Защита диапазона режимов полёта
Диапазон режимов полёта —
Задачи
Каждый самолёт имеет диапазон режимов полёта, ограничивающий его безопасную эксплуатацию в отношении таких параметров, как минимальную и максимальную скорость полёта и эксплуатационную прочность.[1][2][3] Бортовой компьютер рассчитывает диапазон режимов полёта, добавляет запас по безопасности и использует эту информацию, чтобы не допустить выполнение пилотами действий с органами управления, которые выведут самолёт за пределы этого диапазона.[5] Например, если пилот берёт джойстик на себя, чтобы поднять нос самолёта, компьютеры, отвечающие за защиту диапазонов режимов полёта не допустят увеличения угла атаки до значений, приводящих к сваливанию. Даже если пилот будет продложать движения джойстика на себя, защита диапазонов режима полёта будет игнорировать эти команды.[4][5] Таким образом, защита диапазонов режима полёта может повысить безопасность самолёта, позволяя ему в аварийной ситуации использовать максимальные углы крена и тангажа, но не допуская при этом выхода самолёта на недопустимые режимы.
Примерами могут служит ситуации, когда пилоту необходимо предпринять манёвр уклонения в ответ на предупреждения системы предотвращения столкновения с землёй или системы предотвращения столкновений в воздухе.[4] По словам представителей Airbus, в таких случаях, не имея системы защиты диапазонов режимов полёта, «вы будете стараться не допускать резких манёвров, боясь, что они приведут к потере управляемости. Вам нужно будет удерживать перегрузки в перелах 2,5 g, но при приближении к такой перегрузки вы не сможете её почувствовать, поскольку гражданские пилоты крайне редко летают с такими перегрузками. Однако в Airbus A320 вам не нужно сомневаться: просто тащите джойстик на себя - о вашей безопасности позаботится самолёт»[5] Airbus утверждает: «защита диапазонов режимов полёта не ограничивает пилота, а наоборот - даёт ему большую свободу в принятии решений и тем самым повышает безопасность».[5]
Boeing и Airbus
Airbus A320 стал первым коммерческим авиалайнером, имеющим полную защиту диапазона режимов полёта (full flight-envelope protection), внедрённую в его систему управления полётом. Инициатором разработки системы был бывший старший вице-президент компании Бернард Циглер. В самолётах Airbus пилот не может полностью обойти защиту диапазонов режима полёта, однако экипаж может уйти на запредельные режимы, выбрав альтернативный «закон управления».[4][7][8][9] Boeing применяет другой подход. В модели Boeing 777 пилот может выйти за пределы диапазона режимов полёта, приложив избыточное усилие к органам управления.[4][10]
Происшествия
Рейс 006 China Airlines
Одним из аргументов, часто используемых противниками жёсткой защиты диапазонов режимов полёта является происшествие с рейсом 006 авиакомпании China Airlines возле Сан-Франциско в 1985.[5] В этом полёте, выполнявшемся на самолёте Boeing 747SP, экипаж был вынужден выйти за безопасные режимы полёта, что привело к повреждению горизонтального стабилизатора самолёта, чтобы выйти из глубокого крена и пике. Крен и пике были вызваны неверными действиями экипажа при отказе одного из двигателей и отключении автопилота. Пилот восстановил контроль над самолётом на высоте около 3000 метров (после пикирования с эшелона 10600 м). Однако для этого пилоту пришлось произвести манёвр, приведший к перегрузкам в 5.5 G, которые вдвое превышают предельные расчётные.[5] Если бы на самолёте была установлена защита диапазонов режимов полёта, такие манёвры выполнить не удалось бы. Airbus возражает на такую критику, заявляя, что A320 в такой ситуации «никогда не начал бы просто падать: система защиты режимов полёта продолжала бы прямолинейный полёт, автоматически скомпенсировав возросшее сопротивление неисправного двигателя».[5]
Рейс 705 FedEx
Во время рейса 705 компании FedEx, выполнявшегося самолётом
Посадка на воду
Рейс 1549 авиакомпании US Airways вскоре после взлёта столкнулся со стаей птиц, что привело к потере тяги двигателей. Пилотам удалось посадить самолёт на реку, сохранив жизни всем пассажирам и членам экипажа на борту. Своевременный запуск вспомогательной силовой установки и аварийной турбины позволил сохранить работоспособность бортового компьютера, который автоматически поддерживал оптимальное положение самолёта, позволяя пилотам полностью сосредоточиться на управлении.
В подобной ситуации оказался пилот самолёта Boeing 767 авиакомпании Ethiopian Airlines, выполнявшего рейс 961. Самолёт был захвачен террористами, потребовавшими лететь в Австралию. Однако самолёт не был заправлен для такого перелёта, и после выработки топлива пилоту пришлось сажать самолёт на воду. Перед самым касанием воды самолёт, не оборудованный системой защиты диапазона режимов полёта, накренился влево, зацепил воду крылом и разрушился. Из 178 человек на борту 125 погибли, ещё 50 получили травмы.
Примечания
- ↑ 1 2 Pratt, R. (2000). Flight control systems: practical issues in design and implementation. Institution of Electrical Engineers. ISBN 9780852967669
- ↑ 1 2 Abzug MJ, Larrabee EE. (2002). Airplane stability and control: a history of the technologies that made aviation possible. Cambridge University Press, ISBN 9780521809924
- ↑ 1 2 Risukhin V. (2001). Controlling Pilot Error: Automation. McGraw-Hill Professional. ISBN 9780071373203
- ↑ 1 2 3 4 5 North, David. (2000) «Finding Common Ground in Envelope Protection Systems». Aviation Week & Space Technology, Aug 28, pp. 66-68.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Waldrop MM. (1989). Flying the Electric Skies. Science, 244: 1532—1534.
- ↑ Alizart R. Fulford GA. (1989) Electric Airliners. Science, 245: 581—583.
- ↑ Briere D. and Traverse, P. (1993) «Airbus A320/A330/A340 Electrical Flight Controls: A Family of Fault-Tolerant Systems Архивировано 27 марта 2009 года.» Proc. FTCS, pp. 616—623.
- ↑ Rogers R. (1999). Pilot authority and aircraft protections. Cockpit (Jan.-Mar. issues). 4-27.