CC BY
204
УДК 629.735.017.083
ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПРОГРАММ ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В ЦЕНТРАХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
А.А. ИЦКОВИЧ, И.А. ФАЙНБУРГ
Приведены результаты исследований выполненных на кафедре ТЭЛАиАД МГТУ ГА, по применению эффективных программ поддержания летной годности воздушных судов в центрах технического обслуживания и ремонта авиационной техники.
Ключевые слова: воздушные суда, поддержание летной годности в центрах технического обслуживания и ремонта, эффективные программы, обобщение опыта применения.
В "Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года", утвержденной Правительством Российской Федерации 22.11.2008 г. №1734-р, в ряду основных недостатков российского транспорта выделяются низкий технический уровень и неудовлетворительное состояние производственной базы, сохранение тенденции старения основных фондов и их неэффективного использования. Следствием этих недостатков является значительное ухудшение показателей безопасности работы транспорта. К важнейшим элементам обеспечения безопасности полетов Транспортная стратегия относит совершенствование системы поддержания летной годности (ПЛГ) воздушных судов (ВС) в эксплуатации.
Минимально необходимые стандарты летной годности содержатся в Приложении 8 к Чикагской Конвенции. Требования указанных стандартов конкретизируются в "Руководстве по летной годности" Doc 9760 AN/967 ICAO.
В соответствии с принятой ИКАО 04.02.2010 г. поправкой 102 к Приложению №8 к Чикагской Конвенции уточнено определение термина "поддержание лётной годности". Поддержание лётной годности - комплекс мер, посредством которых обеспечивается соответствие всех ВС действующим требованиям лётной годности и их поддержание в состоянии, необходимом для безопасной эксплуатации на протяжении эксплуатационного срока службы.
Система регулирования в области летной годности должна включать следующие основные элементы: сертификацию типовой конструкции ВС, регистрацию ВС, выдачу сертификата летной годности, ПЛГ ВС, утверждение организаций по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР), сертификацию эксплуатантов, выдачу свидетельств авиационному персоналу.
Пункт 83 части I Приложения 6 к Чикагской Конвенции возлагает на эксплуатанта обязательство обеспечить наличие утвержденной государством регистрации программы ТОиР для использования в качестве руководящего документа персоналом служб технической эксплуатации и обеспечения полетов в соответствии с данной программой ТОиР. Программа ТОиР ВС должна содержать следующие материалы: работы по ТОиР и периодичность их выполнения с учетом предполагаемого использования ВС, программу сохранения целостности конструкции, процедуры изменения методов эксплуатации, описание процедур контроля состояния и программы контроля надежности систем, агрегатов и силовых установок ВС. В "Руководстве по летной годности" Doc 9760 AN/967 ICAO содержатся требования к "Программе контроля уровня надежности" (Добавление А к главе 6), в том числе: к критериям программы, к схеме организации работ, к системе сбора данных, анализу и представлению данных, к контрольному уровню надежности, к статистическим методам установления контрольных значений, к корректировке сроков ТОиР.
Основные концепции программ ТОиР ВС определяются несколькими различными методами эксплуатации: "эксплуатации по ресурсу" с периодическим плановым обслуживанием и восстановлением или заменой оборудования (составной части), "эксплуатации до предотказового состояния" с контролем состояния оборудования на соответствие стандарту через определенные интервалы времени и "эксплуатации до отказа" с контролем уровня надежности.
В соответствии с рекомендациями ИКАО (Приложение 8 к Конвенции о международной авиации) государство разработчик должно создавать программу сохранения целостности конструкции для обеспечения летной годности ВС. В Руководстве по летной годности ИКАО (Doc 9760) [89] содержатся рекомендации по содержанию программы сохранения целостности конструкции, которая должна включать: дополнительные проверки, мероприятия по предотвращению коррозии, доработки конструкции. Анализ целостности конструкции должен подтверждаться результатами испытаний и эксплуатации с оценкой эксплуатационных спектров нагрузок и их распределения в конструкции, свойств материалов. Режимы контроля должны учитывать разброс в сроках до образования трещин и в скорости их распространения. Устанавливаются срок первой проверки, периодичность проверок и, если необходимо, сроки замен.
В нормативных документах МАК (АП25-571, МОС25-571) предусмотрено, что обеспечение безопасности конструкции ВС по условиям прочности при длительной эксплуатации закладывается на основе принципов допустимости повреждения, безопасного повреждения и безопасного ресурса (срока службы).
Программа сохранения целостности конструкции "стареющего" парка ВС включает выборочные проверки с использованием методов и средств неразрушающего контроля и проверки отдельных экземпляров ВС с частичной или полной разборкой элементов конструкции. Программа контроля должна учитывать: опыт эксплуатации ВС, достоверность и точность контроля, вероятностную связь между уровнем нагрузки и размером повреждения, должна содержать сведения: об изделиях, характеристиках доступности, видах повреждений, месте повреждения, методе контроля, минимальном размере повреждения, который можно обнаружить, сроке первой проверки и периодичности проверок, об эксплуатационных бюллетенях.
В последние годы отмечается тенденция повышения заинтересованности авиапредприятий в создании на их базе Центров ТОиР. По инициативе предприятий были созданы первые Центры ТОиР ЗАО "АТБ Домодедово" по самолётам семейства Ил и ОАО "ВАРЗ - 400" по самолетам Ту-154 [2]. В настоящее время Центры ТОиР создаются на базе эксплуатационных и ремонтных организаций в соответствии с "Рекомендациями по созданию Центров ТОиР", утвержденными Распоряжением Минтранса РФ от 20.05.02.г. № НА-169-р.
Проблема ПЛГ ВС при длительной эксплуатации последние годы находится в центре внимания специалистов научно-исследовательских организаций. В 80-е годы прошлого века возникла проблема ПЛГ "стареющих" самолетов, созданных по принципу безопасного повреждения. Физическая сущность проблемы заключается в том, что основой летной годности конструкции является способность противостоять усталостным, коррозионным и механическим повреждениям.
На этапах проектирования и изготовления летная годность ВС обеспечивается созданием безопасно-повреждаемой конструкции, либо установлением безопасного ресурса. Если с момента образования трещины прочностные характеристики конструкции приближаются к критическим, то во избежание катастрофических последствий вводится ограничение ресурса. Для конструкций, проявляющих стойкость к разрушению, вводится система осмотров для обнаружения трещин до достижения ими критических размеров.
На основе анализа требований международных и отечественных нормативных документов и обобщения опыта эксплуатации ВС в 90-е годы прошлого века было проведено обоснование концепции ПЛГ ВС при эксплуатации [7]. Были сформулированы требования к системе ПЛГ ВС, рассмотрена терминология по летной годности и сертификации АТ и объектов ГА, определены принципы формирования нормативно-технической базы ПЛГ ВС и методы обоснования
процедур контроля летной годности ВС при эксплуатации. Специалистами авиационной администрации, ГосНИИ ГА, ГосНИИ АН, ГЦ БП ВТ, МГТУ ГА был разработан проект "Системы ПЛГ гражданских ВС России".
Приоритетной задачей создаваемых в последние годы Центров ТОиР АТ является внедрение процессов ПЛГ ВС, обеспечивающих проведение всех видов ТОиР и доработок АТ , продление ресурсов и сроков службы, сертификацию экземпляра ВС и техническую поддержку эксплуатации ВС в авиакомпаниях.
На современном этапе развития воздушного транспорта появляются работы по методологическим аспектам ПЛГ ВС [1, 3, 6, 8], в том числе отражающие связь с прогрессивными технологиями и эффективностью системы ТОиР.
К методологическим аспектам относятся результаты исследований по разработке структуры программы эксплуатации ВС (рисунок) с подпрограммой ПЛГ ВС, выполненных с учетом требований нормативных документов ИКАО, МАК, Российской Федерации, обобщения международного и отечественного опыта эксплуатации ВС и результатов исследований в области эксплуатации и ПЛГ ВС [9].
На верхнем уровне иерархической структуры программного управления (рис. 1) находятся программа эксплуатации ВС (1) и связанные с ней целевые программы обеспечения безопасности полетов (2) и эффективности эксплуатации ВС (3). Программа эксплуатации ВС включает программы летной эксплуатации, коммерческой эксплуатации, технической эксплуатации (1.1), аэродромной эксплуатации, организации воздушного движения. В состав программы технической эксплуатации ВС (1.1) включены программы: ТОиР ВС (1.1.1), инженерно-авиационного обеспечения полетов ВС (1.1.2), материально-технического обеспечения ТОиР ВС (1.1.3), обновления парка ВС (1.1.4), сертификации организаций по ТОиР ВС (1.1.5).
Программа обеспечения безопасности полетов ВС (2) в области их технической эксплуатации содержит программу ПЛГ ВС (2.1), в которую следует включить программы сохранения целостности конструкции (2.1.1), управления режимами ПЛГ ВС (2.1.2), установления ресурсов и сроков службы ВС (2.1.3), выполнения доработок и директив летной годности ВС (2.1.4), сертификации экземпляра ВС (2.1.5).
В состав программы обеспечения эффективности эксплуатации ВС (3) входит программа обеспечения эффективности технической эксплуатации и ПЛГ ВС (3.1), в которую включены программы обеспечения регулярности полетов ВС (3.1.1), обеспечения эффективности использования ВС (3.1.2), обеспечения экономической эффективности технической эксплуатации (ПЛГ) ВС (3.1.3), менеджмента качества в организациях по ТОиР ВС (3.1.4), сертификации системы менеджмента качества в организациях по ТОиР ВС (3.1.5).
Программа ПЛГ ВС - документ, устанавливающий стратегии и режимы поддержания летной годности ВС, порядок их корректировки на протяжении срока службы с начала эксплуатации до списания изделия.
Эффективность программы ПЛГ ВС - наиболее общее, определяющее свойство целенаправленной деятельности по ПЛГ, которое раскрывается через категорию цели, объективно выражается степенью достижения цели с учетом затрат ресурсов и времени.
Целью программы ПЛГ ВС является обеспечение соответствия всех воздушных судов (ВС) действующим требованиям лётной годности и их поддержание в состоянии, необходимом для безопасной эксплуатации на протяжении эксплуатационного срока службы.
Степень достижения цели программы ПЛГ ВС характеризуется системой показателей эффективности, которая включает обобщенные, частные, относительные, единичные и комплексные показатели [10]. Обобщенные показатели характеризуют эффективность процесса в целом, не различая причин, вызвавших их изменение.
К единичным показателям, характеризующим достижение отдельных целей управления, относятся следующие группы показателей: показатели безотказности АТ и безопасности поле-
тов ВС; показатели регулярности отправления ВС в рейсы; показатели использования ВС по времени; показатели экономичности процессов ПЛГ ВС.
Частные показатели дифференцированно оценивают степень влияния отдельных (частных) причин на эффективность процесса в целом.
Относительные показатели используются для оценки достигнутого уровня эффективности процесса ПЛГ ВС.
К комплексным показателям эффективности процессов ПЛГ ВС, характеризующим достижение нескольких целей или всех целей, относятся: коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности, коэффициент оперативного использования на j-м уровне управления и новый показатель - коэффициент эффективности использования на j-м уровне управления [10].
В мировой практике наблюдается тенденция отказа от капитального ремонта при эксплуатации ВС. Для самолетов Российского производства, имеющих сертификат типа, программы ТОиР также не предусматривают капитального ремонта. В последние годы эта тенденция начала распространяться на самолеты, не имеющие сертификата типа и находящиеся на завершающем этапе эксплуатации. По парку этих самолетов накоплен опыт длительной эксплуатации в условиях поэтапного продления их ресурсов и сроков службы и выполнения капитальных ремонтов.
В мировой практике при достижении самолетами срока службы более 14 лет их относят к "стареющему" парку ВС. Для таких типов самолетов начинают действовать созданные Разработчиком и одобренные авиационной администрацией программы эксплуатации "стареющего" парка ВС (aging aircraft program). Их выполнение является обязательным для эксплуатантов, а целесообразность дальнейшей эксплуатации парка ВС является экономической составляющей такой программы.
Учитывая, что большинство самолетов, составляющих основу парка ВС России, имеют средний срок службы более 15 лет, аналогичный подход к "стареющим" самолетам действует и в России. В нормативных документах МАК (АП25-571, МОС25-571) предусмотрено, что обеспечение безопасности конструкции ВС по условиям прочности при длительной эксплуатации закладывается на основе принципов допустимости повреждения, безопасного повреждения и безопасного ресурса (срока службы).
В настоящее время парк самолетов Ту-154М ряда авиакомпаний эксплуатируется по программе ПЛГ на основе прогрессивных технологий (без капитального ремонта) [1,4,11]. В соответствии с программой, разработанной ОАО "Туполев". ГосНИИ ГА, ГосНИИ АН и ЦАГИ, в условиях Центров ТОиР АТ: ЗАО "АТБ Домодедово" и ОАО "ВАРЗ-400" осуществляется ежегодно мониторинг летной годности каждого экземпляра самолета Ту-154М. Решениями Управления ПЛГ гражданских ВС Росавиации определяются условия установления парку самолетов Ту-154М авиакомпаний межремонтного ресурса 25000 летных часов, 10000 полетов в пределах действующего межремонтного (до 1-го ремонта) срока службы 15 календарных лет, назначенного ресурса и срока службы 50000 летных часов, 20000 полетов, 30 лет.
Рис. 1. Структура программ управления процессами эксплуатации и ПЛГ ВС
А.А. Ицкович, И.А. Файнбург
Указанные условия предусматривают выполнение в Центрах ТОиР комплекса работ по мониторингу и поддержанию летной годности самолетов Ту-154М, в том числе оценки технического состояния в объеме формы периодического технического обслуживания Ф-2, выполнения доработок конструкции по бюллетеням промышленности и директив летной годности, замены силовых элементов планера и комплектующих изделий с ограниченным ресурсом, контроля критических элементов планера (коррозионные, усталостные и механические повреждения), контроля параметров и уровня безотказности изделий, выполнения дополнительного перечня работ.
В целях повышения эффективности эксплуатации самолетов Ту-154М в авиакомпаниях предусмотрено совмещение процедуры установления ресурсов и сроков службы с процедурой сертификации экземпляра ВС.
В отличие от исходной программы ПЛГ ВС, предусматривающей поэтапное индивидуальное продление ресурсов и сроков службы, новая программа осуществляет мониторинг и ПЛГ в календарные сроки (ежегодно) в условиях Центра ТОиР.
Обе программы предусматривают рациональное распределение номенклатуры агрегатов и комплектующих изделий по методам технической эксплуатации: по ресурсу (ТЭР) - 24%, по состоянию с контролем параметров (ТЭП) - 12%, по состоянию до безопасного отказа (ТЭО) - 64%. При всех методах технической эксплуатации осуществляется контроль уровня надежности. Предложены методы статистического мониторинга надежности компонентов ВС [5].
ЛИТЕРАТУРА
1. Громов М.С., Шапкин В.С. Проблемы поддержания летной годности воздушных судов // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Аэродинамика и прочность, поддержание летной годности воздушных судов. - 2004.
- № 73(2).
2. Ицкович А.А., Смирнов Н.Н. Научно-методическое обеспечение создания Центров технического обслуживания и ремонта воздушных судов // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. - 2002. - № 49.
3. Ицкович А.А., Файнбург И.А. Методологические основы управления процессами поддержания летной годности воздушных судов в центрах технического обслуживания и ремонта авиационной техники // Современные научно-технические программы транспорта: сб. науч. тр. IV международной научно-технической конференции 1113 октября 2007 г. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2007.
4. Itskovich A.A., Faynburg I.A., Shapkin V.S., Gromov M.S., Semin A.V., Grishin A.N. Application of the Effective Programmes of Maintaining Tu-154M Aircraft Airworthiness in the Aircraft Maintainance Centers //Of the third World's Congress Aviation in the 21 st- Kyiv, Ukraine: NAU, 2008. Volume 1.
5. Ицкович А.А., Файнбург И.А., Алексанян А.Р. Статистический мониторинг надежности компонентов воздушных судов // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2010. - № 160 (10).
6. Петров А.Н. Методология поддержания летной годности воздушного судна на основе управления эффективностью системы его технического обслуживания и ремонта // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности воздушных судов. - 2008. - № 130 (6).
7. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. К обоснованию концепции сохранения летной годности воздушных судов в современных условиях работы отрасли // Вопросы поддержания летной годности летательных аппаратов в процессе эксплуатации: межвуз. сб. науч. тр. - М.: МГТУ ГА, 1996.
8. Файнбург И.А. Управление процессами поддержания летной годности воздушных судов в Центрах технического обслуживания и ремонта авиационной техники (506-06). Отчет о выполнении НИР, № гос. регистрации 01200607245. - М.: МГТУ ГА, 2007.
9. Файнбург И.А. Управление процессами поддержания летной годности воздушных судов в центрах технического обслуживания и ремонта авиационной техники // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2006. - № 100.
10. Файнбург И.А. Метод оценки эффективности процесса поддержания летной годности воздушных судов // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. - 2007.
- № 123 (13).
11. Шапкин В.С., Ицкович А.А., Семин А.В., Файнбург И.А. Анализ эффективности программы поддержания летной годности самолетов Ту-154М в центре технического обслуживания и ремонта на основе прогрессивных технологий // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности воздушных судов. - 2008. - № 130 (6).
GENERALIZATION OF EXPERIENCE OF APPLICATION OF EFFECTIVE PROGRAMS OF MAINTENANCE OF THE AIRCRAFTS AIRWORTHINESS IN THE CENTERS OF SERVICING
AND REPAIR OF AVIATION TECHNICS
Itskovich A.A., Faynburg I. A.
Results of researches executed by TSA&AE chair of MSTUCA for application of effective programs of maintenance of the aircrafts airworthiness in the centers of servicing and repair of aviation technics, are resulted.
Key words: aircrafts, maintenance of the aircrafts airworthiness in servicing and repair centers, effective programs, generalization of the application experience.
Сведения об авторах
Ицкович Александр Абрамович, 1934 г.р., окончил УАИ (1957), профессор, доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор более 250 научных работ, область научных интересов - эксплуатационная надежность и эффективность эксплуатации авиационной техники, управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
Файнбург Инна Александровна, окончила МИИВТ (1989), кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор 40 научных работ, область научных интересов - управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
