Следует четко определиться с самим понятием «риск», и к чему он относится, поскольку часто с этим связано достаточно много недоразумений. Трактовка этого понятия отличается в русском и английском вариантах Приложения 19 к Чикагской конвенции о международной гражданской авиации.
В русском варианте Приложения 19 «Управление безопасностью полетов» дается следующее определение: «Риск для безопасности полетов. Предполагаемая вероятность и серьезность последствий или результатов опасности».
То есть, здесь понятие «риск» сразу привязывается к полетам. В английском же варианте написано: Safety risk. The predicted probability and severity of the consequences or outcomes of a hazard. Здесь же речь идет не о «безопасности полетов» (Flight Safety), как в русском переводе, а о любой безопасности, кроме связанной с незаконным вмешательством в деятельность гражданской авиации авиационной безопасности (security). В том числе и о любой, также и финансовой, безопасности поставщика обслуживания, как организации осуществляющей определенные виды авиационной деятельности. Поэтому и в русском варианте Приложения 19 правильнее было бы удалить слово «полетов». Понятие «риск» не может существовать само по себе без привязки к субъекту. Это связано с тем, что одинаковое для всех участников событие, например, катастрофа воздушного судна (ВС), влечет за собой для каждого из них совершенно разные последствия.
Для пассажира этого ВС – потерю жизни, для человека на земле – вообще ничего, если только ВС не упало на него, для авиакомпании – материальные потери и возможную потерю свидетельства эксплуатанта, для руководства авиакомпании – возможное судебное преследование, для производителя ВС, если только катастрофа не связана с конструктив- но – производственными недостатками, практически ничего, а для авиакомпании-конкурента – даже шанс вытеснить конкурента с рынка. Необходимо отметить, что в Приложении 8 «Летная годность воздушных судов» риск практически рассматривается с точки зрения пасса- жира ВС, где под серьезностью последствий негласно понимается авиационное происшествие и устанавливаются требования к максимальным значениям вероятности катастрофической и аварийной ситуаций, связанных с ВС. Разработчики же ВС, как поставщики обслуживания в понимании Приложения 19, могут в рамках своей системы управления безопасностью принять для себя и более жесткие требования, если увидят, что это будет для них выгодно на этапе эксплуатации. Хотя я лично таких разработчиков не видел. В этой статье все риски, как и в Приложении 8, рассматриваются с точки зрения пассажира, совершающего полет на данном ВС.
Если же задать вопрос о том, что является центральным ядром авиа- транспортной системы и связывает различных, таких непохожих друг на друга, поставщиков авиатранспортного обслуживания, то ответ будет до изумления простой. Конечно же – это само воздушное судно. Это основополагающее звено для производства полетов в авиатранспортной системе, к которому примыкают все другие составляющие, необходимые для их выполнения. Точно так же, как без разработчиков, производителей и организаций по техническому обслуживанию и ремонту ВС не имеет смысла наличие всех других поставщиков обслуживания. Это означает, что риски безопасности полетов, связанные с ВС в конкретной авиатранспортной системе, являются той основой, на которую наслаиваются риски безопасности полетов, связанные с недостатками операционной деятельности эксплуатантов ВС, аэродромов, организаций по управлению воздушным движением, учебных заведений по подготовке авиационного персонала. Риски же безопасности полетов ВС, связанные с самим ВС, генерируются деятельностью разработчиков, производителей и организаций по техническому обслуживанию и ремонту ВС. Международная организация гражданской авиации (ИКАО) давно обратила внимание на необходимость снижения рисков безопасности полетов, связанных с ВС. Поэтому в соответствии с 37 статьей Чикагской конвенции о международной гражданской авиации 1 марта 1949 г. были приняты международные стандарты по летной годности гражданских ВС в виде Приложения 8 к Чикагской конвенции.
Стандарты ИКАО по летной годности содержат минимальные требования и не заменяют национальных правил. Национальные нормы летной годности, содержащие полную и детальную информацию, существуют как основа для сертификации ВС. Каждое государство может установить свои всеобъемлющие и подробные нормы годности ВС к полетам или избирает всеобъемлющие и подробные нормы летной годности другого Договаривающегося государства. Заметим, что собственные нормы летной годности разработали и продолжают совершенствовать только государства, обладающие собственным мощным гражданским авиастроением. Практически весь остальной мир пользуется нормами летной годности этих государств, не «заморачиваясь» созданием собственных. Так что наличие собственных норм летной годности в государстве является одним из показателей развития его гражданской авиационной промышленности.
Уровень летной годности, устанавливаемый такими нормами, будет определяться Стандартами, дополненными приемлемыми методами установления соответствия им. Приложение 8 провозглашено ИКАО основным документом, устанавливающим минимальные Стандарты, и требует, чтобы с по- мощью соответствующих методов оценки соответствия было доказано, что конструкция ВС не обладает какими-либо особенностями или характеристиками, которые делают ее небезопасной в ожидаемых условиях эксплуатации. То есть, необходимо доказать, что конструкция воздушного судна является безопасной в ожидаемых условиях эксплуатации.
Здесь необходимо вспомнить, как ИКАО определяет безопасность. В новом Приложении 19 дается следующее определение: «Безопасность – состояние, при котором риски, связанные с авиационной деятельностью, относящейся к эксплуатации воздушных судов или непосредственно обеспечивающей такую эксплуатацию, снижены до приемлемого уровня и контролируются».
Таким образом, при сертификации типа конкретного ВС необходимо показать, что оно в результате деятельности разработчика достигло состояния, при котором риски, связанные с выполнением полетов на этом ВС, снижены до приемлемого уровня и контролируются. То есть, всегда остается некоторое количество остаточного риска безопасности полетов, связанное с выбранной типовой конструкцией данного ВС. Что же является приемлемым уровнем безопасности полетов ВС, зависящим от его типовой конструкции? А это не что иное, как вероятность катастрофического события с данным ВС, обеспечиваемая установленными государством разработчика требованиями действующих на момент его разработки нормами летной годности ВС. Рассмотрим риск безопасности каждого полета, совершаемого авиа- компанией. Естественно, все поставщики авиационного обслуживания проходят сертификацию на соответствие требованиям к безопасности их авиационной деятельности при осуществлении полетов ВС.
Однако полностью устранить риск безопасности полетов в авиатранспортной системе невозможно, как и в любой социотехногенной системе. Всегда остаются некоторые остаточные риски, связанные с авиатранспортной деятельностью. Поэтому риск для безопасности полетов данного ВС за некоторый момент времени является функцией остаточных рисков безопасности операционной деятельности самой авиакомпании и остаточного уровня риска безопасности авиационной деятельности всех поставщиков обслуживания, задействованных при осуществлении данного полета: Rп = F(t, Rвс, Rа/к, Ra/п, Rуз, Rувд), где t – время, Rп – риск безопасности данного полета, Rвс – остаточный риск, связанный с воздушным суд- ном, Rа/к – остаточный риск, связанный с недостатками в операционной деятельности авиакомпании, осуществляющей полет, Ra/п – оста- точные риски, связанные с недостатка- ми в операционной деятельности аэропорта вылета и аэропорта посадки, Rуз – остаточный риск, связанный с недостатками в подготовке авиационного персонала, Rувд – остаточные риски, связанные с недостатками в операционной деятельности по управлению воздушным движением. Остаточный риск, связанный с воздушным судном Rвс = F1(t, Rтк вс, Rпр.вс, Rтоир вс), где Rтк вс – остаточный риск, связанный с недостатками типовой конструкции ВС, Rпр.вс – остаточный риск, связанный с недостатками изготовления ВС, Rтоир вс – остаточный риск, связанный с недостатками технического обслуживания и проведенных ремонтов ВС. Остановимся на каждом из этих остаточных рисков подробнее. Остаточный риск, связанный с недостатками типовой конструкции ВС Rтк вс = F2(t, Rоуэ, Rкв.раз., Rсерт. вс, RСУБ р), где Rоуэ – риски, связанные с выбранными ожидаемыми условиями эксплуатации воздушного судна, Rкв.раз. – риски, связанные с квалификацией разработчика ВС, Rсерт. Вс – остаточные риски, связанные с сертификацией ВС по действующим на момент сертификации нормами лет- ной годности, RСУБ р – остаточные риски, связанные с недостатками действующей у разработчика системы управления безопасностью находящихся в эксплуатации спроектированных им ВС. Выбор ожидаемых условий эксплуатации ВС во многом определяет, насколько безопасным будет данное воздушное судно в эксплуатации. Особенно важно подчеркнуть, что различные риски безопасности полетов связаны с различными природными явлениями, воздействующими на выполняющее полет ВС.
Кратко перечислим основные из них и связанные с ними риски для ВС:
❑ Сдвиг ветра, представляющий опасность для полета ВС, особенно на низких высотах.
❑ Турбулентность воздуха. Сильная турбулентность может вызвать конструктивные повреждения ВС. Очень опасны нисходящие потоки воздуха, которые создают турбулентность, вплоть до чрезвычайной, при посадке ВС.
❑ Роторные течения замкнутого типа на подветренной стороне возвышенностей. Они могут резко поднять, или опустить ВС, а также могут вызвать сильный боковой ветер, превышающий предельные допуски ВС по боковому ветру при посадке.
❑ Турбулентность ясного неба, которая создается на средних или больших высотах и может быть до- статочно сильной, чтобы вызвать повреждения ВС, вплоть до катастрофических.
❑ Струйные течения низкого уровня, которые опасны при взлете и посадке.
❑ Турбулентный (вихревой) след в кильватерном следе другого ВС. Может иметь катастрофические последствия при взлете или заходе на посадку. Особенно опасен в безветренную погоду, когда его рассеяние происходит крайне медленно.
❑ Обледенение. Может наблюдаться в полете или на земле. Его можно подразделить на обледенение корпуса ВС или его двигателей. Вертолеты особенно уязвимы к обледенению лопастей несущего винта.
Риски для полета ВС в случае обледенения:
- ухудшение аэродинамики ВС;
- изменение режима полета;
- возрастание веса и неравно- мерное изменение центровки ВС;
- блокировка воздухозаборников маршевых двигателей и ВСУ;
- происходит обледенение турбин двигателя и ВСУ;
- проблемы с уборкой/выпуском шасси;
- становятся малоподвижными или заклиниваются стабилизатор, рули направления и/высоты;
- блокируются трубки Пито;
- повреждаются антенные устройства, и нарушается связь;
- ухудшается обзор.
Риск и интенсивность обледенения возрастают в облачности с отрицательной температурой над возвышенностями и горами, в облачности с отрицательной температурой при полете над большими массами незамерзающей воды (небольшие по размеру турбовинтовые самолеты более подвержены обледенению).
Директива летной годности FAA 1994 года предупреждает, что работа автопилота может до предельного момента маскировать проблемы полета в условиях сильного обледенения.
❑ Грозы. Воздействие молний на ВС проявляется в зависимости от места ее попадания в ВС. При попадании в прочную металлическую связанную конструкцию вход и выход разряда будут видны как ожог на обшивке ВС. Если эти места приходятся на антенны и т. п. детали корпуса ВС, то они могут быть разрушены. Попадание молний в композитные матери- алы вызывает их расслоение, что особенно опасно для структурно важных зон ВС, таких как композитные лопасти тянущих и несущих винтов ВС, силовые элементы крыльев, оперения и фюзеляжа. После удара молнии могут выйти из строя электрическая/электронная системы ВС с отключением цепи питания. Магнитные компасы становятся ненадежными. Радиокоммуникационному и навигационному оборудованию может быть нанесен серьезный урон. Автоматический радиокомпас будет указывать на центр бури. По данным Национального исследовательского центра воздушного пространства Франции, попадание молнии в самолеты происходит в среднем один раз в каждые 1000 ч полета, что эквивалентно одному удару молнии в каждый самолет коммерческой авиации в год. Приблизительно от одной трети до половины попаданий молнии в воздушное судно приводят к незначительным повреждениям. Наиболее распространенным типом, составляющим 90% всех грозовых разрядов, является «отрицательный» разряд, который происходит между облаком и земной поверхностью. Другой тип молнии – известный как «положительная молния» из-за перехода положительного заряда от облака к земле, начинается в верхних частях грозы, где находится положительный заряд. Из-за значительно большей мощности и длительности протекания молнии с положи- тельным зарядом гораздо более опасны, нежели с отрицательным зарядом. Их количество составляет не более 5% всех грозовых разрядов. Однако, мало какие самолеты сконструированы таким образом, чтобы выдержать эти удары без значительных повреждений. По статистике, молнии чаще всего бьют в самолеты, летящие в дождевокучевых облаках, на высотах 2-5,5 км.
❑ Сильный дождь. Большая и очень большая интенсивность осад- ков, прежде всего, ухудшает общую видимость экипажу. Дворники стекол могут быть не в состоянии справиться с сильным дождем. При негерметизированном корпусе ВС, или наличии в ВС негерметизированных отсеков, вода может засасываться и проникать внутрь их, создавая риск для электропроводки и электронного оборудования. Двигатели ВС должны гарантировать, что они не загорятся в условиях интенсивного дождя и засасывания воды. Интенсивный льющийся сверху на ВС поток воды влияет также на величину подъемной силы ВС. Залитая водой ВПП может способствовать уменьшению сцепления с ней колес шасси, а стоячие участки воды (лужи) привести к несимметричному торможению, что может способствовать выкатыванию ВС за пределы ВПП.
❑ Град. Сильный град может вызывать повреждения обшивки ВС и, следовательно, влиять на его аэродинамику, а также может разбить лобовое стекло. Град может сильно повредить лопасти пропеллера и лопасти турбины двигателей и ВСУ, а также может привести к очень низкому сцеплению колес ВС с ВПП или рулежной дорожкой и, соответственно, выкатыванию ВС даже после окончания выпадения града. На Рис. 2 показаны повреждения носового обтекателя и стекла кабины пилотов самолета А-320 после попадания в град.
❑ Снег. Попадая в негерметичные отсеки ВС, снег может там накапливаться и уплотняться. Например, накапливаясь в нише шасси, снег может препятствовать выпуску шасси. Он может также ограничивать поток воздуха в двигатель. Накапливаясь на земле на корпусе, несущих винтах и/или крыльях ВС, он может искажать аэродинамику ВС и утяжелять его, а также налипать на лобовое стекло и дворники ВС, делая их неэффективными. Снег способен также забивать трубки Пито, приводя к ошибкам в их показаниях скорости и высоты полета. Мокрый тающий снег может налипать и уплотняться на передней поверхности ВС. Снег затрудняет движение по ВПП и значительно ухудшает торможение на ней ВС.
❑ Туман и низкая облачность – уменьшает горизонтальную и вертикальную видимость.
❑ Песчаные и пыльные бури. Попадание пыли или песка в двигатели и ВСУ приводит к уменьшению их мощности вплоть до полного отказа двигателей и ВСУ. Проникновение пыли и песка в негерметичные отсеки может вызвать отказ находящегося в них электрооборудования.
❑ Шквалы, шквальный ветер – внезапное временное усиление ветра на, как минимум 16 узлов (8,23 м/сек) до минимум 22 узлов (11,32 м /сек) и продолжающееся порядка одной минуты, а затем внезапно затихающее. Сильно влияют на устойчивость ВС при взлете и посадке.
❑ Высота и температура аэродрома. При высокой температуре и низком давлении тяга двигателей и подъемная сила крыльев, винтов и несущих лопастей уменьшается. Низкие отрицательные температуры оказывают влияние на резиновые изделия и технические жидкости ВС, особенно при его достаточно длительном нахождении на летном поле аэродрома.
❑ Тропические условия, характеризующиеся одновременно высокими температурой и влажностью, сильно влияют на состояние изоляции электропроводки и электронных устройств.
❑ Свою лепту вносит живая природа. Так, в некоторых районах Индии, Африки и Латинской Америки в районах аэропортов часто встречаются грифы, которые при столкновениях с ВС наносят значительно более серьезные повреждения, чем птицы средней полосы. В некоторых районах мира известны случаи, когда насекомые успевали за время стоянки ВС в аэропорту свить гнезда внутри трубок Пито, что при взлете воздушного судна приводило к сложным ситуациям для экипажа. Риски, связанные со всеми этими природными явлениями, необходимо определять и учитывать при проектировании ВС. Однако сложность при- родных явлений и наша неполная ин- формированность относительно их свойств и случайный характер многих протекающих в них процессов порождает достаточно высокую степень неопределенности параметров состояния и воздействия внешней среды на ВС. А непременным проявлением сложности являются степенные законы их функций распределения, тогда как для простых систем наиболее типичны экспоненциальное и нормальное (гауссово). Разница же между нормальным и степенным распределениями носит не формальный, а принципиальный характер. Статистика величин, описываемых степенным распределением, отличается тем, что крупные события, приходящиеся на хвост распределения, происходят недостаточно редко, чтобы ими можно было пренебречь.
По этой причине степенные законы распределения вероятностей называют также распределениями с «тяжелыми хвостами». Но для каждого вышеперечисленного природного явления имеется свой собственный степенной закон распределения вероятностей, который в настоящее время еще плохо изучен. Все они требуют широкомасштабных международных научных исследований для возможно более точной оценки связанных с ними рисков в интересах безопасности полетов пассажиров гражданской авиации.
