Под безопасностью полета понимают свойства АТС, заключающиеся в ее способности осуществлять воздушные перевозки без угрозы для жизни и здоровья людей.
При выполнении полета в каждом из звеньев АТС, наряду с нормальным функционированием, возможно проявление отказов и ошибок. При этом учитывается, что в полете не исключены отказы функциональных систем самолета, экипаж при пилотировании самолета при некоторых обстоятельствах допускает неправильные действия и, наконец, в деятельности наземных служб подготовки к полету и УВД наряду с нормальными действиями также встречаются ошибки (рис. 4).
Таким образом, безопасность полета обеспечивается совокупностью характеристик самолета, экипажа, наземных служб эксплуатации и УВД.
 | ||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||
 |  |  | ||||||||||||||
 | ||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||
 |
|
|
|
|
|
|
Нормальное функционирование
Функционирование с отказами или с ошибками
Рис. 4. Факторы, определяющие безопасность полета и летную годность АТС
Безопасность полета, обеспечиваемая ВС как звеном АТС, оценивается его летной годностью, уровень которой устанавливается Нормами летной годности (НЛГ).
Показателем безопасности воздушного судна является его соответствие нормам летной годности. Под летной годностью понимают способность воздушного судна осуществлять безопасный полет во всем диапазоне установленных для него ожидаемых условий эксплуатации (ОУЭ) при установленных методах эксплуатации и при условии, что остальные компоненты АТС функционируют нормально.
Нормы летной годности (НЛГ)- часть Авиационных правил, которая содержит требования к конструкции, параметрам и летным качествам воздушных судов и их компонентов, направленные на обеспечение безопасности полетов.
Безопасность полета зависит от трех главных факторов: ВС, человека и окружающей среды (табл. 2). Каждый из них подвержен влиянию многочисленных случайных факторов и их сочетаний, таких как отказы техники, ошибки летного экипажа, наземных служб, опасные атмосферные возмущения (сильная турбулентность, обледенение, молнии и др.).
Таблица 2.
Критические ситуации в полете
| Причины критических ситуаций | Проявление критических ситуаций, %% |
| Отказы функциональных систем самолета, связанные с их недостатками | 19,6 |
| Ошибки экипажа | |
| Ошибки служб УВД | 19,5 |
| Опасные внешние воздействия | 8,4 |
| Неустановленные причины | 10,2 |
Безопасность, как свойство АТС, имеет вероятностный характер, а проблема определения уровня безопасности и его повышения представляет собой сложную многофакторную задачу. Данные по эксплуатации воздушных судов свидетельствуют о том, что, за крайне редким исключением катастрофы не бывают следствием воздействия одного из перечисленных выше факторов. Обычно они происходят в результате сочетания нескольких факторов, каждый их которых самостоятельно не вызывает катастрофических ситуаций. При этом, как правило, один из факторов является основным, а действие других имеет усугубляющий с точки зрения безопасности характер.
Анализ статистики показывает, что наиболее вероятной причиной летного происшествия является сочетание двух-трех факторов. Среди них необходимо отметить ошибки экипажа, недостатки самолета, состояние внешней среды.
По частоте возникновения критического события (отказные состояния, внешние воздействия, ошибки и др.) делятся на категории (табл. 3).
Вероятности определяются как средний риск на час полета, продолжительность которого равна среднему времени полета по типовому профилю. В тех случаях, когда отказ критичен для определенного этапа полета, вероятность его возникновения на этом этапе полета может быть также осреднена на час полета по типовому профилю.
За базовый показатель вероятности возникновения практически невероятного значения, т.е. критического события, появление которого настолько невероятно, что нет необходимости считать возможным их возникновение, принята величина 10-9. Примерно такой величине соответствует событие внезапной смерти практически здорового человека средних лет от медицинской, техногенной, природной или любой другой причины.
Таблица 3.
Характеристики критических событий
| Критические события | Характеристика | Вероятность возникновения | |
| Вероятные | Частые | Могут произойти один или несколько раз в течение срока службы каждого самолета данного типа | более 10-3 |
| Умеренно вероятные | 10-3 ...10-5 | ||
| Редкие (невероятные) | Маловероятные | Вряд ли произойдут на каждом самолете в течение его срока службы, но могут произойти несколько раз, если рассматривать большое количество самолетов данного типа | 10-5 ...10-7 |
| Крайне маловероятные | Вряд ли возникнут за весь срок эксплуатации всех самолетов данного типа, но тем не менее их нужно рассматривать как возможные | 10-7 ...10-9 | |
| Практически невероятные | Настолько невероятные, что нет необходимости считать возможным их возникновение | менее 10-9 |
Применительно к воздушным судам критические события определяют следующие события (эффекты):
1. Катастрофическая ситуация (катастрофический эффект) - особая ситуация, для которой принимается, что при ее возникновении предотвращение гибели людей оказывается практически невозможным;
2. Аварийная ситуация (аварийный эффект) - особая ситуация, характеризующаяся:
- значительным ухудшением характеристик и/или достижением (превышением) предельных ограничений;
- физическим утомлением или такой рабочей нагрузкой экипажа, что уже нельзя полагаться на то, что он выполнит свои задачи точно или полностью;
3. Сложная ситуация (существенный эффект) - особая ситуация, характеризующаяся:
- заметным ухудшением характеристик и/или выходом одного или нескольких параметров за эксплуатационные ограничения, но без достижения предельных ограничений;
- уменьшением способности экипажа справиться с неблагоприятными условиями (возникшей ситуацией) как из-за увеличения рабочей нагрузки, так и из-за условий, понижающих эффективность действий экипажа;
4. Усложнение условий полета (незначительный эффект):
- незначительное ухудшение характеристик;
- незначительное увеличение рабочей нагрузки на экипаж, например, изменение плана полета.
Мировая статистика летных происшествий позволяет определить приемлемый уровень безопасности полета, обеспечиваемый всей авиационно-транспортной системой, а также оценить вклад главных факторов: воздушного судна, человека и внешней среды.
Для обеспечения высокого уровня безопасности полета необходимо, чтобы ВС соответствовало требованиям НЛГ, а экипаж и наземные службы функционировали в соответствии с действующими в гражданской авиации руководящими документами и нормативами.
Однако полностью исключить летные происшествия невозможно. С учетом, того, что безопасность полета является вероятностной характеристикой, вся деятельность в области обеспечения безопасности полетов направлена на достижение приемлемого уровня.
Приемлемый нормируемый уровень безопасности полетов ВС назначается с учетом предпосылки о том, что вероятность гибели пассажира должна быть одного порядка с вероятностью его естественной смерти в течение того же отрезка времени. Можно также предполагать, что уровень вероятности безопасности полетов нового самолета должен быть не ниже его значения для эксплуатируемых самолетов и сравним с уровнями безопасности других видов транспорта.
Статистические данные свидетельствуют о том, что при решении задачи повышения уровня безопасности полетов следует особое внимание уделить проблеме человеческого фактора, имея ввиду прежде всего серьезные недостатки в деятельности экипажей. Примерно в 75% авиационных происшествий основной причиной являются ошибки экипажа.
Авиационные правила
Авиационные правила – это свод требований, процедур и норм, выполнение которых является обязательным условием обеспечения безопасности полетов и охраны окружающей среды.
Нормы летной годности. Нормы летной годности (НЛГ) - часть Авиационных правил, в которых содержатся требования к конструкции, параметрам. характеристикам и летным качествам авиационной техники, направленные на обеспечение безопасности полетов. Необходимо отметить, что НЛГ содержат государственные требования к АТ. Для повышения конкурентоспособности объектов АТ и их перспективного использования разработчики АТ часто реализуют более высокие параметры безопасности, которые позволяют обеспечить успешную эксплуатацию АТ на протяжении многих десятилетий. Очевидно, что создание АТ с повышенными требованиями по безопасности требует серьезного научного прогнозирования и больших финансовых затрат.
Нормы летной годности самолетов. Первое издание "Норм летной годности гражданских самолетов СССР" (НЛГС) было введено в действие в 1967 г. В их основе лежали требования ИКАО, обобщенные научные исследования и практические разработки авиационной техники гражданского назначения середины 60-х годов, а также опыт ее испытаний и эксплуатации. В дальнейшем, после внесения в них пяти изменений, НЛГС стали именоваться НЛГС-1 (1972 г.).
Второе издание "Норм летной годности гражданских самолетов СССР" (НЛГС-2) было введено в действие в 1974 г. НЛГС-2 соответствовали уровням норм США (FAR) и Великобритании (BCAR) того периода. В период 1975…80 г.г. эти Нормы были внедрены в практику работы промышленности и гражданской авиации и сыграли важную роль в создании, сертификации и эксплуатации самолетов нового поколения Ил-86, Як-42, Ан-28 и Л-410, повышении уровня безопасности полетов, а также в накоплении отечественного опыта применения на практике требований к летной годности. На базе НЛГС-2 в 1975 г. были разработаны "Временные нормы летной годности сверхзвуковых самолетов СССР" (ВНЛГСС), которые использовались при сертификации сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.
В НЛГС-2 были введены новые требования к оценке безопасности полетов при отказах функциональных систем, базирующиеся на применении вероятностного подхода к возникновению опасных для полета событий. Этой проблеме посвящена отдельная глава НЛГС-2. Для обеспечения сертификации самолетов на соответствие этим требованиям были разработаны методические основы использования вероятностных показателей, что способствовало дальнейшему развитию НЛГ и методов определения соответствия требованиям, содержащимся в этих нормах.
С учетом новых требований Международной организации гражданской авиации (ИКАО), а также опыта сертификации и применения отечественных и зарубежных НЛГ, развития авиационной науки и техники, было подготовлено и введено в действие третье издание "Норм летной годности гражданских самолетов СССР" (НЛГС-3, 1984 г.). которые в 1985 г. были приняты странами - членами СЭВ в качестве "Единых норм летной годности гражданских транспортных самолетов стран – членов СЭВ" (ЕНЛГ-С).
В НЛГС-3, по сравнению с НЛГС-2:
- значительно развиты и конкретизированы принципы оценки безопасности полетов при отказах функциональных систем;
- установлены значения вероятностных показателей особых ситуаций, возникающих вследствие функциональных отказов;
- введены понятия эксплуатационных и предельных ограничений как основных критериев возникновения сложной, аварийной или катастрофической ситуаций;
- значительно развиты требования к обеспечению безопасности по условиям усталостной прочности и безопасному повреждению конструкции.
- разработаны новые главы 9 и 10 (соответственно "Вспомогательная силовая установка" и "Воздушные винты"):
- введен новый раздел по средствам сигнализации.
Нормы летной годности винтокрылых летательных аппаратов (вертолетов). Первое издание "Норм летной годности гражданских вертолетов СССР" (НЛГВ) было выпущено в 1971 г. В них были отражены достижения отечественного вертолетостроения того периода и практика эксплуатации этого типа АТ. Дальнейшие работы по совершенствованию НЛГВ привели к созданию второго издания "Норм летной годности гражданских вертолетов СССР" (НЛГВ-2), введенных в действие в 1987 г.
Правила сертификации авиационной техники. Правила сертификации авиационной техники - часть Авиационных правил, которая устанавливает порядок сертификации и контроля за соответствием авиационной техники и ее производства действующим Авиационным правилам.
В 1976 году были изданы "Правила сертификации гражданских воздушных судов (временные)". В них определялся порядок контроля за соответствием гражданской авиационной техники требованиям НЛГ, и устанавливались правила сертификации гражданских воздушных судов и их допуска к эксплуатации в СССР. При разработке Временных правил были учтены основные требования документов, регламентирующих порядок создания, испытаний, приемки и внедрения в серийное производство и эксплуатацию гражданской авиационной техники в СССР, а также стандартов и рекомендаций ИКАО в части летной годности воздушных судов.
В 1989 г. были введены в действие "Правила сертификации гражданских воздушных судов СССР". В этих Правилах нашли отражение накопленный опыт сертификации авиационной техники и контроля за ее летной годностью, а также были учтены изменения действующих в СССР нормативных документов.
Гармонизация Авиационных правил. Анализ авиационных правил, относящихся к сертификации АТ и ее производства, действующих в различных государствах, показывает, что практически все эти правила основываются на соответствующих авиационных правилах США FAR (Federal Aviation Regular – Федеральные Авиационные правила), или объединенной Европы JAR (Joint Aviation Requirements – Единые авиационные требования). Требования FAR и JAR в значительной мере гармонизированы между собой, т.к. авиационные администрации США и объединенной Европы проводили и продолжают вести целенаправленные работы по минимизации отличий в своих авиационных правилах.
Сравнение требований НЛГС и НЛГВ с FAR показывает, что устанавливаемые содержащимися в них требования к уровню летной годности АТ практически эквивалентны.
Отличия в требованиях НЛГ и FAR, а также особенно отчетливая разница в номенклатуре правил и в структуре их построения, вносили большие трудности при проведении работ по сертификации импортируемой АТ и оказались большим препятствием при сертификации отечественной АТ зарубежными авиационными администрациями для ее поставок на экспорт. Так, например, в отечественных нормах требования к летной годности маршевого двигателя, вспомогательного двигателя, воздушного винта являлись разделами НЛГ воздушного судна, а не самостоятельными правилами, отсутствовали НЛГ легких самолетов и вертолетов.
С 1990 г. начались работы по гармонизации (сближению) отечественной системы авиационных правил с аналогичными системами США и объединенной Европы. Целями гармонизации являются:
- повышение уровня безопасности полетов воздушных судов;
- способствование экспорту отечественной авиатехники и обеспечение ее конкурентоспособности на международном рынке;
- упрощение признания отечественных норм за рубежом;
- развитие возможностей международного сотрудничества в области нормирования летной годности и сертификации авиационной техники.
Гармонизация базируется на следующих принципах:
1. Создание системы авиационных правил, охватывающих все аспекты, относящиеся к сертификации АТ и ее производства, и соответствующих по номенклатуре и структуре авиационным правилам США и объединенной Европы;
2. Требования, содержание которых одинаково в отечественных нормах и FAR, излагаются в гармонизированных авиационных правилах в редакции соответствующего текста FAR;
3. В гармонизированных авиационных правилах сохраняются те отличительные особенности отечественных норм от FAR, которые отражают отечественный опыт обеспечения безопасности полетов.
К настоящему времени сформирована отечественная система авиационных правил, максимально гармонизированная с соответствующими авиационными правилами США и объединенной Европы. В нее входят:
- процедуры сертификации авиационной техники и ее производства;
- нормы летной годности авиационной техники – воздушных судов, маршевых двигателей, вспомогательных двигателей и воздушных винтов;
- нормы эмиссии (выбросов в атмосферу) вредных веществ для авиационных двигателей;
- стандарты по шуму воздушных судов на местности;
- другие авиационные правила, обеспечивающие проведение сертификации авиационной техники и поддержание ее летной годности.
Перечень авиационных правил, составляющих сертификационную базу авиатехники, и их обозначения приведены в табл. 4.