.jpg/1280px-Screech_Owl_named_Fod_found_on_USS_Harry_S._Truman_(CVN_75).jpg)
В авиации и космонавтике термин « повреждение посторонним предметом» (ППП) относится к любому повреждению воздушного судна, вызванному попаданием постороннего предмета (также называемого «ППП»), который представляет собой любую частицу или вещество, чуждое воздушному судну или системе, которое может потенциально нанести ему ущерб. [1]
Внешние опасности FOD включают столкновения с птицами, град, лед, песчаные бури, облака пепла или предметы, оставленные на взлетно-посадочной полосе или палубе . Внутренние опасности FOD включают предметы, оставленные в кабине, которые мешают безопасности полета, запутываясь в кабелях управления, защемляя движущиеся части или вызывая короткое замыкание электрических соединений.
Реактивные двигатели могут получить серьезные повреждения даже от небольших предметов, засасываемых в двигатель. В Соединенных Штатах Федеральное управление гражданской авиации (FAA) требует, чтобы все типы двигателей проходили испытание, которое включает в себя выстрел свежей курицей (мертвой, но не замороженной) в работающий реактивный двигатель из небольшой пушки. Двигатель не обязательно должен оставаться функциональным после испытания, но он не должен наносить значительный ущерб остальной части самолета. Таким образом, если удар птицы заставляет его «выбросить лопасть» (развалиться таким образом, что части разлетаются на большой скорости), это не должно привести к потере самолета. [2]
Некоторые военные самолеты [ требуется ссылка ] [ которые? ] имели уникальную конструкцию, предотвращающую повреждение двигателя посторонними предметами. Конструкция включала S-образный изгиб воздушного потока, так что воздух поступал во впускное отверстие, изгибался назад к передней части самолета и снова изгибался назад к задней части перед входом в двигатель. В задней части первого изгиба сильная пружина удерживала дверцу закрытой. Любой посторонний предмет, летевший во впускном отверстии, влетал внутрь, ударялся о дверцу, открывал ее, пролетал через нее и затем выходил из самолета. Таким образом, в двигатель могли попасть только мелкие предметы, подхваченные воздухом. Такая конструкция действительно предотвращала проблемы постороннего предмета, но сужение и сопротивление, вызванные изгибом воздушного потока, снижали эффективную мощность двигателя, и поэтому конструкция не была повторена.
Похожий подход используется на многих вертолетах с турбовальными двигателями , таких как Ми-24 , где используется «вихревой» или «центробежный» воздухозаборник, в котором воздух вынужден проходить по спиральной траектории перед поступлением в двигатель; более тяжелая пыль и другой мусор выталкиваются наружу, где они отделяются от воздушного потока перед попаданием во входное отверстие двигателя.
Российские истребители Микоян МиГ-29 и Сухой Су-27 имеют специальную конструкцию воздухозаборника , предотвращающую попадание посторонних предметов во время взлета с неровных аэродромов. Основные воздухозаборники можно закрыть сетчатыми дверцами и временно открыть специальные входные отверстия в верхней части воздухозаборников. Это обеспечит достаточный приток воздуха к двигателю для взлета, но снизит вероятность всасывания двигателем предметов с земли.
Еще одна интересная конструкция, призванная минимизировать риск посторонних предметов, — это конструкция самолета Ан-74 , у которого двигатели расположены очень высоко.
Boeing предложил комплект для гравийной взлетно-посадочной полосы для ранних 737 , который позволяет использовать самолет с неподготовленных и гравийных взлетно-посадочных полос, несмотря на очень низко расположенные двигатели. Этот комплект включал в себя дефлекторы гравия на шасси; складные огни на нижней части самолета; и экраны, которые предотвращали попадание гравия, который попадал в открытые ниши колес при выпуске шасси, от попадания на критические компоненты. Комплект также включал в себя вихревые гасители, устройства, которые уменьшали поток воздуха в двигатель снизу, чтобы снизить вероятность попадания гравия.
Инженеры Airbus исследуют [ когда? ] новый подход к сокращению FOD. Разрабатывая совместно с Israel Aerospace Industries Taxibot , тягач , управляемый пилотом, самолеты не будут нуждаться в использовании реактивных двигателей во время руления, и, следовательно, они не будут уязвимы для FOD на перронах или рулежных дорожках. [3]
Мусор часто попадает в протекторы шин транспортных средств, въезжающих на аэродром. Типы мусора, попавшего в шину транспортного средства, могут включать камни, грязь, щебень, незакрепленные детали (винты, шайбы, болты и т. д.) и многие другие формы мелких материалов. Это могут быть грузовики с экипажем и бензовозы, машины для технического обслуживания и многие другие, которые непреднамеренно приносят мусор на линию полета и оставляют его там. Эти типы FOD очень трудно отслеживать и контролировать после того, как они попадают на аэродром. Воздухозаборник реактивного двигателя, струя двигателя и тяга винта или ротора вертолета затем могут легко подхватить мусор. Этот материал, оказавшийся незакрепленным вокруг действующего самолета, может привести к серьезным проблемам безопасности, включая травмы персонала, а также повреждение оборудования и имущества.
Крушение самолета Concorde , рейс 4590 Air France , в аэропорту Шарля де Голля недалеко от Парижа 25 июля 2000 года было вызвано посторонним предметом; в данном случае кусок титанового мусора на взлетно-посадочной полосе, который был частью реверсора тяги , упавшего с самолета Continental Airlines McDonnell Douglas DC-10 во время взлета примерно четырьмя минутами ранее. Удар обломка привел к взрыву шины. Резиновый мусор из шины ударился о крыло, разорвав топливный бак и вызвав сильный пожар, приведший к потере управления. Все 100 пассажиров и девять членов экипажа на борту самолета, а также четыре человека на земле погибли. [4]
Gates Learjet 36A , регистрационный номер N527PA, взлетал из международного аэропорта Ньюпорт-Ньюс/Уильямсбург в Вирджинии 26 марта 2007 года, когда экипаж услышал громкий «хлопок». Прервав взлет, экипаж попытался контролировать «рыбье хвосты» и активировать тормозной парашют . Парашют не сработал, и Learjet выкатился за пределы взлетно-посадочной полосы, его шины лопнули. Персонал аэропорта сообщил, что видел камни и куски металла на взлетно-посадочной полосе после аварии. Национальный совет по безопасности на транспорте заявил, что авария была вызвана посторонними предметами на взлетно-посадочной полосе. Отказ тормозного парашюта способствовал аварии. [5]
24 июня 1982 года рейс 9 авиакомпании British Airways, следовавший в Перт , Австралия , попал в облако вулканического пепла над Индийским океаном. У Boeing 747-200B произошел скачок напряжения во всех четырех двигателях, пока все они не вышли из строя . Пассажиры и экипаж могли видеть вокруг самолета явление, известное как огни Святого Эльма . Рейс 9 нырнул вниз, пока не вышел из облака, позволив взвешенному в воздухе пеплу очистить двигатели, которые затем были перезапущены. Лобовое стекло кабины было сильно изъедено частицами пепла, но самолет благополучно приземлился.
15 декабря 1989 года рейс 867 авиакомпании KLM , направлявшийся в международный аэропорт Нарита в Токио , пролетел через густое облако вулканического пепла от вулкана Редаут, извергнувшегося накануне. Четыре двигателя Boeing 747-400 загорелись. Снизившись более чем на 14 000 футов, экипаж перезапустил двигатели и благополучно приземлился в международном аэропорту Анкориджа .
Хотя это и не связано с вулканическим пеплом, в 1991 году самолет MD-81, эксплуатируемый SAS, совершил вынужденную посадку в лесу после того, как лед, как сообщается, попал в оба двигателя. Все 129 человек выжили, самолет был списан.
Необычный случай FOD произошел 28 сентября 1981 года над Чесапикским заливом . Во время летных испытаний F/A-18 Hornet , военно-морской испытательный центр ВМС США использовал Douglas TA-4J Skyhawk в качестве самолета преследования , чтобы заснять испытание сброса бомбодержателя с Hornet. Бомбодержатель ударил по правому крылу Skyhawk, срезав почти половину крыла. Skyhawk загорелся через несколько секунд после удара; два человека на борту катапультировались . [6] [7]
20 ноября 1975 года самолет Hawker Siddeley HS.125, взлетевший с аэродрома Дансфолд, пролетел через стаю северных чибисов сразу после отрыва от взлетно-посадочной полосы и потерял мощность в обоих двигателях. Экипаж посадил самолет обратно на взлетно-посадочную полосу, но он выкатился за ее пределы и пересек дорогу. Самолет врезался в автомобиль на дороге, в результате чего погибли шесть человек. Хотя самолет был уничтожен в последовавшем пожаре, девять человек, находившихся на борту самолета, выжили в катастрофе. [8]
17 ноября 1980 года самолет Hawker Siddeley Nimrod Королевских ВВС потерпел крушение вскоре после взлета с базы ВВС Кинлосс . Он пролетел через стаю канадских гусей , в результате чего отказали три из четырех двигателей. Пилот и второй пилот погибли; впоследствии пилот был посмертно награжден Крестом ВВС за его действия по поддержанию контроля над самолетом и спасению жизней 18 членов экипажа. Останки 77 птиц были найдены на взлетно-посадочной полосе или рядом с ней. [9] [10]
15 января 2009 года рейс 1549 авиакомпании US Airways врезался в стаю канадских гусей вскоре после взлета и получил отказ двух двигателей. Пилот посадил самолет в реку Гудзон, спасая жизни всех находившихся на борту.
Значительные проблемы возникают в аэропортах, где территория была или стала местами гнездования птиц. Хотя ограждения могут помешать лосям или оленям забрести на взлетно-посадочную полосу, контролировать птиц сложнее. Часто в аэропортах используют отпугиватели птиц , работающие на пропане, чтобы производить достаточно громкий шум, чтобы отпугнуть любых птиц, которые могут оказаться поблизости. Менеджеры аэропортов используют любые доступные средства (включая обученных соколов , а также беспилотники, похожие на соколов, машущие крыльями) для сокращения популяции птиц. Другим рассматриваемым решением является использование искусственного газона вблизи взлетно-посадочных полос, поскольку он не дает пищи, укрытия или воды диким животным. [11]
В Соединенных Штатах наиболее заметным собранием экспертов по FOD стала ежегодная Национальная конференция по предотвращению FOD в аэрокосмической отрасли. Она проводится в разных городах каждый год компанией National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), некоммерческой ассоциацией, которая фокусируется на образовании, осведомленности и профилактике FOD. Информация о конференции, включая презентации с прошлых конференций, доступна на веб-сайте NAFPI. [12] Однако NAFPI подверглась некоторой критике за то, что она сосредоточена на контроле инструментов и производственных процессах, и другие члены отрасли выступили с предложением заполнить пробелы. BAA провела первую в мире конференцию по этой теме под руководством аэропорта в ноябре 2010 года. [13]
Существуют некоторые споры относительно систем обнаружения FOD, поскольку затраты могут быть высокими, а сфера ответственности не ясна. Однако один аэропорт утверждает, что их система обнаружения FOD, возможно, окупила себя в одном инциденте, когда персонал был предупрежден о стальном тросе на взлетно-посадочной полосе, прежде чем один самолет был подвергнут риску. [14] FAA исследовало технологии обнаружения FOD и установило стандарты для следующих категорий: [15]
Негативные эффекты от FOD можно уменьшить или полностью устранить, вводя остаточные напряжения сжатия в критические усталостные области в деталь в процессе производства. Эти полезные напряжения наводятся в деталь посредством холодной обработки детали с помощью процессов упрочнения: дробеструйной обработки или лазерной упрочнения . Чем глубже остаточное напряжение сжатия, тем значительнее улучшение усталостной долговечности и устойчивости к повреждениям. Дробеструйная обработка обычно вызывает сжимающие напряжения глубиной в несколько тысячных дюйма, лазерная упрочнение обычно создает остаточные напряжения сжатия глубиной от 0,040 до 0,100 дюйма. Сжимающие напряжения, вызванные лазерной упрочнением, также более устойчивы к тепловому воздействию.
На международном уровне FOD обходится авиационной отрасли в 13 миллиардов долларов США в год в виде прямых плюс косвенных расходов. Косвенные расходы в десять раз превышают прямые расходы, представляя собой задержки, замену самолетов, понесенные расходы на топливо, незапланированное обслуживание и т. п. [18] и вызывают дорогостоящий, значительный ущерб самолетам и деталям, а также смерть и травмы рабочих, пилотов и пассажиров.
По оценкам, FOD обходится крупным авиакомпаниям в Соединенных Штатах в 26 долларов США за рейс при ремонте самолетов, плюс 312 долларов США в виде дополнительных косвенных расходов, таких как задержки рейсов, замены самолетов и неэффективное использование топлива. [19]
«Есть и другие расходы, которые не так легко подсчитать, но которые не менее тревожны», — говорит Ричард Френд, командир крыла Королевских ВВС Великобритании и исследователь FOD. [20] «В результате таких аварий, как с самолетом Air France Concorde, рейс AF 4590 , погибают люди, страдают семьи погибших, возникают подозрения в халатности, чувство вины и упреки, которые могут длиться всю жизнь. Эти мучительные муки неисчислимы, но о них нельзя забывать никогда . Если бы все помнили об этом, мы бы оставались бдительными и навсегда предотвратили бы возникновение проблемы из-за посторонних предметов. Фактически, многие факторы объединяются, чтобы вызвать цепочку событий, которая может привести к сбою».
Было проведено всего два подробных исследования экономической стоимости FOD для гражданских авиалиний. Первое исследование провел Брэд Бахтель из Boeing , который опубликовал значение в 4 миллиарда долларов США в год. [1] Это значение сверху вниз в течение нескольких лет было стандартной отраслевой цифрой стоимости FOD. Вторая работа (2007) была проведена Иэном МакКрири из консалтинговой компании Insight SRI Ltd. Этот более подробный отчет предлагал первый срез стоимости FOD, основанный на анализе снизу вверх записей журнала технического обслуживания авиакомпаний. Здесь данные были разбиты на прямые расходы на рейс и косвенные расходы на рейс для 300 крупнейших аэропортов мира с подробными сносками по подтверждающим данным. [21] Исследование Insight SRI было стандартным источником для 2007-2009 годов, поскольку это был единственный источник, представляющий расходы, и, таким образом, цитировалось регулирующими органами, аэропортами и поставщиками технологий. [22]
Однако, хотя статья Insight SRI 2007 года остается лучшим бесплатным общедоступным источником данных, новый анализ (2010) от Insight SRI предлагает новые цифры. Автор нового отчета (платного) говорит: «Читатели предостерегаются полагаться на цифры из статьи Insight SRI 2007-08 годов « Экономическая стоимость FOD для авиакомпаний» или ссылаться на них в будущем . Эта более ранняя работа была «первым» документом, в котором подробно описывались прямые и косвенные расходы FOD, основанные на данных по техническому обслуживанию авиакомпаний (весь документ представлял собой одну страницу данных, за которой следовали 8 страниц сносок)».
Прямые затраты на один полет в размере 26 долларов США [21] рассчитываются с учетом расходов на техническое обслуживание двигателя, замену шин и повреждение корпуса самолета.
Косвенные расходы на каждый рейс включают в себя в общей сложности 33 отдельные категории:
В исследовании делается вывод о том, что при добавлении этих косвенных затрат стоимость FOD увеличивается в 10 раз. [23]
Eurocontrol и FAA изучают FOD. Eurocontrol опубликовал предварительную оценку технологий обнаружения FOD в 2006 году, в то время как FAA проводит испытания четырех ведущих систем от Qinetiq (PVD, Providence TF Green Airport ), Stratech (ORD, Chicago O'Hare International Airport ), Xsight Systems (BOS, Boston Logan International Airport ) и Trex Aviation Systems (ORD, Chicago O'Hare Airport) в течение 2007 и 2008 годов. Результаты этого исследования должны быть опубликованы в 2009 году. [ требуется обновление ]
Медиа, связанные с повреждением посторонним предметом на Wikimedia Commons