Ведущий аналитик по риску В.И. Иваненков Ведущий аналитик по риску В.И. Иваненков МЕТОДИКА торможения при выполнении посадки на ВПП, покрытую атмосферными. - презентация

1 Ведущий аналитик по риску В.И. Иваненков Ведущий аналитик по риску В.И. Иваненков МЕТОДИКА торможения при выполнении посадки на ВПП, покрытую атмосферными осадками, с низким коэффициентом сцепления

2 1 СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ВПП В соответствии с ЦиркуляромИКАО (Cir 329 AN/191 Состояние поверхности ВПП: оценка, измерение и представление данных), поверхность ВПП может быть в следующих состояниях: СУХАЯ, ВЛАЖНАЯ, МОКРАЯ или ЗАГРЯЗНЕННАЯ. ЗАГРЯЗНИТЕЛЕМ является: наслоение (например, снег, слякоть, лед, стоячая вода, грязь, пыль, песок, нефтепродукты и резина) на искусственном покрытии ВПП, которое отрицательно влияет на характеристики сцепления. ВПП СЧИТАЕТСЯ ЗАГРЯЗНЕННОЙ, когда более 25% площади поверхности ВПП (независимо от того, являются ли эти участки изолированными или сплошными) в пределах, предусмотренной для использования длины и ширины покрыто: – слоем воды или слякоти толщиной более 3 мм (0,125 дюйма); – слоем рыхлого снега толщиной более 20 мм (0,75 дюйма); или – слоем уплотненного снега; или – льда, включая мокрый лед. Таким образом, термин «ВПП, покрытая атмосферными осадками» близок по значению к понятию «загрязненная ВПП», однако не включает в себя такие материальные компоненты как грязь, пыль, песок, нефтепродукты и резина.

3 2 ТЕРМИНЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ НА ВПП Однозначного значения термина «низкий коэффициент сцепления» или «пониженный коэффициент сцепления», который нередко используется в документахИКАО, РФ, АК и РЛЭ некоторых типов ВС, не существует. Однако для обозначения и решения проблемы, связанной с выкатыванием ВС за пределы ВПП хотя бы на уровне АК следует четко определиться и с этим понятием. Существует несколько вариантов значения термина «низкий коэффициент сцепления»: Например, нормативный Ксц менее 0,45 считается низким в РЛЭ Як-42. В РЛЭ Ту низким считается нормативный Ксц менее 0,5. В РЛЭ Ил-62М низким считается нормативный коэффициент менее 0,55. Есть мнение, что низким следует считать нормативный коэффициент сцепления Ксц = 0,41-0,40, который соответствует эффективности торможения «хорошая-средняя» и ниже и так далее.

4 Состояние ИВПП при характерных авиационных событиях ГрК ВД, связанных с продольным выкатыванием ВС за пределы ВПП: Ан Трентон г. ИВПП чистая мокрая, значение JBI (CRFI) не измерялось и экипажу не сообщалось (фактически чистая, мокрая JBI = 0,72 замерен после посадки ВС). Ан Гандер г. ИВПП 50% чистая, сухая; 50% укатанный снег, CRFI = 0,17 (фактически 50% чистая, сухая; 50% тонкий лед – экипаж не услышал из-за интенсивных внутрикабинных переговоров). Ан Гандер г. ИВПП чистая, мокрая, значение CRFI не измерялось и экипажу не сообщалось (фактически покрыта снегом 100% толщиной 5 см, CRFI = 0,48 замерен после посадки ВС). В F Шереметьево г. ИВПП мокрая, Ксц = 0,45, эффективность торможения «хорошо», (фактически мокрая, нормативный Ксц = 0,51/0,69/0,54 = 0,58 замерен после посадки ВС). 3

5 4 Потребная посадочная дистанция В F для фиксированной зоны приземления 1500 футов (457 метров) и условий: FLAPS 25, FULL REVERCE, AUTOBRAKE 3 и эффективности торможения «хорошая» составила 3226 м. Расчетная посадочная дистанция в этом случае будет: 3226 м : 1,67 = 1932 м При этом расчетная длина пробега составит: 1932 м – 457 м = 1475 м С учетом перелета расчетная посадочная дистанция будет: 1051 м – 457 м м = 2069 м АНАЛИЗ ПРИЧИН ВЫКАТЫВАНИЯ ЗА ПРЕДЕЛЫ ВПП В F

6 Потребная посадочная дистанция В F для фиксированной зоны приземления 1500 футов (457 метров) и условий: FLAPS 25, FULL REVERCE, AUTOBRAKE 3 и эффективности торможения «средняя» составила 3617 м. Расчетная посадочная дистанция в этом случае будет: 3617 м : 1,67 = 2166 м При этом расчетная длина пробега составит: 2166 м – 457 м = 1709 м С учетом перелета расчетная посадочная дистанция будет: 1051 м – 457 м м = 2303 м Таким образом, при эффективности торможения «хорошая» и «средняя» располагаемая посадочная дистанция 3546 м была значительно больше расчетных посадочных дистанций (2069 м, 2303 м) и была вполне достаточна для безопасного завершения посадки. Однако, учитывая, что В F тем не менее выкатился за пределы ВПП, следует предположить следующее: 1. Нормативный коэффициент сцепления был значительно ниже 0,3. 2. При расчете посадочных характеристик вместо коэффициента 1,67 в нарушение Приложения 6 ИКАО применялся только коэффициент 1, Глубина протектора авиашин не соответствовала требованиям – 2 мм. 4. Имеется причина, связанная с отказом средств торможения: спойлеры, реверс, тормоза. 5

7 Выполним проверку первой причины: Известно, что через 20 минут после события нормативный коэффициент сцепления составил в среднем 0,58. Следовательно, причин осталось три. Выполним проверку второй причины с коэффициентом безопасности 1,15 (вместо 1,67): Расчетная посадочная дистанция при эффективности торможения «хорошая» в этом случае будет: 3226 м : 1,15 = 2805 м При этом расчетная длина пробега составит: 2805 м – 457 м = 2348 м С учетом перелета расчетная посадочная дистанция будет: 1051 м – 457 м м = 2942 м Расчетная посадочная дистанция при эффективности торможения «средняя» в этом случае будет: 3617 м : 1,15 = 3145 м При этом расчетная длина пробега составит: 3145 м – 457 м = 2688 м С учетом перелета расчетная посадочная дистанция будет: 1051 м – 457 м м = 3282 м Что было достаточно, чтобы остаться в пределах ВПП. 6

8 7 Вторая причина нашла свое подтверждение. Однако, хотя должен был остаться запас рабочей части ИВПП 264 м, самолет все-таки выкатился на грунт на 240 м!

9 Выполним проверку третьей причины: Оценка остаточной глубины протектора авиашин ООШ не проводилась. Выполним проверку четвертой причины: Конечно, частичный выпуск спойлеров оказал свое влияние на эффективность торможения, но это влияние в Заключении Госцентра безопасности полетов безопасности уже учли, понизив в расчетах эффективность торможения с «хорошей» до «средней». Реверс тяги четырех двигателей был включен своевременно и отработал без замечаний. Осталась последняя причина, объясняющая реальность выкатывания – это неправильная методика торможения на ВПП, покрытой атмосферными осадками. Методика торможения, изложенная в РЛЭ В F, не учитывает особенности работы системы антиюзовой автоматики, основная функция которой – предотвращение блокирования колес, заноса самолета и разрушения пневматика, а не сокращение дистанции пробега. Чем чаще срабатывает система антиюзовой автоматики, тем больше длина пробега – это хорошо знают пилоты, имеющие опыт полетов на самолетах, оборудованных сигнализацией срабатывания датчиков юза. Задача пилота при пробеге по ВПП, покрытой атмосферными осадками, не давить до отказа на тормозные педали, а так выполнять торможение, чтобы частота срабатывания датчиков юза была минимальной. 8

10 СИСТЕМЫ АНТИЮЗОВОЙ АВТОМАТИКИ Существует два вида систем антиюзовой автоматики: 1. Примитивные системы двухпозиционного регулирования по принципу "включено-выключено" (Ан , В F). 2. Системы, полностью моделирующие ситуацию с использованием новейших цифровых технологий (А380). Эффективность антиюзовой системы определяется отношением между средней достигнутой силой торможения и теоретически возможной максимальной силой торможения, которая может быть достигнута при оптимальном коэффициенте скольжения, обеспечивая μ max. Эта эффективность колеблется в пределах от 0,3 для систем двухпозиционного регулирования до порядка 0,9 для современных цифровых систем антиюзовой автоматики. Некоторые существующие системы антиюзовой автоматики оснащены такими функциями, как автоматическое торможение, при котором обеспечивается заданный уровень замедления (В F), если это позволяет сцепление. 9

11 КОНСТРУКТИВНЫЙ НЕДОСТАТОК СИСТЕМЫ АНТИЮЗОВОЙ АВТОМАТИКИ САМОЛЕТА АН При блокировании любого тормозного колеса срабатывает система анитиюзовой автоматики и подается сигнал на сброс поданного давления из системы тормозов как того колеса, на котором сработал датчик юза, так и второго колеса на амортстойке, не котором датчик юза пока еще не сработал. Таким образом, оба колеса на данной стойке растормаживаются, независимо от того какое давление в тормозную систему подает пилот, при этом эффективность торможения Ан снижается в два раза по сравнению с другими (даже отечественными) типами воздушных судов. По нормам летной годности такая система применима только для альтернативных (резервных) систем торможения (В F), а в основной системе торможения антиюзовая автоматика должна растормаживать только то колесо, на котором сработал датчик юза. Очевидно этот конструктивный недостаток необходимо исправить хотя-бы при глубокой модернизации самолета Ан , а до этого момента данный недостаток необходимо учитывать при использовании тормозов на ВПП, покрытой атмосферными осадками. 10

12 Пилоты в течение 41 секунды подавали максимальное давление 150 кг/см² в тормозную систему, однако, вследствие интенсивной работы системы антиюзовой автоматики, непосредственно в тормоза некоторых колес поступало давление не более 40 кг/см². Табло «Норма лев.» и «Норма прав.» не загорались ни разу. При этом эффективность тормозов была такая, как если бы они тормозили 20 колесами в течении всего 7 секунд, или 3,27 колеса – в течение 41 сек. 11

13 Похожий случай произошел в а/п Ростов: на пробеге произошло продольное выкатывание за пределы ВПП ВС А-319VQ BAT ОАО «Авиакомпания «Россия». Состояние ВПП22 мокрая 100%, коэффициент сцепления 0,45/ 0,45/0,43. Посадка произведена на удалении – 1010 м от торца ВПП 22, с перегрузкой 1,18 на скорости 115,9kts. После приземления самолета КВС определил неэффективность работы системы автоматического торможения и перешел на торможение от педалей, произведя нажатие на педали до максимального значения. По данным средств объективного контроля, давление непосредственно в тормозах шасси при этом не соответствовало степени нажатия на педали и в момент максимального нажатия на педали вместо psi ( кг/см²) составляло всего psi (14-27 кг/см²) на колесо. Данный факт свидетельствует о срабатывании автоматики юза при попадании ВС на участки ВПП с низким коэффициентом сцепления, связанным с наличием на ВПП слоя воды. Состояние пневматиков (глубина протектора) не оценивалась. Аналогичным образом работала тормозная система и при продольном выкатывании В F в а/п Шереметьево. 12

14 13 ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТОРМОЖЕНИЯ Базовые характеристики сцепления представляют собой свойства отдельных компонентов системы, таких как: a) поверхность искусственного покрытия (ВПП); b) пневматики (воздушное судно); не оценивалось при расследовании АС c) загрязнители (между пневматиком и искусственным покрытием); d) атмосфера (температура, излучение – факторы, влияющие на состояние загрязнителя). В требованиях к сертификации FAR 25 (1998) и CS-25 (2000) определены два уровня характеристик торможения самолета: один - для мокрых гладких поверхностей искусственных покрытий, а второй – для мокрых рифленых поверхностей или поверхностей с PFC. Однако оба уровня этих характеристик рассчитаны исходя из остаточной глубины протектора пневматика воздушного судна, составляющей, как минимум, 2 мм. Соответствующие требования внесены в правила всех стран кроме России. Все дело в том, что у нас критерием годности авиашины к эксплуатации является уменьшение только риска нарушения прочности пневматика.

15 14 Во всем остальном авиационном и автомобильном мире учитывают как уменьшение риска аквапланирования, так и уменьшение риска нарушения прочности пневматика. Кстати, как не покажется странным, оба этих риска учитывают в требованиях к автомобильным шинам и в России. В качестве примера можно привести требование к минимальной глубине протектора автобуса – 2 мм, легкового автомобиля – 1,6 мм, грузового автомобиля – 1 мм. А ведь скорости самолета на посадке в 2-3 раза больше, чем автотранспорта. ЧТО МЫ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ? 1. Идеальный вариант – независимо от сезона и региона полетов поддерживать абсолютно на всех колесах Ан глубину рисунка протектора не менее 2 мм. 2. С учетом теории аквапланирования тандемных колес, независимо от сезона и региона полетов, поддерживать глубину протектора не менее 2 мм только на передних опорах шасси, а также на 1 и 2 рядах ООШ. На 3 ряду ООШ использовать авиашины с глубиной протектора не менее 1 мм, и только на 4, и 5 рядах ООШ использовать авиашины с износом до первого корда.

16 ПРОБЛЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ Все зарубежные и большинство отечественных ВС не оборудованы сигнализацией (световой, тактильной, речевой) предупреждения о срабатывании системы антиюзовой автоматики. В РЛЭ отечественных воздушных судов и в РПП АК не изложена методика применения тормозов в различных эксплуатационных условиях (в том числе на ВПП, покрытой атмосферными осадками). Как результат такого положения – совершенно автономно существуют несколько самодеятельных практических методик, которые на свой страх и риск используются пилотами при посадке на ВПП, покрытую атмосферными осадками. В качестве примера можно привести некоторые из них: 1. Независимо от состояния ВПП – полностью обжать тормозные педали, автоматика все сама сделает. 2. Тормозить частыми импульсами – от нулевого, до полного обжатия педалей. 3. Тормозить плавными медленными нажатиями на тормозные подали – от нулевого, до полного обжатия педалей с быстрым отпусканием тормозов и затем следующий цикл. 15

17 4. Тормозить плавно, приблизительно до половины хода, стараясь уловить момент «пережатия» тормозов (тотальное срабатывание датчиков юза) определяется по резкому уменьшению отрицательного ускорения. Если до этого момента самолет тормозит с ожидаемым замедлением, в зависимости от остатка ВПП и падения скорости, увеличить давление в тормозах, вплоть до максимального, не допуская «пережатия» тормозов. В случае «пережатия» тормозов, необходимо резко полностью отпустить тормоза и вновь плавно приступить к торможению. Анализ продольных выкатываний за пределы ВПП, произошедших в ГрК Волга-Днепр, позволил сделать следующий вывод: АБСОЛЮТНО ПРИ ВСЕХ ПРОДОЛЬНЫХ ВЫКАТЫВАНИЯХ ПИЛОТЫ ПРИМЕНЯЛИ МЕТОДИКУ НЕПРЕРЫВНОГО МАКСИМАЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ОТ ПЕДАЛЕЙ ДО МОМЕНТА ПОЛНОЙ ОСТАНОВКИ ВОЗДУШНОГО СУДНА ЗА ПРЕДЕЛАМИ ВПП. Эти действия, в условиях покрытия ВПП атмосферными осадками, приводили к тотальному срабатыванию датчиков юза, сбросу давления в тормозной системе колес ООШ, увеличению фактической длины пробега, посадочной дистанции и, в конечном итоге, к выкатыванию за пределы ВПП. 16

18 МЕТОДИКА ТОРМОЖЕНИЯ ПРИ ПОСАДКЕ НА ВПП, ПОКРЫТУЮ АТМОСФЕРНЫМИ ОСАДКАМИ 1. Для пилотов, не имеющих достаточного опыта посадок на ВПП, покрытую атмосферными осадками на самолете Ан : на скорости Vmax торм. плавным и медленным (1-3 с за цикл) нажатием на тормозные педали начните торможение – от нулевого до полного обжатия педалей с быстрым и полным отпусканием тормозных педалей и затем следующий цикл (циклы) до уменьшения скорости вплоть до полной остановки или до скорости руления. 2. Для пилотов, имеющих достаточный опыт посадок на ВПП, покрытую атмосферными осадками на самолете Ан : на скорости Vmax торм. плавным и медленным (1-3 с за цикл) нажатием на тормозные педали начните торможение до первого упора (на само- летах с БУПТ-124 – приблизительно до половины хода тормозных педалей), стараться уловить момент «пережатия» тормозов (тотальное срабатывание датчиков юза) – определяется по резкому уменьшению отрицательного ускорения. 17

19 Если до этого момента самолет тормозит с ожидаемым замедлением, в зависимости от остатка ВПП и падения скорости, увеличить давление в тормозах, вплоть до максимального, не допуская «пережатия» тормозов. В случае «пережатия» тормозов, необходимо резко полностью отпустить тормоза и вновь плавно приступить к торможению. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ (для всех пилотов Ан ): при угрозе выкатывания за пределы ВПП, при исправной основной системе торможения, аварийное (стояночное) торможение не применяйте. Перед сходом самолета за пределы ИВПП командир ВС должен передать управление основным торможением второму пилоту. Второй пилот должен продолжать основное торможение по методике 1 до момента полной остановки самолета на грунте. В момент схода самолета с ИВПП на грунт КВС должен применить аварийное (стояночное) торможение – полностью вытянуть «на себя» рукоятки управления аварийным (стояночным) торможением, а после полной остановки самолета на грунте, должен зафиксировать рукоятки управления аварийным (стояночным) торможением. 18

20 19