CC BY
181
2009
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Эксплуатация воздушного транспорта
№ 147
УДК 629.735.015
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ, ПОДДЕРЖАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ ПИЛОТОВ ВЕРТОЛЁТОВ
Б.А. СОЛОВЬЁВ, П.Н. РЫБКИН
В статье обоснована необходимость системного подхода к созданию сети образовательных учреждений, обеспечивающих первоначальную подготовку, поддержание и повышение профессиональной квалификации пилотов вертолётов. Сформулированы задачи, которые должны быть решены при формировании Системы подготовки, поддержания и повышения профессиональной квалификации пилотов вертолётов, ориентированной на применение современных и перспективных образовательных технологий. Приведены примеры уже разработанных на базе вычислительной техники средств профессионального обучения.
Ключевые слова: подготовка пилота вертолета, средства профессионального обучения.
В силу своих специфических особенностей вертолёты широко используются в народном хозяйстве. Трудно представить без вертолётов освоение и повседневную жизнь районов Крайнего Севера и Дальнего Востока. Разнообразен спектр так называемых авиационных работ, выполняемых с помощью вертолётов. Это - тушение пожаров и противопожарное патрулирование, всевозможные виды воздушной разведки, обслуживание морских буровых и многое другое. В России немало районов, где транспортное обслуживание населения возможно только вертолётами.
Парк вертолётов России с каждым годом увеличивается и становится разнообразнее. Увеличивается и численность пилотов вертолётов, от профессиональной квалификации которых, в значительной степени, зависят безопасность полётов и эффективность авиационных работ.
К настоящему времени в России сложилась некая система первоначальной подготовки пилотов вертолётов и повышения их профессиональной квалификации. Причём именно сложилась из различных звеньев, а не явилась результатом создания системы, как единого целого. Многие звенья создавались в разное время и, естественно, сейчас часто не согласуются друг с другом. Не было оценок экономической эффективности системы в целом и попыток оптимизировать систему по этому показателю.
Настоящее время характеризуется повсеместным внедрением вычислительной техники и информационных технологий. На уже выпускаемых и, естественно, на будущих вертолётах традиционные стрелочные приборы заменены на несколько функциональных дисплеев с выводом на них и пилотажно-навигационной информации, и информации о работе функциональных систем вертолёта. В будущем возможен вывод информации непосредственно на стекло перед пилотом.
Обучение пилотов на вертолёты с подобной кабиной старыми методами с использованием плакатов и макетов гидромеханических систем просто невозможно. Необходимо внедрение новых обучающих технологий, использующих тренажёры нового поколения и программные средства для индивидуальной теоретической подготовки.
Ниже излагается идеология создания системы подготовки, поддержания и повышения профессиональной квалификации пилотов вертолётов, ориентированной на использование новых обучающих средств и технологий (в дальнейшем Система). Система должна охватывать все этапы подготовки пилота, с начала профессиональной деятельности (первоначальная подготовка) до её завершения. При создании Системы должны быть разработаны и согласованы методо-
логические, организационные, методические, аппаратно-программные и прочие вопросы для всех звеньев системы.
Общая структура Системы показана на рис. 1.
общеобразовательная школа
Общевузовская подготовка
Поддержание летной квалификации Летное училище
выпускники ЛУ
Расширение перечня допусков
Переучивание на новый вертолет
Повышение в классе
Летное училище
Производственные полеты 2 года
Производственные
полеты
тренажер + КПК
Производственные
полеты
тренажер + КПК
Производственные
полеты
тренажер + КПК
Производственные
полеты
тренажер + КПК
Производственные полеты 2 года
Производственные полеты 2 года
Переучивание на новый вертолет
Переучивание на профессионального пилота
Школа пилотов-любителей
Любительские полеты 2 года
Любительские
полеты
тренажер + КПК
Любительские
полеты
тренажер + КПК
Любительские
полеты
тренажер + КПК
Любительские
полеты
тренажер + КПК
Любительские полеты 2 года
Любительские полеты 2 года
Рис. 1. Структурная схема Системы подготовки, поддержания и повышения профессиональной квалификации пилотами вертолётов
Первоначальная подготовка возможна тремя путями. Наиболее массовая подготовка осуществляется в средних лётных училищах, по окончании которых курсанты получают свидетельство коммерческого пилота. В высших авиационных учебных заведениях студенты осваивают программу высшего образования и программу первоначальной лётной подготовки, получая после окончания свидетельство коммерческого пилота. Третий путь лежит через школы (центры) пилотов-любителей. После прохождения специальных курсов пилот-любитель становится коммерческим пилотом.
После получения свидетельства коммерческого пилота начинается «профессиональная жизнь» пилота, т.е. его работа на производственном предприятии (в компании). Пилот участвует во всех учебных мероприятиях компании: ввод в строй, периодические проверки техники пилотирования, подготовка к ОЗП и ВЗП и т.д. Эти мероприятия непосредственно системой не регламентируются, так как они учитывают особенности географического положения, климатические условия и др. и индивидуальны для каждой компании. Однако общая методологическая связь с системой должна быть. Системой предусмотрен периодический контроль профессиональной квалификации пилота. Лётная деятельность пилота имеет свои особенности. Многие лётные технологии пилот выполняет почти ежедневно, а иногда и несколько раз в день. Это взлёт и посадка, полёт по маршруту и т.д. Навыки для выполнения этих технологий обычно не теряются, более того совершенствуются. Но есть технологии, с которыми пилот, к счастью, может в процессе производственных полётов не сталкиваться. Это в первую очередь технологии работы при возникновении сложных и аварийных ситуаций. Но именно этими технологиями пилот должен владеть, чтобы безопасно завершить полёт при возникновении сложных и аварийных ситуаций. Практика работы операторов в любой отрасли свидетельствует о сниже-
нии навыков выполнения тех операций, которые какое-то время оператором не выполнялись. Поэтому предусмотрен контроль навыков лётной (операторской) деятельности пилотов на комплексном лётном тренажёре с периодичностью раз в полгода. Если при контроле обнаруживается снижение навыков, пилот путём тренировок на тренажёре повышает навыки до необходимого уровня. В результате уровень лётной квалификации поддерживается на необходимом уровне.
Помимо лётных навыков пилот должен иметь определённый уровень теоретических знаний. Контроль полного объёма этих знаний и поддержание их на необходимом уровне производится с периодичностью один раз в два года.
В течение «профессиональной жизни» пилот неоднократно повышает свою профессиональную квалификацию: освоение нового типа вертолёта, получение свидетельства линейного пилота, расширение перечня допусков к выполнению определённых видов авиационных работ и др. Повышение квалификации осуществляется на специализированных курсах. Пилот в процессе производственной деятельности имеет также возможность повысить свой образовательный уровень и получить высшее образование. Для этого в одном из высших авиационных учебных заведений создан факультет для пилотов, уже имеющих свидетельство коммерческого или линейного пилота. Программа этого факультета построена так, что во время учёбы на этом факультете пилот получает теоретические знания в объёме высшей школы и поддерживает, или даже повышает, свою профессиональную квалификацию.
Задачи, которые должны быть решены при создании Системы, целесообразно объединить в четыре блока: методологический, организационный, методического обеспечения и аппаратнопрограммного обеспечения.
Назначение методологического блока - обеспечить все звенья Системы взаимоувязанными учебными программами. Например, профессиональная характеристика выпускника, первоначально получившего свидетельство коммерческого пилота, должна быть одной и той же. Учебные программы профессионального цикла высшего учебного заведения, среднего лётного училища и курсов подготовки коммерческих пилотов из пилотов-любителей должны обеспечить на выходе один и тот же перечень: что выпускник должен знать, что должен уметь и о чём должен иметь представление. Общие требования к программам - отсутствие дублирования и ориентация на перспективные образовательные технологии. Едиными и взаимоувязанными должны быть программы и для звеньев Системы, которые обеспечивают периодический контроль и поддержание необходимого уровня профессиональной квалификации пилотов. Результатом решения задач методологического блока должно быть создание Атласа типовых учебных программ для всех звеньев Системы.
Создание Системы будет происходить не на пустом месте. В неё в качестве некоторых звеньев войдут существующие учреждения профессионального образования: Учебные центры авиакомпаний, бывшие Учебные центры территориальных управлений ГА и другие образовательные учреждения разной формы собственности. Задача организационного блока - разработка организационных форм звеньев Системы и путей модернизации существующих учреждений профессионального образования и превращения их в учреждения профессионального образования нового поколения, ориентированные на использование современных образовательных технологий. В Системе должна быть обеспечена инвариантность звеньев для учёта географических, климатических и иных индивидуальных особенностей и условий.
Задача методического блока - обеспечить все звенья Системы методическими материалами. Для каждого звена системы должен быть определён оптимальный набор средств обучения и сформулированы требования к каждому из них. Набор должен учитывать индивидуальные особенности организационных форм звеньев и обеспечить достижение целей звена за минимальное время и с минимальными экономическими затратами.
Средства обучения должны базироваться на современных образовательных технологиях с использованием многообразия вычислительной техники. В состав средств обучения должны
входить: компьютерные обучающие программы теоретических дисциплин, автоматизированные обучающие системы для конкретных типов вертолётов, компьютерные дисплейные тренажёры лётной эксплуатации конкретных вертолётов (проверки систем, действия в особых и аварийных ситуациях и др.), экранно-дисплейные функциональные тренажёры для отработки навигационных и других задач, комплексные лётные тренажёры с неподвижной и подвижной платформами.
Блок программного и аппаратного обеспечения является наиболее важным и наиболее затратным блоком. Это блок разработки средств обучения, набор которых для каждого звена Системы определён в блоке методического обеспечения. В полном объёме данный блок к настоящему времени не разработан. Однако к настоящему времени уже разработаны некоторые средства обучения, отвечающие современным требованиям.
Автоматизированные обучающие системы для конкретных типов вертолётов (для семейства Ми-8, для семейства Л8 355)
Основой является описание всех функциональных систем вертолётов в объёме, предусмотренном Руководством по лётной эксплуатации вертолёта. На экран дисплея выводятся рисунки и схемы функциональной системы и агрегатов её составляющих в статике и динамике. Изображения сопровождаются текстовыми и голосовыми пояснениями. Выводимые в последовательности пояснения сохраняются в рамках смысловой страницы. Представление о смысловой странице показано на рис. 2.
Рис. 2. Дисплейная страница компьютерного обучающего курса
По завершению изучения функциональных систем вертолёта предусмотрен самоконтроль и контроль с выводом протокола контроля.
Компьютерные дисплейные тренажёры лётной эксплуатации конкретных вертолётов
Компьютерные дисплейные функциональные тренажёры позволяют членам экипажа получить и отработать первоначальные навыки по управлению функциональными системами и оборудованием в отдельности. На них пилоты «выполняют» предполетную проверку систем и оборудования, управляют ими в штатных и нештатных (при проявлении неисправностей и отказов) ситуациях. Особое внимание уделяется отработке действий в сложных и аварийных ситуациях. Компьютерные тренажёры содержат процедуры контроля и самоконтроля.
Работа на компьютерном функциональном тренажёре ведется в трёх режимах: в режиме демонстрации, когда показывается, «как это делать», в режиме тренажа, когда обучаемый интерактивно «делает это сам» и имеет возможность обратиться за помощью и в режиме контроля, когда обучаемый «делает это сам» без какой-либо помощи, но с оценкой результатов. Представление о выводимой на экран информации показано на рис. 3.
Рис. 3. Дисплейный компьютерный тренажёр
Тренировка на компьютерных экранных тренажерах сокращает время тренировки на дорогостоящем лётном тренажере вертолета.
Экранно-дисплейные функциональные тренажёры для отработки навигационных и других задач
Примером экранно-дисплейных тренажёров является навигационный тренажер вертолетов Ми-8 (Ми-8МТВ, Ми-8АМТ), предназначенный для обучения летного состава вопросам навигационной (штурманской) подготовки.
Использование данного тренажера позволяет выполнять следующие задачи: о предполетная подготовка к выполнению полетов на вертолетах с различной комплектацией пилотажно-навигационного оборудования;
о выполнение маневров при движении вертолета на аэродромах, выполненных с максимальной реалистичностью;
о выполнение взлета, полет на всех участках маршрута и посадка вертолета в реальном времени с имитацией различных погодных условий, днем и ночью в различных климатических зонах;
о обучение комплексному использованию бортового и наземного радиотехнического оборудования самолетовождения и посадки;
о тренировка пилотов полетам в районах со сложным рельефом, максимально соответствующим реальной местности;
о пилотирование с использованием визуальных ориентиров, подбор площадок с воздуха и посадка на них;
о тренировка заходам на посадку с использованием различных систем посадки в простых и сложных метеоусловиях;
о важным достоинством данного тренажера является возможность быстрой модификации в следующих направлениях:
о создание новых вариантов комплектации пилотажно-навигационного оборудования вертолетов;
о изменение состава наземного оборудования районов полетов и аэродромов; о создание аэродромов по заказу пользователей с высокой степенью детализации, посадочных площадок, визуальных ориентиров;
о воспроизведение реальной местности и аэродромов по заказу пользователей.
Навигационный тренажер может иметь неограниченное количество вариантов исполнения приборных панелей вертолетов. Возможно исполнение как с существующим пилотажнонавигационным оборудованием, так и с перспективным.
Возможны три варианта визуального отображения: только на дисплее компьютера (рис. 4), только на экране (рис. 5) и с отображением окружающей среды на экране, а приборного оборудования на дисплее.
а) б)
Рис.4. Вариант дисплейного отображения информации а - вид из кабины; б - общий вид вертолета
Система визуального отображения позволяет пилоту наблюдать за выполнением полета из кабины в любом из восьми направлений. При направлении наблюдения вперед в нижней части экрана отображается приборная панель. Часть оборудования, размещенного на дополнительных приборных панелях, можно вызывать на отображение по желанию пилота.
В качестве органов управления возможно использование либо джойстика (рис. 6), либо полного комплекта имитаторов органов управления вертолётом (ручка управления, рычаг шаг-газ, педали) (рис. 7).
Рис.5. Вариант экранного отображения информации
Рис. 6. Джойстик управления
Рис.7. Комплект имитаторов органов управления вертолётом
Комплект оборудование устанавливается на дополнительную платформу (рис. 8), что упрощает транспортировку и ускоряет время подготовки тренажера к работе.
Рис. 8. Платформа с комплектом оборудования Комплексный тренажёр вертолета
Летный комплексный тренажер вертолета Ми-8МТВ (Ми-8АМТ) нового поколения создан в соответствии с международными требованиями, предъявляемыми Федеральной авиационной администрацией (FAA) и требованиями Государственной службы гражданской авиации России.
Летный комплексный тренажер вертолета является комбинацией специального программного обеспечения, специальных аппаратных средств и реальных органов управления вертолетом с реальным оборудованием и приборами.
Интерьер кабины (рис. 9) полностью обеспечивает соответствие рабочих мест членов экипажа штатным условиям размещения на вертолете Ми-8МТВ (Ми-8АМТ).
Рис. 9. Кабина тренажёра
Модель динамики полета обеспечивает адекватную имитацию поведения вертолета в зависимости от режима полета, внешних, а также адекватную имитацию систем вертолета.
Летный комплексный тренажер используется:
о для тренажерной подготовки летного состава, проходящего подготовку для выполнения полетов на вертолетах Ми-8, Ми-8МТВ, Ми-8АМТ;
о для периодической тренажерной подготовки летного состава, выполняющего полеты на вертолетах Ми-8, Ми-8МТВ, Ми-8АМТ (например, в России принята система обязательного ежеквартального прохождения данной тренировки в объеме 3 часов (итого за год - 12 часов). Документы ИКАО рекомендуют проходить тренировку на тренажере 1 или 2 раза в год в объеме - 6.. .9 часов.
Летный комплексный тренажер вертолета предназначен для отработки действий экипажа в нормальных (штатных), сложных и аварийных ситуациях полета в реальном масштабе времени. Тренажер обеспечивает отработку следующих задач:
- проведение предполетной подготовки, в том числе штурманской;
- выполнение руления на вертолете и принятие решения на взлет в выбранном направлении в соответствии с энергетическими возможностями вертолета;
- взлет, висение, перемещение на малой высоте, набор высоты;
- маневрирование на различных режимах полета;
- проведение визуальной ориентировки в полете по маршруту;
- пилотирование вертолета по приборам с использованием имеющегося на борту пилотажно-навигационного оборудования, приборов и систем во всем диапазоне высот и скоростей;
- выполнение полета по маршруту с использованием радиотехнических и радиолокационных средств;
- ведение двусторонней радиосвязи с землей и внутренней связи по СПУ;
- визуальный заход на посадку;
- заход, расчет на посадку и посадку вертолета с применением пилотажно-навигационных, радиотехнических и радиолокационных средств в различных условиях видимости;
- полеты в местностях с различными формами рельефа;
- отработка действий экипажа в аварийных и сложных ситуациях полета, связанных с отказами бортового оборудования, систем и приборов:
- полет с отказавшей системой регулирования двигателя;
- повышенная (опасная) вибрация двигателя;
- падение давления масла в двигателе;
- повышение температуры масла или появление стружки в масле двигателя;
- отказ регулятора температуры двигателя;
- неисправности редукторов;
- отказ подкачивающего насоса расходного бака;
- засорение топливного фильтра;
- отказ основной гидросистемы;
- отказ основного авиагоризонта;
- отказ двух авиагоризонтов;
- отказ двух указателей скорости;
- низкочастотные колебания вертолета в полете;
- пожар двигателя, главного редуктора, ВСУ;
- отказ двух двигателей в полете;
- полет с неработающими генераторами;
- неисправности основных систем и оборудования.
- возможность отработки технологии взаимодействия экипажа;
- проведение тренировки по методике LOFT (Line Oriented Flight Training) и CRM (Crew Resourse Management).
Для управления тренировочными полётами предусмотрены рабочие места для инструктора и наблюдателя внутри кабины и пульт управления вне кабины (рис. 10).
Рис. 10. Пульт управления вне кабины (рабочее место инструктора)
Заключение
Только системный подход к созданию в РФ сети образовательных учреждений, обеспечивающих первоначальную подготовку, поддержание и повышение профессиональной квалификации пилотов вертолётов, позволит оценить и минимизировать экономические затраты авиакомпаний и РФ в целом на обеспечение «профессиональной жизни» пилотов вертолётов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральные авиационные правила «Сертификация авиационных учебных центров». - М.: ФСВТ России,
1999.
2. Елисов Л.Н. Качество профессиональной подготовки авиационного персонала и безопасность воздушного транспорта. - М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2006.
DEVELOPMENT OF TRAINING, MAINTAINING AND RAISING OF HELICOPTER PILOTS
PROFESSIONAL QUALIFICATION
Solovjev B.A., Rybkin P.N.
The work has grounded system approach to the launch of centers aimed at initial training, maintaining and raising of helicopter pilots professional qualification. The aims has been defined to form the system of training, maintaining and raising of helicopter pilots professional qualification with the help of up-to-date and prospective technologies of training. Computer-based professional training aids are given as samples.
Сведения об авторах
Соловьёв Борис Александрович, 1932 г.р., окончил ЛКВВИА им. А.Ф. Можайского (1956), доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, автор более 100 научных работ, область научных интересов - поддержание летной годности воздушных судов, современные образовательные технологии.
Рыбкин Павел Николаевич, 1962 г.р., окончил МАИ им. С. Орджоникидзе (1985), кандидат технических наук, доцент МАИ им. С. Орджоникидзе, автор 18 научных работ, область научных интересов
- поддержание летной годности воздушных судов, современные образовательные технологии.
