CC BY
90
2008 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 135
серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629.017.083.74
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ И ПРИМЕНЕНИЮ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИХ БЕЗОПАСНЫЕ ПОЛЕТЫ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ С ЧАСТИЧНО НЕИСПРАВНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ
Н.Н. СМИРНОВ, В.С. БЫЧКОВ
Рассматриваются вопросы разработки и применения минимальных перечней оборудования воздушных судов, обеспечивающего приемлемый уровень безопасности и регулярности полетов.
Общие положения
Конструкция современных воздушных судов (ВС) предусматривает наличие высоконадежного оборудования и системного резервирования. Сертификат типа ВС удостоверяет, что оно со всем своим оборудованием находится в исправном состоянии. Несмотря на это могут возникать неполадки, а задержки или отмены рейсов влекут за собой высокие эксплуатационные расходы.
Практика эксплуатации ВС показывает, что в особых условиях и на ограниченный период времени работа всех его систем или элементов не является обязательной, если приборы и оборудование, находящиеся в рабочем состоянии, обеспечивают приемлемый уровень безопасности.
Исходя из этого, для повышения эффективности использования ВС в практику эксплуатации вводятся нормативные документы, позволяющие экипажам и эксплуатантам при необходимости временно осуществлять безопасные полеты с неисправным (незадействованным) оборудованием.
Такими нормативными документами являются «Минимальные перечни оборудования» (в зарубежной практике MMEL и MEL). MMEL (Master Minimum Equipment list) - основной минимальный перечень оборудования (далее - Основной Перечень), разрабатываемый фирмой для типа ВС; MEL (Minimum Equipment List) - минимальный перечень оборудования (далее - Перечень), разрабатываемый эксплуатантом для каждого экземпляра ВС.
Этими документами санкционируются некоторые условные отклонения от требований сертификата типа, для того чтобы обеспечить беспрерывную эксплуатацию ВС при выполнении коммерческих рейсов. Эти условные отклонения по-другому называются «условия допуска к эксплуатации (выполнения полетов)».
Основной задачей Перечня является установление баланса между приемлемым уровнем безопасности полетов и рентабельностью ВС при его эксплуатации с частично неисправным оборудованием. Перечень позволяет эксплуатантам быстро организовать эксплуатацию (полеты) ВС и избежать излишних задержек или отмены рейсов, не ставя под угрозу безопасность полетов, в случаях, когда ВС допускается к полетам с неисправным (не задействованным) оборудованием.
Как Основной перечень, так и Перечень утверждаются или принимаются полномочным органом контроля летной годности. Они состоят из перечней компонентов и систем, которым присваивается статус «Допускается», «Допускается, если», или «Не допускается» в зависимости от их влияния на безопасность полета. Компоненты со статусом «Допускается» или «Допускается, если» могут оставаться в неисправном состоянии в течение ограниченного периода времени. Наличие компонентов со статусом «Не допускается» является основанием для запрета полетов.
Основной Перечень и Перечень имеют дело с неисправностями в системах, которые оказывают различное влияние на безопасность полета ВС в зависимости от значимости компонента в системе(ах).
Целью Основного Перечня является предоставление эксплуатантам эффективного и надежного средства для быстрого определения того, может ли ВС быть допущено к полетам, не ставя под угрозу безопасность полетов.
Перечень является производным от Основного Перечня и применяется индивидуальным эксплуатантом. Перечень эксплуатанта учитывает конкретную для данного эксплуатанта конфигурацию ВС, рабочие процедуры и условия. Будучи утвержденным и допущенным к использованию, Перечень позволяет осуществлять эксплуатацию ВС, в оговоренных условиях с некоторыми элементами оборудования в нерабочем состоянии.
Правовая основа для создания Перечней
Принятие ИКАО Конвенции о международной гражданской авиации явилось первым шагом на пути создания международных правил воздушных перевозок и, в частности, создания Перечней. В Приложении 6 к Конвенции, в главе 6 «Бортовые приборы, оборудование и полетная документация» сказано: «6.1.2 Эксплуатант включает в руководство по производству полетов утвержденный государством эксплуатанта минимальный перечень оборудования (MEL), который позволяет командиру воздушного судна определять возможность начала или продолжения полета из любого промежуточного пункта при выходе из строя какого-либо прибора, оборудования или системы» [2].
В Дополнении к Приложению 6 Конвенции ИКАО содержится инструктивный материал в отношении Перечней. В частности сказано: «в том случае, если отступления от сертификационных требований государств не допускаются, воздушное судно не может выполнять полет до тех пор, пока все системы и оборудование не будут функционировать нормально. Опыт показал, что в течение короткого периода времени может допускаться наличие некоторых неисправностей, если остальные позволяют безопасно продолжать полет» [2].
В соответствие с требованиями Приложения 6 разрабатываемые фирмой Основные Перечни должны учитывать существующие нормы летной годности государств, чтобы обеспечить их выполнение. Так правовая политика и нормы летной годности ВС государств, в том числе и в отношении Основных Перечней и Перечней, сформулированы в Совместных Авиационных Требованиях EASA, а также в JAR-OPS1.0.
« Обязанности эксплуатанта:
а) Эксплуатант разрабатывает для каждого воздушного судна Перечень минимального оборудования (MEL), утверждаемый полномочным органом. Он должен быть основан на MMEL, но быть не менее ограничивающим, чем соответствующий Основной перечень минимального оборудования (MMEL) (если такой существует), одобренный полномочным органом.
б) Эксплуатант не использует воздушное судно иначе, кроме как согласно MMEL, за исключением случаев, когда это разрешено полномочным органом. Любое такое разрешение, ни при каких обстоятельствах, не дает права выполнять полет без соблюдения ограничений MMEL».
С учетом изложенного следует отметить, что процесс утверждения или одобрения Основного Перечня полномочным органом связан с процессом сертификации ВС.
Процесс разработки Основного Перечня
Разработкой Основного Перечня заняты многие специалисты фирмы по разработке функциональных систем, специалисты в области прочности, безопасности полетов, летной годности и др.
Для каждого компонента Основного Перечня специалисты учитывают:
• влияние отказа этого компонента на безопасность полета;
• результаты летных испытаний и/или испытаний на тренажере;
• влияние отказа на рабочую загрузку экипажа.
Взаимодействие между системами тщательно анализируется, чтобы убедиться, что множественные отказы не приведут к неудовлетворительному уровню безопасности полетов. Более того, при анализе рассматриваются не только последствия отказа данного компонента, но и последствия критического отказа, который может произойти в полете.
На рис. 1 показана укрупненная пошаговая схема разработки Основного Перечня, построенная на базе схемы, практикуемой фирмой Airbus [1].
Прежде чем представлять полномочному органу по летной годности разработанный Основной Перечень фирма - разработчик должна подготовить доказательные материалы в отношении того, что даже если определенная система ВС находится в нерабочем состоянии, все же можно сохранить приемлемый уровень безопасности, предусмотренный соответствующей инструкцией. Для достижения данной цели систематически проводятся качественный анализ и, в случае необходимости, количественный анализ. Необходимо доказать, что приемлемый уровень безопасности будет поддерживаться посредством:
• передачи функции другому компоненту оборудования (резервирование), или
• предоставления необходимых данных другим компонентом оборудования (запасный прибор), или
• соблюдения соответствующих ограничений и/или процедур (порядок действий летного экипажа и/или процедуры технического обслуживания).
Это самый трудный и сложный этап работы над Основным Перечнем, требующий проведения анализа функциональных отказов (ФО) и определения степени опасности последствий таких отказов. До недавнего времени эти задачи решались методом экспериментальных оценок, который, как известно, имеет ряд слабых мест. На смену этому методу в АК им. С.В. Ильюшина были разработаны и внедрены новые методы: для определения полного перечня ФО - «метод приведения» [2,3]; для определения степени опасности ситуаций - «метод достраивания событий» [2,4].
При разработке Основного Перечня обосновывается время, в течение которого ВС можно эксплуатировать с неисправными компонентами. Эти сроки определены для того, чтобы: сохранить приемлемый уровень безопасности; предотвратить некачественное техническое обслуживание; предотвратить многочисленные отказы, которые со временем могут накапливаться и, таким образом, отражаться на безопасности полетов и эффективности эксплуатации ВС. Неисправный компонент следует заменить или отремонтировать как можно скорее в пределах сроков, определенных как время, необходимое для устранения неисправностей.
Фирмой Airbus, например, установлены четыре интервала времени, необходимого для устранения неисправностей (А, В, С и D) [1]:___________________________________________________
Время устранения неисправностей А В С D
Количество календарных дней (исключая день обнаружения) * 3 10 120
* Для интервала «А» время устранения неисправностей определяется ограниченным количеством полетов или летных дней. Интервал «А» применяется для компонентов, которые нельзя отнести к интервалам «В», «С» или «О».
Интервал «С» соответствует тому периоду времени, который принят Властями до следующей формы технического обслуживания основной системы ВС. После анализа влияния отказа на безопасность полетов бывает необходимо применить менее продолжительный интервал «В». Большинству компонентов дополнительных систем соответствует интервал «О».
Рис. 1. Основные шаги в рамках процесса разработки Основного Перечня (ММБЬ)
Обозначения: [о] - необходимые действия экипажа; [М] - необходимые действия бригады технического обслуживания, предусмотренные условиями допуска ВС к эксплуатации. Порядок действий излагается в Основном Перечне.
Интервалы «В», «С» и «О» выражаются в количестве «календарных дней». Интервал «А» также может быть выражен в количестве календарных дней, если условия допуска к эксплуатации не предусматривают ограничения количества полетов, летных часов или летных дней.
Основной Перечень оформляется в следующем виде, удобном для пользования (рис. 2).
Тип ВС Основной минимальный перечень оборудования Дополнительные шифры (коды)
1. Система (номер Компонент по АТА) 2. Интервал времени для устранения
3. Количество компонентов в системе
4. Требуемое количество компонентов для безопасных полетов
5. Примечание
Рис. 2. Форма Основного Перечня
В таком же виде оформляется и Перечень, разрабатываемый эксплуатантом.
Ни одно ВС не может быть допущено к выполнению полетов после того, как истекло время, необходимое для устранения неисправности, которое указано в Перечне. Однако существует возможность продлить этот срок в соответствии со специальной процедурой. Такое продление возможно для интервалов «В», «С», или «D», но не применимо для интервала «А».
Так, в JAR-MMEL/MEL.081 описана процедура однократного продления времени, необходимого для устранения неисправности, и приведены требования к эксплуатантам: «Получив санкцию от Властей, Эксплуатант может для интервалов «В», «С», или «D» продлить время, необходимое для устранения неисправности, такой же продолжительностью, как указано в MEL, в том случае, если:
a) описание обязанностей и ответственности за регулирование продления устанавливается эксплуатантом и принимается Властями;
b) разрешается только однократное продление соответствующего времени, необходимого для устранения неисправности;
c) власти должны быть оповещены о любом продлении в приемлемое для них время, не превышающее один месяц;
d) устранение неисправности должно быть завершено при первой возможности». В исключительных случаях эксплуатанты Европейских государств могут напрямую вести переговоры с Властями по поводу второго продления времени, необходимого для устранения неисправности. Подробное разрешение на второе продление выдается только Властями и не касается фирм -разработчиков ВС.
Экономический аспект использования Перечней
Перечни не только обеспечивают безопасное выполнение полетов, но и способствуют тому, что Эксплуатант с максимальной выгодой использует имеющийся парк ВС в рамках текущей деятельности. Перечни способствуют увеличению прибыли эксплуатанта.
Экономический аспект имеет две составляющие.
Первая составляющая заключается в том, что Перечни позволяют эксплуатировать ВС с одним и более неработающим компонентом оборудования, когда неполадка обнаруживается в полете или при наземном обслуживании. Возможность отправить ВС в полете снимает необходимость в незапланированном техническом обслуживании, задержках или отменах рейсов.
Вторая, не менее важная составляющая экономического аспекта заключается в снижении затрат на приобретение и хранение запасных частей. С использованием Основного Перечня решается задача оптимизации «Первичного обеспечения» эксплуатанта запасными частями.
«Первичное обеспечение» - каталог запасных частей разрабатывается фирмой исходя из математической модели, которая учитывает несколько факторов, включая:
• количество ВС в парке эксплуатанта;
• общее количество летных часов в год;
• среднюю стоимость запасной части;
• количество запасных частей на одно ВС.
Этот каталог позволяет эксплуатантам заказывать запасные части за несколько месяцев до поставки самого ВС, чтобы предупредить ситуации, связанные с простоем ВС из-за отсутствия нужной запасной части.
Один из факторов, учитываемых в модели, используемой фирмой Airbus, напрямую связан с Основным Перечнем (MMEL). Этот фактор известен под названием «Код степени важности» (ЕС) и он соответствует статусу, который присваивается компоненту в MMEL: код ЕС-1 соответствует компоненту «Не допускается»; код ЕС-2 компоненту «Допускается, если»; код ЕС-3 компоненту «Допускается» [1].
Система кодирования компонентов ВС позволяет эксплуатантам наилучшим образом решать задачи приобретения запасных частей и их размещения по аэропортам в целях сокращения эксплуатационных расходов.
Для компонентов с кодом ЕС-1 «Не допускается» соответствующие запасные части должны быть в наличии в каждом аэропорту посадки, чтобы избежать задержек или отмен рейсов.
Для компонентов с кодом ЕС-2 «Допускается, если» и с кодом ЕС-3 «Допускается», с соответствующим сроком устранение неисправности, нужные запасные части должны быть в наличии в аэропортах базирования.
При такой организации размещения запасных частей эксплуатанты могут заранее планировать возвращение ВС в основное место базирования. В течение же установленного Перечнем времени на устранение неисправности ВС может продолжать полеты в нормальном режиме.
Выводы
1. Нормативными документами, регламентирующими безопасные полеты ВС с частично неисправным оборудованием, являются одобренные полномочными органами государств Основные Перечни, разрабатываемые фирмой, и перечни, разрабатываемые эксплуатантами.
2. Законодательной базой для разработки Основных Перечней и Перечней являются документы ИКАО и полномочных органов по Летной годности ВС государств.
3. Работа над Основным Перечнем основывается на глубоком анализе надежности компонентов и систем ВС, определении полного перечня возможных функциональных отказов и степени опасности ситуаций.
4. Работа над Перечнем основывается прежде всего на Основном Перечне, а также на знании фактических характеристик парка ВС эксплуатанта, их конфигурации, условий и опыта эксплуатации.
5. Применение Перечня дает возможность эксплуатанту соблюдать требования по регулярности полетов, обеспечивать приемлемый уровень безопасности и сокращать эксплуатационные расходы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Введение в MMEL и MEL. Изд. 1, Airbus, 2006.
2. Новожилов Г.В., Неймарк М.С, Цесарский Л.Г. Безопасность полета самолета. Концепция и технология. - М.: Машиностроение, 2003. - 144 с.
3. Приложение 6 к Конвенции о международной гражданской авиации. Эксплуатация ВС, ИКАО, 2003.
4. Неймарк М.С., Цесарский Л.Г. «Метод приведения» - метод определения полного перечня функциональных отказов технической системы // Проблемы безопасности полетов. - 1994. - №2.
5. Неймарк М.С., Цесарский Л.Г. Обеспечение безопасности полета на всех этапах жизненного цикла самолета на основании единой модели // Проблемы безопасности полетов. - 1994. - №3.
THE MODERN APPROACHES TO THE DEVELOPMENT AND APPLICATION OF THE NORMATIVE DOCUMENTATION, REGULATING THE FLIGHT SAFETY OF THE AIRCRAFT
WITH PARTIALLY FAULTY EQUIPMENT.
Smirnov N.N., Bychkov V.S.
The work considers the issues of development and application of the aircraft equipment, included in the Munimum Equipment List, providing the sufficient level of safety and flight frequency.
Сведения об авторах
Смирнов Николай Николаевич, 1928 г.р., окончил КИИ ГА (1952), заслуженный деятель науки и техники РСФСР, академик Академии транспорта РФ, доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей МГТУ ГА, автор более 300 научных работ, область научных интересов - техническая эксплуатация и эксплуатационно-технические характеристики гражданской авиационной техники, сохранение летной годности и повышение эффективности эксплуатации воздушных судов.
Бычков Вячеслав Сергеевич, 1984 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), магистр кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей, автор 2 научных работ, область научных интересов - сохранение летной годности и повышение эффективности эксплуатации воздушных судов.
