Безопасность полетов — это изучение и практика управления рисками в авиации. Это включает в себя предотвращение авиационных происшествий и инцидентов с помощью исследований, обучения персонала авиаперевозок, пассажиров и широкой общественности, а также проектирования воздушных судов и авиационной инфраструктуры. Авиационная отрасль подлежит значительному регулированию и надзору. [1]
Авиационная безопасность направлена на защиту авиапассажиров, воздушных судов и инфраструктуры от преднамеренного вреда или сбоев, а не от непреднамеренных происшествий.
В 1926 и 1927 годах произошло в общей сложности 24 авиакатастрофы коммерческих авиалиний со смертельным исходом, еще 16 в 1928 году и 51 в 1929 году (погибло 61 человек), что остается худшим годом за всю историю наблюдений при частоте аварий около 1 на каждые 1 000 000 миль (1 600 000 км) полета. [ необходимо пояснение ] [ необходима цитата ] Исходя из текущих показателей полетов, это будет эквивалентно 7000 смертельных случаев в год.
За десятилетний период с 2002 по 2011 год во всем мире произошло 0,6 несчастных случаев со смертельным исходом на миллион полетов, 0,4 на миллион часов налета, 22,0 смертельных случая на миллион полетов или 12,7 на миллион часов налета. [3]
С 310 миллионов пассажиров в 1970 году воздушный транспорт вырос до 3696 миллионов в 2016 году, во главе с 823 миллионами в Соединенных Штатах, затем 488 миллионами в Китае . [4] В 2016 году было 19 смертельных случаев гражданских авиалайнеров с более чем 14 пассажирами, в результате чего погибло 325 человек, второй самый безопасный год после 2015 года с 16 авариями и 2013 года с 265 погибшими. [5] Для самолетов тяжелее 5,7 тонн было 34,9 миллиона вылетов и 75 аварий по всему миру, из которых 7 со смертельным исходом и 182 погибшими, самый низкий показатель с 2013 года: 5,21 погибших на миллион вылетов. [6]
В 2017 году произошло 10 авиакатастроф со смертельным исходом, в результате которых погибло 44 пассажира и 35 человек на земле: самый безопасный год для коммерческой авиации как по количеству смертельных случаев, так и по количеству погибших. [7] К 2019 году количество смертельных случаев на миллион рейсов сократилось в 12 раз с 1970 года, с 6,35 до 0,51, а количество погибших на триллион пассажиро-километров (RPK) сократилось в 81 раз, с 3218 до 40. [8]
Безопасность на взлетно-посадочной полосе составляет 36% аварий, безопасность на земле — 18%, а потеря управления в полете — 16%. [6]
Потеря управления в полете составляет 35% смертельных случаев, столкновение управляемого полета с землей - 21%, выезд за пределы взлетно-посадочной полосы - 17%, отказ системы или компонента - 6%, приземление за пределами взлетно-посадочной полосы - 5%, нештатный контакт с поверхностью взлетно-посадочной полосы - 4% и пожар - 2%. [9]
Безопасность полетов повысилась за счет совершенствования процесса проектирования , инжиниринга и технического обслуживания воздушных судов, развития навигационных средств, а также протоколов и процедур безопасности.
Существует три основных способа измерения риска смерти в определенном виде путешествий: (1) количество смертей на миллиард типичных поездок , (2) количество смертей на миллиард часов в пути и (3) количество смертей на миллиард пройденных километров . В следующей таблице приведены эти статистические данные для Соединенного Королевства (1990–2000 гг.), [10] и она была добавлена. (Обратите внимание, что безопасность полетов не включает поездки в аэропорт.) [11] [ не удалось проверить ]
Первые две статистики вычисляются для типичных поездок соответствующими видами транспорта, поэтому их нельзя использовать напрямую для сравнения рисков, связанных с различными видами транспорта в конкретной поездке «из А в Б». Например, эти статистики предполагают, что типичный перелет из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк будет нести больший фактор риска, чем типичная поездка на автомобиле из дома в офис. Однако поездка на автомобиле из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк не будет типичной; эта поездка будет такой же длинной, как несколько десятков типичных поездок на автомобиле, и, таким образом, связанный с этим риск также будет больше. Поскольку поездка займет гораздо больше времени, общий риск, связанный с этой поездкой на автомобиле, будет выше, чем та же поездка по воздуху, даже если каждый отдельный час поездки на автомобиле менее рискован, чем каждый час полета.
Для рисков, связанных с дальними междугородними поездками, наиболее подходящей статистикой является третья: количество смертей на миллиард километров. Тем не менее, эта статистика может потерять доверие в ситуациях, когда доступность воздушного варианта делает неудобную поездку возможной.
Страховщики авиационной отрасли основывают свои расчеты на статистике смертей за поездку , в то время как сама авиационная отрасль обычно использует в пресс-релизах статистику смертей на километр . [18]
С 1997 года количество смертельных случаев в авиакатастрофах составило не более 1 на каждые 2 000 000 000 человеко-миль [c] полета [ необходима ссылка ] и, таким образом, это один из самых безопасных видов транспорта, если измерять его по пройденному расстоянию .
The Economist отмечает, что авиаперелеты безопаснее по пройденному расстоянию, но поезда так же безопасны, как и самолеты. [19] Также отмечается, что автомобили в четыре раза опаснее с точки зрения смертности на единицу времени в пути, а автомобили и поезда соответственно в три и шесть раз безопаснее самолетов по количеству совершенных поездок. [19]
Поскольку приведенные выше цифры направлены на предоставление перспективы в сфере повседневных перевозок, воздушные перевозки принимаются с учетом только стандартной гражданской пассажирской авиации, предлагаемой на коммерческой основе широкой публике. Военные и специальные самолеты не включены.
В период с 1990 по 2015 год в США произошло 1874 несчастных случая с пассажирами пригородных и воздушных такси , из которых 454 (24%) закончились смертельным исходом, что привело к 1296 смертям, включая 674 несчастных случая (36%) и 279 смертельных случаев (22%) только на Аляске. [20]
Число смертей на пассажиро-милю на коммерческих авиалиниях в Соединенных Штатах в период с 2000 по 2010 год составило около 0,2 смерти на 10 миллиардов пассажиро-миль. [21] [22] Для водителей этот показатель составил 150 на 10 миллиардов транспортных средств-миль в 2000 году: в 750 раз выше, чем при полете на коммерческом самолете.
На протяжении более девяти лет, с момента крушения рейса 3407 авиакомпании Colgan Air в феврале 2009 года и до катастрофического отказа двигателя на рейсе 1380 авиакомпании Southwest Airlines в апреле 2018 года, на крупных регулярных коммерческих авиалиниях в Соединенных Штатах не было зафиксировано ни одного смертельного случая. [23]
Другим аспектом безопасности является защита от преднамеренного причинения вреда или повреждения имущества , также известная как охрана .
Террористические атаки 2001 года не считаются несчастными случаями. Однако, даже если бы их считали несчастными случаями, они бы добавили около 1 смерти на миллиард человеко-миль. Два месяца спустя рейс 587 American Airlines потерпел крушение в Нью-Йорке, в результате чего погибло 265 человек, включая 5 на земле, в результате чего 2001 год показал очень высокий уровень смертности. Тем не менее, уровень в том году, включая атаки (оцененный здесь примерно в 4 смерти на миллиард человеко-миль), является безопасным по сравнению с некоторыми другими видами транспорта, если измерять пройденное расстояние.
Первой системой бортового электрического или электронного устройства был автопилот Лоуренса Сперри , продемонстрированный в июне 1914 года. [24] Цепь маяков Трансконтинентальной системы воздушных трасс была построена Министерством торговли в 1923 году для управления полетами авиапочты . [24]
Автожиры были разработаны Хуаном де ла Сьервой , чтобы избежать аварий, связанных с сваливанием и штопором , и для этого были изобретены циклические и коллективные органы управления, используемые на вертолетах . [24] Первый полет автожира состоялся 17 января 1923 года.
В 1920-х годах в Соединенных Штатах Америки были приняты первые законы, регулирующие гражданскую авиацию , в частности, Закон о воздушной торговле 1926 года , который требовал, чтобы пилоты и воздушные суда проходили обследование и получали лицензии, чтобы происшествия расследовались надлежащим образом, а также чтобы были установлены правила безопасности и навигационные средства; в рамках Отдела аэронавтики Министерства торговли США (US DoC).
Сеть воздушных маяков была создана в Соединенном Королевстве и Европе в 1920-х и 1930-х годах. [25] Использование маяков сократилось с появлением радионавигационных средств, таких как ненаправленный маяк (NDB), всенаправленный VHF-радиомаяк (VOR) и дальномерное оборудование (DME). Последний действующий воздушный маяк в Соединенном Королевстве находится на вершине купола над главным залом колледжа Королевских ВВС в Кранвелле .
Одним из первых средств воздушной навигации , введенных в Соединенных Штатах в конце 1920-х годов, было аэродромное освещение , помогавшее пилотам совершать посадки в плохую погоду или после наступления темноты. На его основе в 1930-х годах был разработан указатель траектории точного захода на посадку (PAPI), показывающий пилоту угол снижения к аэродрому. Позднее он был принят на международном уровне через стандарты Международной организации гражданской авиации (ИКАО).
Джимми Дулитл разработал систему оценки полетов по приборам и совершил свой первый «слепой» полет в сентябре 1929 года. Поломка деревянного крыла в марте 1931 года у самолета Fokker F-10 компании Transcontinental & Western Air, на борту которого находился Кнут Рокне , тренер футбольной команды Университета Нотр-Дам , усилила цельнометаллические планеры самолетов и привела к более формальной системе расследования авиационных происшествий .
4 сентября 1933 года был проведен испытательный полет Douglas DC-1 с одним из двух двигателей, выключенных во время разбега, самолет поднялся на высоту 8000 футов (2438 метров) и завершил полет, доказав безопасность двухдвигательного самолета . С большей дальностью действия, чем у огней и невосприимчивостью к погодным условиям, радионавигационные средства были впервые использованы в 1930-х годах, как, например, австралийские станции Aeradio, направляющие транспортные рейсы, со световым маяком и модифицированным лучевым передатчиком Лоренца (немецкое оборудование для слепой посадки, предшествовавшее современной системе посадки по приборам - ILS). [24] ILS впервые была использована регулярным рейсом для посадки в снежную бурю в Питтсбурге, штат Пенсильвания , в 1938 году, а форма ILS была принята ИКАО для международного использования в 1949 году.
Во время Второй мировой войны по всему миру строились взлетно-посадочные полосы с твердым покрытием, чтобы избежать волн и плавучих опасностей, преследовавших гидросамолеты . [24]
Разработанная США и внедренная во время Второй мировой войны, система LORAN заменила менее надежный компас и астронавигацию моряков на воде и просуществовала до тех пор, пока ее не заменила Глобальная система позиционирования . [24]
После разработки радаров во время Второй мировой войны они стали использоваться в качестве вспомогательного средства приземления для гражданской авиации в виде систем наземного контроля захода на посадку (GCA), а затем в качестве радара наблюдения за аэропортами в качестве вспомогательного средства управления воздушным движением в 1950-х годах.
Ряд наземных метеорологических радиолокационных систем способны обнаруживать области сильной турбулентности.
Современная метеорологическая система Honeywell Intuvue визуализирует погодные условия на расстоянии до 300 миль (480 км). [ необходима цитата ]
Дальномерное оборудование (DME) в 1948 году и станции всенаправленного диапазона УКВ (VOR) стали основными средствами навигации по маршруту в 1960-х годах, заменив низкочастотные радиодиапазоны и ненаправленные радиомаяки (NDB): наземные станции VOR часто располагались совместно с передатчиками DME, и пилоты могли определять свой пеленг и расстояние до станции. [ необходима ссылка ]
Чтобы подчеркнуть эволюцию реактивных лайнеров , Airbus разделил их на четыре поколения:
Уровень смертельных случаев снизился с 3,0 на миллион полетов для первого поколения до 0,9 для следующего, 0,3 для третьего и 0,1 для последнего. [9]
С появлением Wide Area Augmentation System (WAAS) спутниковая навигация стала достаточно точной для определения высоты и позиционирования и все чаще используется для инструментальных подходов и навигации по маршруту. Однако, поскольку созвездие GPS является единой точкой отказа , для резервирования по-прежнему требуются бортовая инерциальная навигационная система (INS) или наземные навигационные средства.
В 2017 году компания Rockwell Collins сообщила, что сертифицировать систему стало дороже, чем разрабатывать ее, по сравнению с 75% проектирования и 25% сертификации в прошлые годы. [26] Она призывает к глобальной гармонизации между сертифицирующими органами, чтобы избежать избыточных испытаний проектирования и сертификации, а не признавать одобрение и валидацию других. [27]
Запрет на полеты целых классов самолетов из-за проблем с безопасностью оборудования — явление необычное, однако подобное уже случалось с самолетом de Havilland Comet в 1954 году после многочисленных аварий из-за усталости металла и разрушения корпуса, с McDonnell Douglas DC-10 в 1979 году после крушения рейса 191 American Airlines из-за отказа двигателя, с Boeing 787 Dreamliner в 2013 году из-за проблем с аккумулятором и с Boeing 737 MAX в 2019 году после двух аварий, предположительно связанных с системой управления полетом.
Детали, произведенные без одобрения авиационного органа, описываются как «неодобренные». Неодобренные детали включают в себя низкокачественные подделки, те, которые использовались сверх установленного срока, те, которые были ранее одобрены, но не возвращены в эксплуатацию надлежащим образом, те, которые имеют поддельные этикетки, перерасход производства, который не был продан без разрешения агентства, и те, которые невозможно отследить. [28] Неодобренные неисправные детали стали причиной сотен инцидентов и аварий, некоторые из которых закончились смертельным исходом, включая около 24 аварий в период с 2010 по 2016 год. [29] [30]
Посторонние предметы (FOD) включают предметы, оставленные в конструкции самолета во время производства/ремонта, мусор на взлетно-посадочной полосе и твердые частицы, встречающиеся в полете (например, град и пыль). Такие предметы могут повредить двигатели и другие части самолета. В 2000 году рейс 4590 авиакомпании Air France потерпел крушение после удара о деталь, отвалившуюся от взлетающего самолета Continental Airlines DC-10.
Пилот, дезинформированный печатным документом (руководством, картой и т. д.), реагирующий на неисправный прибор или индикатор (в кабине или на земле) [31] [32] или следующий неточным инструкциям или информации от службы управления полетом или на земле, может потерять ситуационную осведомленность или совершить ошибки, что может привести к несчастным случаям или опасным ситуациям. [33] [34 ] [35] [36] Крушение самолета Air New Zealand Flight 901 произошло в результате получения и интерпретации неверных координат, из-за чего пилоты непреднамеренно врезались в гору.
Исследования компании Boeing показали, что в среднем молнии поражают авиалайнеры два раза в год; самолеты выдерживают типичные удары молний без повреждений.
Опасности более мощных положительных молний не были поняты до разрушения планера в 1999 году. [37] С тех пор было высказано предположение, что положительные молнии могли стать причиной крушения рейса Pan Am 214 в 1963 году. В то время самолеты не были рассчитаны на то, чтобы выдерживать такие удары, поскольку об их существовании не было известно. Действовавший в США на момент крушения планера стандарт 1985 года, консультативный циркуляр AC 20-53A, [37] был заменен консультативным циркуляром AC 20-53B в 2006 году. [38] Однако неясно, была ли включена адекватная защита от положительных молний. [39] [40]
Воздействие типичной молнии на традиционные самолеты с металлическим покрытием хорошо изучено, и серьезные повреждения от удара молнии в самолет случаются редко. Современные авиалайнеры, такие как Boeing 787 Dreamliner с внешними частями и крыльями из армированного углеродным волокном полимера, были испытаны и показали, что не получили повреждений от ударов молнии во время испытаний. [41]
_(5282775118).jpg/1280px-Boeing_747-400_(British_Airways)_(5282775118).jpg)
Лед и снег могут быть основными факторами авиакатастроф. В 2005 году рейс 1248 авиакомпании Southwest Airlines выкатился за пределы взлетно-посадочной полосы после приземления в условиях сильного снегопада, в результате чего на земле погиб один ребенок.
Даже небольшое количество обледенения или крупного инея может значительно ухудшить способность крыла развивать достаточную подъемную силу , поэтому правила запрещают наносить лед, снег или даже иней на крылья или хвост перед взлетом. [42] Рейс 90 авиакомпании Air Florida потерпел крушение при взлете в 1982 году из-за льда/снега на крыльях.
Накопление льда во время полета может иметь катастрофические последствия, о чем свидетельствует потеря управления и последующие крушения самолетов American Eagle Flight 4184 в 1994 году и Comair Flight 3272 в 1997 году. Оба самолета были турбовинтовыми авиалайнерами с прямыми крыльями, которые, как правило, более подвержены накоплению льда в полете, чем реактивные авиалайнеры со стреловидным крылом. [43]
Авиакомпании и аэропорты обеспечивают надлежащую очистку самолетов ото льда перед взлетом , когда погода предполагает обледенение . Современные авиалайнеры спроектированы так, чтобы предотвращать образование льда на крыльях , двигателях и хвостах ( хвостовом оперении ) либо путем направления нагретого воздуха от реактивных двигателей через передние кромки крыла и воздухозаборники [ необходима ссылка ] , либо на более медленных самолетах путем использования надувных резиновых « ботинок », которые расширяются, чтобы сломать любой накопившийся лед.
Планы полетов авиакомпаний требуют, чтобы диспетчерские службы авиакомпаний следили за погодными условиями по маршрутам их полетов, помогая пилотам избегать худших условий обледенения в полете. Самолеты также могут быть оборудованы детектором обледенения , чтобы предупреждать пилотов о необходимости покинуть неожиданные зоны скопления льда, прежде чем ситуация станет критической. [ необходима цитата ] Трубки Пито в современных самолетах и вертолетах снабжены функцией «Обогрев Пито» для предотвращения аварий, таких как рейс 447 авиакомпании Air France, вызванных замерзанием трубки Пито и выдачей ложных показаний.
Сдвиг ветра — это изменение скорости и/или направления ветра на относительно коротком расстоянии в атмосфере. Микропорыв — это локализованный столб падающего воздуха, который падает вниз во время грозы. Оба эти явления являются потенциальными погодными угрозами, которые могут привести к авиационному происшествию. [44]
Сильный отток от гроз вызывает быстрые изменения в трехмерной скорости ветра чуть выше уровня земли. Первоначально этот отток вызывает встречный ветер, который увеличивает скорость воздуха, что обычно заставляет пилота снижать мощность двигателя, если он не знает о сдвиге ветра. Когда самолет проходит в область нисходящего потока, локализованный встречный ветер уменьшается, снижая скорость самолета и увеличивая его скорость снижения. Затем, когда самолет проходит через другую сторону нисходящего потока, встречный ветер становится попутным ветром, уменьшая подъемную силу, создаваемую крыльями, и оставляя самолет в низкоскоростном снижении с малой мощностью. Это может привести к аварии, если самолет находится слишком низко, чтобы осуществить восстановление до контакта с землей. В период с 1964 по 1985 год сдвиг ветра напрямую вызвал или способствовал 26 крупным авариям гражданских транспортных самолетов в США, которые привели к 620 смертям и 200 травмам. [45]
Двигатель может выйти из строя из-за нехватки топлива (например, рейс 38 авиакомпании British Airways ), истощения топлива (например, рейс 143 авиакомпании Air Canada ), повреждения посторонним предметом (например, рейс 1549 авиакомпании US Airways ), механической неисправности из-за усталости металла (например , авиакатастрофа в Кегворте , рейс 1862 авиакомпании El Al , рейс 358 авиакомпании China Airlines ), механической неисправности из-за неправильного обслуживания (например, рейс 191 авиакомпании American Airlines ), механической неисправности, вызванной первоначальным производственным дефектом двигателя (например, рейс 32 авиакомпании Qantas , рейс 232 авиакомпании United Airlines , рейс 1288 авиакомпании Delta Air Lines ) и ошибки пилота (например, рейс 3701 авиакомпании Pinnacle Airlines ).
В многомоторном самолете отказ одного двигателя обычно приводит к выполнению посадки в целях предосторожности, например, посадки в запасном аэропорту вместо продолжения полета к предполагаемому пункту назначения. Отказ второго двигателя (например, рейс US Airways 1549 ) или повреждение других систем самолета, вызванное неконтролируемым отказом двигателя (например, рейс United Airlines 232 ), может, если аварийная посадка невозможна, привести к падению самолета.
Примерами разрушения конструкций самолетов, вызванного усталостью металла , являются катастрофы de Havilland Comet (1950-е годы) и рейс 243 авиакомпании Aloha Airlines (1988 год). Неправильные процедуры ремонта также могут привести к разрушению конструкции, например, рейс 123 авиакомпании Japan Airlines (1985 год) и рейс 611 авиакомпании China Airlines (2002 год). Теперь, когда предмет изучен лучше, внедрены строгие процедуры проверки и неразрушающего контроля .
Композитные материалы состоят из слоев волокон, залитых в смоляную матрицу. В некоторых случаях, особенно при циклическом напряжении , слои материала отделяются друг от друга ( расслаиваются ) и теряют прочность. По мере развития разрушения внутри материала на поверхности ничего не отображается; для обнаружения такого разрушения материала приходится использовать инструментальные методы (часто основанные на ультразвуке ). В 1940-х годах несколько самолетов Як-9 столкнулись с расслоением фанеры в их конструкции.
Сваливание самолета (увеличение угла атаки до точки, при которой крылья не могут создавать достаточную подъемную силу ) опасно и может привести к аварии, если пилот не сможет вовремя скорректировать ситуацию.
Устройства, предупреждающие пилота, когда скорость самолета снижается близко к скорости сваливания, включают в себя предупреждающие о сваливании сирены (теперь стандартные практически для всех самолетов с двигателем), встряхиватели ручки управления и голосовые предупреждения. Большинство сваливания являются результатом того, что пилот допускает слишком низкую скорость полета для определенного веса и конфигурации в данный момент. Скорость сваливания выше, когда лед или иней прилип к крыльям и/или хвостовому стабилизатору. Чем сильнее обледенение, тем выше скорость сваливания, не только потому, что плавный поток воздуха над крыльями становится все более трудным, но и из-за дополнительного веса накопленного льда.
К авариям, вызванным полным срывом аэродинамических поверхностей, относятся:
Правила безопасности контролируют авиационные материалы и требования к автоматизированным системам пожарной безопасности. Обычно эти требования принимают форму обязательных испытаний. Испытания измеряют воспламеняемость материалов и токсичность дыма . Если испытания не удаются, то это происходит на прототипе в инженерной лаборатории, а не на самолете.
Пожар и его токсичный дым стали причиной несчастных случаев. Электрический пожар на рейсе 797 авиакомпании Air Canada в 1983 году привел к гибели 23 из 46 пассажиров, что привело к введению освещения на уровне пола, чтобы помочь людям эвакуироваться из задымленного самолета. В 1985 году пожар на взлетно-посадочной полосе привел к потере 55 жизней, 48 из-за воздействия парализующего и впоследствии смертельного токсичного газа и дыма в катастрофе рейса 28M авиакомпании British Airtours , что вызвало серьезные опасения относительно выживаемости — то, что не было изучено столь подробно. Быстрое проникновение огня в фюзеляж и компоновка самолета ухудшили способность пассажиров эвакуироваться, при этом такие области, как передняя часть кухни, стали узким местом для эвакуирующихся пассажиров, некоторые из которых погибли совсем близко от выходов. В Институте Крэнфилда было проведено много исследований по эвакуации, а также компоновке салона и сидений, чтобы попытаться измерить, что делает маршрут эвакуации хорошим, что привело к изменению компоновки сидений у выходов Overwing по распоряжению и изучению требований к эвакуации, касающихся конструкции зон камбуза. Также рассматривалось использование дымозащитных колпаков или систем туманообразования, хотя оба варианта были отклонены.
Рейс 295 авиакомпании South African Airways был потерян в Индийском океане в 1987 году после того, как экипаж не смог потушить пожар в грузовом отсеке. Грузовые отсеки большинства авиалайнеров теперь оборудованы автоматизированными системами пожаротушения на основе галона для борьбы с пожаром, который может возникнуть в багажных отсеках. В мае 1996 года рейс 592 авиакомпании ValuJet потерпел крушение в Эверглейдс во Флориде через несколько минут после взлета из-за пожара в переднем грузовом отсеке. Все 110 человек на борту погибли.
Одно время перед аварийной посадкой самолета прокладывались пути пенного пожаротушения , однако эта практика считалась малоэффективной, а опасения по поводу снижения возможностей пожаротушения из-за предварительного пенообразования привели к тому, что Федеральное управление гражданской авиации США отозвало свою рекомендацию в 1987 году.
Одной из возможных причин пожаров в самолетах являются проблемы с проводкой, которые включают в себя периодические неисправности, такие как провода с нарушенной изоляцией, соприкасающиеся друг с другом, с капающей на них водой или короткими замыканиями. Известным был рейс 111 Swissair в 1998 году из-за дуги в проводке IFE , которая воспламенила легковоспламеняющуюся изоляцию MPET . Их трудно обнаружить, когда самолет находится на земле. Однако существуют методы, такие как рефлектометрия с расширенным спектром во временной области , которые могут реально проверить провода под напряжением на самолете во время полета. [46]
Столкновение с птицей — авиационный термин, обозначающий столкновение птицы с самолетом. Смертельные случаи были вызваны как отказом двигателя после попадания птицы в организм, так и ударами птиц, разбивающими лобовые стекла кабины.
Реактивные двигатели должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать попадание внутрь птиц определенного веса и количества и не терять больше, чем определенное количество тяги. Вес и количество птиц, которые могут быть проглочены без угрозы для безопасного полета самолета, связаны с площадью воздухозаборника двигателя. [47] Опасности попадания внутрь птиц сверх «предусмотренного» предела были продемонстрированы на рейсе 1549 авиакомпании US Airways, когда самолет столкнулся с канадскими гусями.
Исход события проглатывания и то, приведет ли оно к аварии, будь то на небольшом быстром самолете, таком как военные истребители, или на крупном транспортном самолете, зависит от количества и веса птиц и места их удара — размаха лопастей вентилятора или носового обтекателя. Повреждение сердцевины обычно происходит при ударах вблизи основания лопасти или носового обтекателя.
Самый высокий риск столкновения с птицами возникает во время взлета и посадки вблизи аэропортов , а также во время полетов на малой высоте, например, военных самолетов, агропылителей и вертолетов. Некоторые аэропорты используют активные контрмеры, в том числе человека с ружьем , проигрывание записанных звуков хищников через громкоговорители или использование сокольников . Можно посадить ядовитую траву, которая неприятна для птиц или насекомых, привлекающих насекомоядных птиц. Пассивные контрмеры включают разумное [ требуется разъяснение ] управление землепользованием, избегание условий, привлекающих стаи птиц в этот район (например, свалок ). Другая тактика, которая оказалась эффективной, заключается в том, чтобы позволить траве на аэродроме вырасти выше (примерно до 12 дюймов или 30 сантиметров), поскольку некоторые виды птиц не будут приземляться, если не видят друг друга.
Человеческий фактор , включая ошибку пилота , является еще одним потенциальным набором факторов, и в настоящее время это фактор, наиболее часто встречающийся в авиационных происшествиях. [ требуется ссылка ] Значительный прогресс в применении анализа человеческого фактора для повышения безопасности полетов был достигнут во время Второй мировой войны такими пионерами, как Пол Фиттс и Альфонс Чапанис . Однако на протяжении всей истории авиации наблюдался прогресс в области безопасности, например, разработка контрольного списка пилота в 1937 году. [48] CRM, или управление ресурсами экипажа , представляет собой метод, который использует опыт и знания всего летного экипажа, чтобы избежать зависимости только от одного члена экипажа и улучшить принятие решений пилотом .
Ошибки пилота и неправильная коммуникация часто являются факторами столкновения самолетов . Это может произойти в воздухе ( рейс 182 авиакомпании Pacific Southwest Airlines 1978 года ) ( TCAS ) или на земле ( катастрофа на Тенерифе 1977 года ) ( RAAS ). Препятствия к эффективной коммуникации имеют внутренние и внешние факторы. [49] Способность летного экипажа поддерживать ситуационную осведомленность является критическим человеческим фактором в безопасности полетов. Обучение человеческому фактору доступно для пилотов авиации общего назначения и называется обучением по управлению ресурсами одного пилота .
Неспособность пилотов должным образом контролировать приборы управления полетом привела к крушению рейса 401 авиакомпании Eastern Air Lines в 1972 году. Столкновение с землей в контролируемом полете (CFIT), а также ошибки при взлете и посадке могут иметь катастрофические последствия, например, приведя к крушению рейса 191 авиакомпании Prinair при посадке также в 1972 году.
Международная организация гражданской авиации (ИКАО) определяет усталость как «физиологическое состояние сниженной умственной или физической работоспособности, возникающее в результате потери сна или длительного бодрствования, циркадной фазы или рабочей нагрузки». [50] Это явление представляет большой риск для экипажа и пассажиров самолета, поскольку оно значительно увеличивает вероятность ошибки пилота . [51] Усталость особенно распространена среди пилотов из-за «непредсказуемых рабочих часов, длительных периодов дежурства, нарушения циркадного ритма и недостаточного сна». [52] Эти факторы могут возникать вместе, вызывая комбинацию лишения сна , эффектов циркадного ритма и усталости «времени на задаче». [52] Регуляторы пытаются смягчить усталость, ограничивая количество часов, которые пилотам разрешено летать в течение различных периодов времени. Эксперты по усталости в авиации [ кто? ] часто обнаруживают, что эти методы не достигают своих целей.
Редко члены экипажа арестовываются или подвергаются дисциплинарным взысканиям за нахождение в состоянии алкогольного опьянения на работе. В 1990 году трое членов экипажа Northwest Airlines были приговорены к тюремному заключению за полет в нетрезвом виде. В 2001 году Northwest уволила пилота, который не прошел тест на алкоголь после полета. В июле 2002 года оба пилота рейса 556 America West Airlines были арестованы непосредственно перед запланированным вылетом, потому что они употребляли алкоголь. Пилоты были уволены, а FAA аннулировало их лицензии пилотов. [53] По крайней мере одна фатальная авиакатастрофа с участием пьяных пилотов произошла, когда рейс Aero Flight 311 потерпел крушение в Квевлаксе, Финляндия, в результате чего погибли все 25 человек на борту в 1961 году. Другим примером является крушение рейса Aeroflot Flight 821 , в котором опьянение капитана способствовало аварии, в результате которой погибли все 88 человек на борту.
Были редкие случаи самоубийства пилотов . Хотя большинство членов экипажа проверяются на психологическую пригодность , очень немногие пилоты, имеющие разрешение, совершали акты самоубийства и даже массовые убийства .
В 1982 году рейс 350 Japan Airlines потерпел крушение при заходе на посадку в аэропорту Токио Ханэда, в результате чего погибли 24 из 174 находившихся на борту. Официальное расследование показало, что психически больной капитан пытался покончить жизнь самоубийством, включив внутренние двигатели на обратную тягу, когда самолет находился близко к взлетно-посадочной полосе. У второго пилота не было достаточно времени, чтобы отменить команду, прежде чем самолет заглох и разбился.
В 1997 году самолет SilkAir Flight 185 внезапно вошел в пике с крейсерской высоты. Скорость пикирования была настолько высокой, что самолет начал разваливаться, прежде чем в конце концов разбился недалеко от Палембанга , Суматра . После трех лет расследования власти Индонезии заявили, что причина аварии не может быть установлена. Однако Национальный совет по безопасности на транспорте США пришел к выводу, что единственным разумным объяснением было преднамеренное самоубийство капитана.
В 1999 году в случае с рейсом 990 авиакомпании EgyptAir выяснилось, что второй пилот намеренно совершил крушение в Атлантическом океане, пока капитан отсутствовал на своем посту.
Участие экипажа — одна из предположительных теорий исчезновения самолета Malaysia Airlines Flight 370 8 марта 2014 года.
24 марта 2015 года рейс 9525 авиакомпании Germanwings (самолет Airbus A320-200 ) потерпел крушение в 100 километрах (62 милях) к северо-западу от Ниццы во Французских Альпах после постоянного снижения, которое началось через минуту после последнего планового контакта с авиадиспетчерской службой и вскоре после того, как самолет достиг назначенной высоты крейсерского полета. Все 144 пассажира и шесть членов экипажа погибли. Катастрофа была намеренно вызвана вторым пилотом Андреасом Любицем. Будучи объявленным «непригодным к работе», не сообщив об этом своему работодателю, Любиц прибыл на службу и во время полета запер капитана вне кабины экипажа. В ответ на инцидент и обстоятельства участия Любица авиационные власти Канады, Новой Зеландии, Германии и Австралии ввели новые правила, которые требуют постоянного присутствия в кабине двух уполномоченных лиц. Через три дня после инцидента Европейское агентство по безопасности полетов (EASA) выпустило временную рекомендацию для авиакомпаний, чтобы обеспечить присутствие в кабине не менее двух членов экипажа, включая не менее одного пилота, в течение всего полета. Несколько авиакомпаний заявили, что уже приняли подобную политику добровольно.
Бездействие, упущение , невыполнение требуемых действий, намеренное несоблюдение правил безопасности, пренебрежение правилами и неоправданный риск со стороны пилотов также приводили к авариям и инцидентам .
Хотя рейс Smartwings QS-1125 от 22 августа 2019 года успешно совершил аварийную посадку в пункте назначения, капитану было вынесено наказание за несоблюдение обязательных процедур, в том числе за невыполнение посадки в ближайшем возможном запасном аэропорту после отказа двигателя.
Небезопасные человеческие факторы не ограничиваются ошибками пилотов. Факторы третьей стороны включают в себя ошибки наземного персонала, столкновения наземных транспортных средств с самолетами и проблемы, связанные с инженерным обслуживанием. Например, ненадлежащее закрытие грузовой двери на рейсе Turkish Airlines 981 в 1974 году привело к потере самолета. (Однако конструкция защелки грузовой двери также была основным фактором аварии.) В случае рейса Japan Airlines 123 в 1985 году неправильный ремонт предыдущих повреждений привел к взрывной декомпрессии салона, что, в свою очередь, разрушило вертикальный стабилизатор и повредило все четыре гидравлические системы, которые питали все органы управления полетом.
Управляемый полет в сторону земли (CFIT) — это класс аварий, в которых самолет под управлением врезается в землю или искусственные сооружения. Аварии CFIT обычно происходят из-за ошибки пилота или ошибки навигационной системы. Неспособность защитить критические зоны ILS также может привести к авариям CFIT [ сомнительно — обсудите ] . В декабре 1995 года рейс 965 American Airlines отклонился от курса при приближении к Кали , Колумбия , и врезался в склон горы, несмотря на предупреждение о земле системы осведомленности и предупреждения о земле (TAWS) в кабине и отчаянную попытку пилота набрать высоту после предупреждения. Осведомленность экипажа о положении и мониторинг навигационных систем имеют важное значение для предотвращения аварий CFIT. По состоянию на февраль 2008 года [update]более 40 000 самолетов были оснащены усовершенствованной системой TAWS, и они налетали более 800 миллионов часов без аварий CFIT. [54]
Другим средством против CFIT является система предупреждения о минимальной безопасной высоте (MSAW), которая отслеживает высоты, передаваемые транспондерами самолетов, и сравнивает их с определенными системой минимальными безопасными высотами для данной области. Когда система определяет, что самолет находится ниже или вскоре может оказаться ниже минимальной безопасной высоты, авиадиспетчер получает акустическое и визуальное предупреждение, а затем оповещает пилота о том, что самолет находится слишком низко. [55]
Использование определенного электронного оборудования частично или полностью запрещено, поскольку оно может помешать работе самолета, [56] например, вызывая отклонения компаса . [ требуется ссылка ] Использование некоторых типов персональных электронных устройств запрещено, когда самолет находится ниже 10 000 футов (3 000 м), взлетает или приземляется. Использование мобильного телефона запрещено на большинстве рейсов, поскольку использование в полете создает проблемы с наземными ячейками. [56] [57] Беспроводные устройства, такие как мобильные телефоны, имеют режим полета .
Различное наземное вспомогательное оборудование работает в непосредственной близости от фюзеляжа и крыльев для обслуживания самолета и иногда вызывает случайные повреждения в виде царапин на краске или небольших вмятин на обшивке. Однако, поскольку конструкции самолета (включая внешнюю обшивку) играют такую важную роль в безопасном выполнении полета, все повреждения проверяются, измеряются и, возможно, тестируются, чтобы убедиться, что любые повреждения находятся в пределах безопасных допусков.
Примером проблемы был инцидент с разгерметизацией на рейсе 536 авиакомпании Alaska Airlines в 2005 году. Во время наземного обслуживания грузчик багажа ударил борт самолета буксиром, тянущим поезд багажных тележек . Это повредило металлическую обшивку самолета. О повреждении не сообщалось, и самолет вылетел. Поднявшись на высоту 26 000 футов (7900 м), поврежденный участок обшивки не выдержал разницы давления между внутренним пространством самолета и наружным воздухом. Кабина разгерметизировалась взрывным образом, что потребовало быстрого снижения до более плотного (пригодного для дыхания) воздуха и аварийной посадки. Последующий осмотр фюзеляжа выявил 12-дюймовое (30 см) отверстие на правой стороне самолета. [58]
Шлейфы вулканического пепла вблизи активных вулканов могут повредить пропеллеры , двигатели и окна кабины пилотов. [59] [60] В 1982 году рейс 9 British Airways пролетел через облако пепла и временно потерял мощность всех четырех двигателей. Самолет был сильно поврежден, все передние кромки были поцарапаны. Передние ветровые стекла были так сильно «засыпаны песком» пеплом, что их нельзя было использовать для посадки самолета. [61]
До 2010 года общий подход, принятый регуляторами воздушного пространства, заключался в том, что если концентрация пепла поднималась выше нуля, то воздушное пространство считалось небезопасным и, следовательно, закрывалось. [62] Консультационные центры по вулканическому пеплу обеспечивают связь между метеорологами , вулканологами и авиационной промышленностью. [63]
Типы инцидентов, связанных с безопасностью на взлетно-посадочной полосе, включают в себя:
Экипажи самолетов обычно проходят подготовку для действий в ситуациях захвата самолетов . [ необходима ссылка ] После атак 11 сентября 2001 года в аэропортах и на авиалиниях были введены более строгие меры безопасности для предотвращения терроризма , такие как контрольно-пропускные пункты и запирание дверей кабины во время полета.
В Соединенных Штатах программа Федерального офицера палубы управляется Федеральной службой маршалов авиации с целью обучения действующих и лицензированных пилотов авиакомпаний ношению оружия и защите своих самолетов от преступной деятельности и терроризма. После завершения государственного обучения отобранные пилоты поступают на секретную службу по поддержанию правопорядка и борьбе с терроризмом. Их юрисдикция обычно ограничивается палубой или салоном коммерческого авиалайнера или грузового самолета, которым они управляют во время дежурства.
Пассажирские самолеты редко подвергались нападениям как в мирное, так и в военное время. Примеры:
Расследование более ранних трагедий и усовершенствование техники позволили внести множество усовершенствований в безопасность полетов, что позволило сделать авиацию более безопасной. [44]
Проектирование и расположение аэропорта может оказать большое влияние на безопасность полетов, особенно с учетом того, что некоторые аэропорты, такие как Международный аэропорт Чикаго Мидуэй, изначально строились для винтовых самолетов, а многие аэропорты находятся в перегруженных районах, где трудно соответствовать новым стандартам безопасности. Например, в 1999 году FAA выпустило правила, требующие создания зоны безопасности взлетно-посадочной полосы , обычно простирающейся на 150 метров (500 футов) в каждую сторону и на 300 метров (1000 футов) за пределами конца взлетно-посадочной полосы. Это предназначено для покрытия девяноста процентов случаев схода самолета с взлетно-посадочной полосы путем предоставления буферного пространства, свободного от препятствий. [65] Многие старые аэропорты не соответствуют этому стандарту. Одним из методов замены 300 метров (1000 футов) в конце взлетно-посадочной полосы для аэропортов в перегруженных районах является установка системы остановки из инженерных материалов (EMAS). Эти системы обычно изготавливаются из легкого, дробимого бетона, который поглощает энергию самолета, обеспечивая его быструю остановку. По состоянию на 2008 год [update]они остановили три самолета в аэропорту имени Кеннеди .
Согласно отчету Национального совета по безопасности на транспорте за 2000 год , в США аварийная эвакуация с самолета происходит примерно раз в 11 дней. Хотя некоторые ситуации крайне тяжелы, например, когда самолет горит, во многих случаях самой большой проблемой для пассажиров может стать использование эвакуационного трапа . В статье Time на эту тему Аманда Рипли сообщила, что, когда новый сверхбольшой Airbus A380 прошел обязательные испытания по эвакуации в 2006 году, тридцать три из 873 эвакуирующихся добровольцев получили травмы. Хотя эвакуация была признана успешной, один доброволец сломал ногу, а остальные 32 получили ожоги от спуска. Такие несчастные случаи случаются часто. В своей статье Рипли дала советы о том, как спуститься по трапу самолета без травм. [66] Еще одним улучшением эвакуации с самолета является требование Федерального управления гражданской авиации к самолетам демонстрировать время эвакуации в 90 секунд с половиной заблокированных аварийных выходов для каждого типа самолета в их парке. Согласно исследованиям, 90 секунд — это время, необходимое для эвакуации до того, как самолет начнет гореть, до того, как может произойти очень большой пожар или взрывы, или до того, как дым заполнит салон. [44] [65]
Такие изменения, как использование новых материалов для обивки сидений и изоляции, дали от 40 до 60 дополнительных секунд людям на борту для эвакуации до того, как салон наполнится огнем и потенциально смертельными парами. [44] Другие усовершенствования, внесенные за эти годы, включают использование должным образом рассчитанных ремней безопасности, ударопрочных каркасов сидений, а также крыльев и двигателей самолетов, спроектированных так, чтобы срезаться для поглощения ударных сил. [65]
В результате аварий, вызванных сдвигом ветра и другими погодными явлениями, в частности, крушением рейса 191 авиакомпании Delta Air Lines в 1985 году, Федеральное управление гражданской авиации США потребовало, чтобы все коммерческие самолеты имели бортовые системы обнаружения сдвига ветра к 1993 году. [45] С 1995 года количество крупных аварий гражданских самолетов, вызванных сдвигом ветра, сократилось примерно до одной в десять лет из-за обязательного бортового обнаружения, а также добавления наземных метеорологических радиолокаторов Доплера ( NEXRAD ). [ необходима цитата ] Установка станций высокоточного доплеровского метеорологического радара во многих аэропортах США, которые обычно подвержены сдвигу ветра, еще больше помогла пилотам и наземным диспетчерам избегать условий сдвига ветра. [67]
Следователи по безопасности полетов обучены и уполномочены расследовать авиационные происшествия и инциденты: исследовать, анализировать и сообщать о своих выводах. Они могут специализироваться на летных операциях, обучении, конструкциях воздушных судов, управлении воздушным движением, бортовых самописцах или человеческом факторе. Они работают в государственных организациях, ответственных за безопасность полетов, производителях или профсоюзах, хотя только государственные организации имеют установленные законом полномочия на расследование.
Инициативы по улучшению безопасности представляют собой партнерства в области безопасности полетов между регулирующими органами, производителями, операторами, профессиональными союзами, исследовательскими организациями и международными авиационными организациями для дальнейшего повышения безопасности. [68] Некоторые основные инициативы по безопасности полетов во всем мире:
После исчезновения рейса 370 Malaysia Airlines в июне 2014 года Международная ассоциация воздушного транспорта заявила, что работает над внедрением новых мер по отслеживанию самолетов в полете в режиме реального времени. Специальная группа рассматривала ряд вариантов, включая производство оборудования, специально разработанного для обеспечения отслеживания в режиме реального времени. [69]
Поскольку ошибки пилотов составляют от одной трети до 60% авиационных происшествий, достижения в области автоматизации и технологий могут заменить некоторые или все обязанности пилотов самолетов . Автоматизация с 1980-х годов уже устранила необходимость в бортинженерах . В сложных ситуациях с сильно деградированными системами способность людей решать проблемы и принимать решения сложно достичь с помощью автоматизированных систем, например, катастрофические отказы двигателей, которые испытали самолеты United Airlines Flight 232 и Qantas Flight 32. [ 70] Однако, с более точным программным моделированием аэронавигационных факторов, испытательные самолеты успешно летали в этих условиях. [71]
Хотя уровень аварийности очень низок, чтобы гарантировать, что он не увеличится с ростом воздушного транспорта , эксперты рекомендуют создать надежную культуру сбора информации от сотрудников без обвинения. [72]
Могут ли авиаперелеты становиться все безопаснее и безопаснее?
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )