛА, должен подать заявку в САА, пройти там проверку соответствия требованиям к изготовителю, а СВС должен пройти сертификационные испытания и получить от САА сертификат типа.
Владелец единичного экземпляра для получения удостоверения о годности к полетам и свидетельства о регистрации должен подать заявку в одну из ассоциаций BMAA, PFA или ВНРА, которые проводят сертификационные испытания, оформляют заключение о годности к полетам и передают его в САА. На основании этого САА оформляет удостоверения о годности к полетам и свидетельства о регистрации СЛА.
Схемы процедур, принятых при сертификации типа и единичного экземпляра СВС, представлены на рис. 2.
Британские требования к летной годности гражданских самолетов. Раздел 8 сверхлегкие летательные аппараты
ВСЖ 8
Общие
положения
Полет
Основные
положения
Летные
характеристики
Управляемость и маневренность
Устойчивость
Режимы
сваливания
Штопор
Управляемость
наземле
Прочие требования к
ЛТХ
Прочность
Основные
положения
Полетные нагрузки
Поверхности и системы управления
[ Поверхности ГО [-
Вертикальные с табилизи рующ ие поверхности
Дополнительн ые условия для стабилизирущи х поверхностей
Элероны |~
Нагрузки на земле
Случаи аврийной посадки
Другие нагрузки
Проектирование и конструкции
О сновные положения
Поверхности
управления
Системы
управления
Шасси
Конструкция
кабины
Силовая
установка
Основные п о ло же н и я
Топливная
система
Маслосистема “
Охлаждение -
Система подачи топлива
Выхлопная
система
О рганы управления и вспомогательно е оборудование
Оборудовани
е
Основные п о ло же н и я
Установка
приборов
Электросистема и оборудование
Другие виды оборудования
Э ксплуатационн ые ограничения
Основные
положения
Маркировк а и надписи
РЛЭ
Резервный
двигатель
Воздушные
винты
Расчет и конструкция
Общая часть
Специальная часть для мотодельтапланов, дельталетов, мотопарапланов и паролетов
Общие положения]-
Докум ентация образец, представляемые за явителем
Общие
положения
Конструкция и сполнения
Инструкция по эксплуатации и фирменная табличка
Документация
Мотодельтаплан ы и дельтапланы
Мотопараплан ы и парапланы
Шасси, силовые установки
Привязные ремни
Система спасения -
Руководство по эксплуатации
Требования к предельным величинам
Ограничени
массы
Устойчивость
Исходные данные
Минимал ьная скорость
Прочность
Прочность крыла
Расчетная
оценка
Минимал ьная мощность
Прочность шасси
Предельные
положения
Прочность
параплана
Прочность силовой установки
Усталостная прочность силовой установки
Прочность
буксировочной
защелки
Летные
характеристики
Общие
положения
Взлет и посадка
Общие режимы -
Управляемост ь МД и ДЛТ
Устойчивость МД и ДЛТ
Сваливание
Силовая
установка
Продолжител ьный режим
Топливный
бак
Топливопров
оды
Зазоры
Демпфирован ие кол ебаний
Мотопарапланы и парапланы
Выключатель -1
Допуск к полетам
Требования к летной годности СЛА во Франции
Требования к руководству по эксплуатации и техническому описанию Требования к испытаниям Ограничение массы Летные характеристики Устойчивость и управляемости Прочность Конструкция
Рис. 1. Сравнение структуры технических требований к СВС, действующих в ведущих
Европейских странах Требования и процедуры допуска СВС к полетам в Германии.
В ФРГ к сверхлегким летательным аппаратам - СЛА относятся летательные аппараты с максимальной взлетной массой не более 450 кг, минимальной скоростью полета не более 65 км/час и количеством людей на борту не более двух. СВС относятся к категории спортивных ЛА, которым для допуска к полетам не требуется сертификат от государственного уполномоченного органа.
Допуск к эксплуатации образца спортивного ЛА, подготовка пилотов и выдача свидетельств пилотов спортивных ЛА осуществляется уполномоченными федеральным министром транспорта организациями. В отношении СВС такими организациями являются Германский союз сверхлегкой авиации ОЦЬУ и Германский национальный аэроклуб БАеС.
В Г ермании действуют раздельные нормы летной годности для автожиров, СЛА с аэродинамическим управлением (микросамолетов), СЛА с балансирным управлением (дельталетов, мотодельтапланов), паралетов и мотопарапланов. Такой подход является наиболее обоснованным, так как все эти классы СЛА имеют массу существенных различий. Схема процедур, принятых при оценке летной годности и выдаче удостоверения о годности образца СВС (аналог сертификата типа) к эксплуатации в Германии, представлена на рис. 2. Эта схема действует для всех классов СВС.
На этом же рисунке представлена схема процедур, принятых при оценке летной годности и выдаче удостоверения о годности единичного экземпляра СВС (ограниченного удостоверения о годности) к эксплуатации. При допуске единичного экземпляра отпадает необходимость в предоставлении чертежей, необходимых для описания типовой конструкции. Не проводятся прочностные испытания. Однако на единичный экземпляр накладываются и дополнительные ограничения, в частности, он не может быть использован для обучения.
Требования и процедуры допуска СВС к полетам во Франции
Во Франции СВС не подлежат сертификации, но должны быть зарегистрированы. Порядок регистрации определен документом № 7401 от 31.12.94 г., изданным Главным управлением авиации Франции БЕАБТ.
Допуск СЛА к полетам носит заявительный характер. Это означает, что изготовитель заявляет о соответствии его летательного аппарата правилам допуска, подает документы в учреждение ГА и на основании своего заявления получает документ о регистрации и допуске к полетам.
За основу во Франции было взято определение ФАИ, принятое в 1985 г. Согласно французскому определению к СВС относятся двухместные ЛА, максимальная взлетная масса кото-
рых не превышает 450 кг, одноместные ЛА, максимальная взлетная масса которых не превышает 300 кг, с минимальной скоростью не более 65 км/ч и нагрузкой на крыло, не превышающей 30 кг/м2. СВС, снабженные спасательной системой, как наземные, так и гидроварианты, имеют право на добавочный вес 5%. Это означает, что максимальный вес оборудованного спасательной системой двухместного СВС может составлять 472.5 кг. Максимальная длительная мощность двигателя двухместного СВС составляет 65 кВт (80 л.с.), а одноместного 45 кВт (60 л.с.).
Определена также максимальная масса пустого СВС. Для этого из максимальной взлетной массы ЛА вычитают 86 кг массы пилота и 70 кг массы пассажира, а также массу топлива, необходимого на 1 час полета. Структура требований к летной годности СВС, принятых во Франции, представлена на рис. 1, а принятые при допуске образца (типа) и единичного экземпляра процедуры представлены на рис. 3.
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Сертификация типа Сертификация образца
(допуск типа к эксплуатации) (допуск образца к эксплуатации)
ФРГ
Сертификация типа Сертификация образца
(допуск типа к эксплуатации) (допуск образца к эксплуатации)
Рис.2. Процедуры допуска к эксплуатации образца (типа) и единичного экземпляра СВС
в Великобритании и ФРГ
Требования и процедуры допуска СВС к полетам в Италии
В Италии использование СВС регулируется принятыми правительством 25 марта 1985 г. авиационными правилами, часть 106.
Для СВС не существует технических требований, для допуска к полетам не требуется проводить расчеты и испытания.
Итальянское министерство транспорта передало право на регистрацию СВС и обучение пилотов Аэроклубу Италии (AeCI).
Все СВС входят в категорию «Apparechi da diporto о Брогйуо» (аппараты для отдыха и спортивных полетов).
Максимальная взлетная масса 300 кг - для одноместных моторных СВС в сухопутном варианте и 330 кг для одноместных гидродельталетов. Для двухместных СВС ограничения массы составляют соответственно 450 и 500 кг.
Все СВС должны иметь минимальную скорость не более 65 км/ч.
Требования и процедуры допуска СВС к полетам в США
В США для полетов на сверхлегких ВС с взлетной массой до 256.2 кг,
которые соответствуют ограничениям, указанным в § 103.1 FAR, часть 103, не требуется свидетельства пилота, сертификата и регистрации.
Согласно поправке Авиационной администрации США (FAA) № 3784М от 27 июля 2004 г. к сверхлегким ВС относятся также двухместные учебные ЛА с массой пустого менее 496 фунтов - 225 кг, что соответствует взлетной массе около 450 кг. Эти СВС эксплуатируются в Американской ассоциации сверхлегкой авиации (USUA) также согласно FAR часть 103, или в соответствии с требованиями Американской Ассоциации Экспериментальных Самолетов (ЕАА).
Допуск к полетам СВС, выходящих за ограничения, установленные ФАР 103, осуществляется представителями FAA, уполномоченными от имени этой организации инспектировать самолеты любительской постройки и выдавать сертификаты о годности к полетам.
Требования и процедуры допуска СВС к полетам в России
В 1994 году Межгосударственным авиационным комитетом были введены в действие Авиационные правила Часть 21 (АП-21), определяющие процедуры сертификации авиационной техники. Разделом 5.5 правил регламентируются сертификационные испытания очень легких самолетов. СВС включены в указанную категорию. Предусматривается, что испытания проводятся в один этап комиссией, включающей представителей Г осавиарегистра, Заявителя, независимой инспекции на предприятии Заявителя, центра сертификации и других организаций. Рассматриваемые правила не учитывают особенностей производства СВС, которые изготавливаются сегодня не авиационными заводами с военной приемкой, а небольшими организациями, в числе которых множество общественных клубов, не являющихся юридическими лицами.
В качестве норм летной годности СВС Межгосударственным авиационным комитетом были предложены Критерии летной годности СЛА, разработанные на базе Британских требований к летной годности гражданских самолетов (BCAR section S).
В 2003 году вышли ФАП "Положение о порядке допуска к эксплуатации единичных экземпляров воздушных судов авиации общего назначения" [3] и Требования к летной годности единичных экземпляров гражданских воздушных судов авиации общего назначения. (За исключением единичных экземпляров аэростатических воздушных судов авиации общего назначения). Указанные требования разработаны на основе JAR VLA и являются неоправданно завышенными и перегруженными в отношении СВС.
ФРАНЦИЯ
Сертификация типа Сертификация образца
(допуск типа к эксплуатации) (допуск образца к эксплуатации)
РОССИЯ
Сертификация типа (допуск типа к эксплуатации)
Представление на п о луче н и е сертификата типа Сертификационн ый базис Таблица соответствия сертификационному базису Комплект экс п л у ат ац ион н о й документации Контрольный к о м пле к т ра бо че й конструкторской документации
Авиарегистр
I
Комиссия по сертификационным испытаниям
Наземные и летные испытания
Установление соответсвия требованиям сертификационного базиса
Оценка надежности
У тверждение типовой конструкции
Акт сертификационных испытаний
т
Авиарегистр
л
Оформление и выдача сертификата типа
Сертификация единичного экземпляра
Заявитель
Заявка Техническое описание ЛТХ. ОУЭ и ограничения Формуляры и паспорта на комплектующие изделия Перечень материалов Документаты на право с об ственно сти
1
о сертификации
Рассмотрение заявки
Центр сертификации
Разработка программы проведения рабо1 оценке соответствия
Проверка конструкторской и эксплуатационной документации
Проведение наземных и летні испытаний
Заключение по оценке соответствия
омплексное заключени (аттестат о годности к эк сплуатаци и)
Орган по сертификаци
Оформление и выдача сертификата. Согласование комплекта Э.Д.
Заявитель
Рис.3. Процедуры допуска к эксплуатации (сертификации) образца (типа) и единичного
экземпляра СВС во Франции и в России
Структура и содержание Критериев летной годности СЛА и Требований к летной годности единичных экземпляров гражданских воздушных судов авиации общего назначения соответствует структуре и содержанию Британских требований BCAR section S и Европейских JAR VLA (рис.1.) Требования не могут в полной мере применяться для единичных дельталетов, мотодельтапланов, мотопарапланов и паралетов, так как не учитывают их особенностей. Накопленный опыт показал также, что их применение при сертификации микросамолетов тоже вызывает большие затруднения, так как требуется очень большой объем летных испытаний, который может быть оправдан при сертификации типа, но при сертификации образца не может иметь достаточного финансового обеспечения и сильно затягивает процесс сертификации.
Структура принятых в России процедур сертификации типа и единичного экземпляра СВС представлена на рис.3. Сравнив процедуры, представленные на рис. 2 и рис. 3, можно сделать вывод о том, что наиболее сложные процедуры при допуске к эксплуатации типа (образца) и единичного экземпляра предусмотрены в Великобритании и в России.
Заявитель
Заявитель
Выводы
1. Имеются существенные различия в требованиях, предъявляемых к СВС, и процедурах их допуска к эксплуатации в различных странах от полного отсутствия требований и процедур (США) до проведения сертификации типа СВС государственным уполномоченным органом (Великобритания, Россия).
2. Наиболее полно все особенности различных классов СВС учитывают требования, принятые в ФРГ, которые целесообразно взять за основу при разработке соответствующих требований в России.
3. Допуск к эксплуатации единичных экземпляров СВС за рубежом осуществляется по упрощенным процедурам по сравнению с допуском к эксплуатации типа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Guide to airworthiness procedures. Issue 7, BMAA, The Bullring, Deddington, Banbury, Oxon, 0X15 0TT 2004.
2. Lufttüchtigkeitsforderungen für schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge Nfl II-100/99, DULV, Bacnang. 2001.
3. Федеральные авиационные правила "Положение о порядке допуска к эксплуатации единичных экземпляров воздушных судов авиации общего назначения" (утв. приказом Минтранса РФ от 17 апреля 2003 г. N 118) и зарегистрированы в Минюсте РФ 23 апреля 2003 г. Регистрационный N 4441
THE ANALYSIS TECHNICAL SHOWED TO ULTRALIGHT AIR COURTS AND PROCEDURES OF THEIR ADMISSION TO FLIGHTS IN THE VARIOUS COUNTRIES
Nikitin I.V.
In clause the comparative analysis of structure and the maintenance of the technical requirements showed to ultralight air to courts in the various countries and procedures of their admission to operation is given.
Сведения об авторе
Никитин Игорь Валентинович, 1953 г.р., окончил МИИГА в 1979 г., ведущий научный сотрудник МГТУ ГА, кандидат технических наук, автор свыше 80 научных работ, область научных интересов -проектирование и конструкция, аэродинамика и динамика полета, методы испытаний эксплуатация и практическое применение сверхлегких воздушных судов.
