.jpg/1280px-Screech_Owl_named_Fod_found_on_USS_Harry_S._Truman_(CVN_75).jpg)
В авиации и аэрокосмической отрасли термин « повреждение посторонним предметом» (ППП) относится к любому повреждению воздушного судна, вызванному обломками постороннего предмета (также называемого «ППП»), который представляет собой любую частицу или вещество, чужеродное для самолета или системы, которое может потенциально причинить ему вред. [1]
Внешние опасности от ППП включают столкновения с птицами, град, лед, песчаные бури, облака пепла или предметы, оставленные на взлетно- посадочной полосе или кабине экипажа . Внутренние опасности ППП включают в себя предметы, оставленные в кабине, которые мешают безопасности полета, запутываясь в кабелях управления, заклинивая движущиеся части или замыкая электрические соединения.
Реактивные двигатели могут получить серьезные повреждения из-за засасывания в них даже небольших предметов. В Соединенных Штатах Федеральное управление гражданской авиации (FAA) требует, чтобы все типы двигателей прошли испытания, включающие стрельбу свежей курицей (мертвой, но не замороженной) в работающий реактивный двигатель из небольшой пушки. Двигатель не обязан оставаться работоспособным после испытания, но он не должен причинять значительный ущерб остальной части самолета. Таким образом, если удар птицы приводит к тому, что она «выбрасывает лопасть» (разваливается на части, при этом части разлетаются на высокой скорости), это не должно привести к потере самолета. [2]
Какой-то военный самолет [ нужна ссылка ] [ какой? ] имел уникальную конструкцию, предотвращающую повреждение двигателя FOD. Конструкция включала S-образный изгиб воздушного потока, так что воздух, попадая во входное отверстие, отклонялся назад к передней части самолета и снова изгибался назад, прежде чем попасть в двигатель. За первым поворотом мощная пружина удерживала дверь закрытой. Любой посторонний предмет, летевший в воздухозаборник, влетел внутрь, ударился о дверь, открыл ее, пролетел, а затем покинул самолет. Таким образом, в двигатель могли попасть только мелкие предметы, подхваченные воздухом. Эта конструкция действительно предотвращала проблемы с ППП, но сужение и сопротивление, вызванные изгибом воздушного потока, снижали эффективную мощность двигателя, и поэтому конструкция не была повторена.
Подобный подход используется на многих вертолетах с турбовальными двигателями , таких как Ми-24 , в которых используется «вихревой» или «центробежный» воздухозаборник, в котором воздух перед поступлением в двигатель вынужден проходить по спиральной траектории; более тяжелая пыль и другой мусор выбрасываются наружу, где они отделяются от воздушного потока перед тем, как попасть во входное отверстие двигателя.
Российские истребители МиГ-29 и Су-27 имеют специальную конструкцию воздухозаборника , предотвращающую попадание ППП во время взлета с суровых аэродромов. Основные воздухозаборники могли закрываться сетчатыми дверцами, а специальные воздухозаборники в верхней части воздухозаборников временно открывались. Это обеспечило бы достаточный приток воздуха к двигателю для взлета, но уменьшило бы вероятность того, что двигатель засосет предметы с земли.
Еще одна интересная конструкция, позволяющая минимизировать риск ППП, — это Антонов Ан-74 , у которого очень высокое расположение двигателей.
Компания Boeing предложила комплект взлетно-посадочных полос с гравийным покрытием для первых самолетов 737 , который позволяет использовать самолет с неулучшенных и гравийных взлетно-посадочных полос, несмотря на наличие двигателей с очень низкой посадкой. В этот комплект входили гравийные дефлекторы на шасси; складные фонари в нижней части самолета; и экраны, которые предотвращали попадание гравия в открытые колесные арки при выдвижении шасси и попадание в критические компоненты. В комплект также входили вихревые диссипаторы — устройства, которые уменьшали поступление воздуха в двигатель снизу, чтобы снизить вероятность заглатывания гравия.
Инженеры Airbus исследуют [ когда? ] новый подход к сокращению ППП. Разработав совместно с Israel Aerospace Industries Taxibot , тягач, управляемый пилотом, самолетам не нужно будет использовать реактивные двигатели во время руления, и, следовательно, они не будут уязвимы для ППП на перронах или рулежных дорожках. [3]
Мусор часто попадает в протекторы шин транспортных средств, выезжающих на аэродром. Типы мусора, попавшего в шину автомобиля, могут включать камни, грязь, камни, незакрепленные детали (винты, шайбы, болты и т. д.) и многие другие мелкие материалы. Это могут быть грузовики с экипажем и бензовозами, машины технического обслуживания и многие другие, которые непреднамеренно приносят мусор к линии полета и оставляют его там. Эти типы ППП очень сложно отслеживать и контролировать после их появления на аэродроме. Воздухозаборник реактивного двигателя, взрыв двигателя и тяга винта или винта вертолета могут легко собрать обломки. Этот материал, если его разбросать вокруг действующего самолета, может привести к серьезным проблемам с безопасностью, включая травмы персонала, а также повреждение оборудования и имущества.
Крушение самолета «Конкорд» , рейса 4590 авиакомпании Air France , в аэропорту Шарль де Голль недалеко от Парижа 25 июля 2000 года было вызвано ППП; в данном случае это кусок титанового обломка на взлетно-посадочной полосе, который был частью реверсора тяги , упавшего из самолета McDonnell Douglas DC-10 авиакомпании Continental Airlines во время взлета примерно четырьмя минутами ранее. В результате удара обломков взорвалась шина. Резиновые обломки шины попали в 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]
Самолет Gates Learjet 36A , регистрационный номер N527PA, вылетал из международного аэропорта Ньюпорт-Ньюс/Уильямсбург в Вирджинии 26 марта 2007 года, когда экипаж услышал громкий хлопок. Прервав взлет, экипаж попытался управлять «рыбим хвостом» и активировать тормозной парашют . Парашют не сработал, и Learjet вылетел за пределы взлетно-посадочной полосы с лопнувшими шинами. Сотрудники аэропорта сообщили, что после аварии видели на взлетно-посадочной полосе камни и куски металла . Национальный совет по безопасности на транспорте заявил, что авария произошла из-за ППП на взлетно-посадочной полосе. Причиной катастрофы стал отказ тормозного парашюта. [5]
24 июня 1982 года рейс 9 British Airways , следовавший в Перт , Австралия , влетел в облако вулканического пепла над Индийским океаном. У Боинга 747-200B были помпы во всех четырех двигателях, пока все они не вышли из строя . Пассажиры и экипаж могли видеть вокруг самолета явление, известное как огонь Святого Эльма . Рейс 9 пикировал вниз, пока не вышел из облака, позволяя летающему 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 компании KLM , следовавший в международный аэропорт Нарита в Токио , пролетел сквозь густое облако вулканического пепла с горы Редут, извержение которого произошло накануне. Четыре двигателя Боинга 747-400 загорелись. Спустившись более чем на 14 000 футов, экипаж перезапустил двигатели и благополучно приземлился в международном аэропорту Анкориджа .
Хотя это и не имело отношения к вулканическому пеплу, в 1991 году самолет MD-81, эксплуатируемый SAS, совершил вынужденную посадку в лесу после того, как, как сообщается, в оба двигателя попал лед. Все 129 человек выжили, самолет списали.
Необычный случай ППП произошел 28 сентября 1981 года над Чесапикским заливом . Во время летных испытаний F/A-18 Hornet Военно -воздушный испытательный центр ВМС США использовал Douglas TA-4J Skyhawk в качестве самолета-преследователя для съемок испытания по сбросу бомбодержателя с Hornet. Бомбодержатель ударил в правое крыло «Скайхока», оторвав почти половину крыла. «Скайхок» загорелся через несколько секунд после удара; два человека на борту катапультировались . [6] [7]
20 ноября 1975 года самолет Hawker Siddeley HS.125, взлетавший с аэродрома Дансфолд, пролетел через стаю северных чибисов сразу после взлета с взлетно-посадочной полосы и потерял мощность в обоих двигателях. Экипаж посадил самолет обратно на взлетно-посадочную полосу, но он вылетел за ее конец и пересек дорогу. Самолет врезался в автомобиль на дороге, в результате чего погибли шесть пассажиров. Хотя самолет был уничтожен в результате возникшего пожара, девять пассажиров самолета выжили в результате крушения. [8]
17 ноября 1980 года самолет Королевских ВВС Hawker Siddeley Nimrod разбился вскоре после взлета с авиабазы RAF Kinloss . Он пролетел через стаю канадских гусей , в результате чего три из четырех двигателей отказали. Пилот и второй пилот погибли; Впоследствии пилот был посмертно награжден Крестом ВВС за действия по сохранению 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 вскоре после взлета врезался в стаю канадских гусей, и у него отказал двойной двигатель. Пилот бросил самолет в реку Гудзон, спасая жизни всем находившимся на борту.
Серьезные проблемы возникают с аэропортами, территория которых была или стала местом гнездования птиц. Хотя заборы могут помешать лосям или оленям выйти на взлетно-посадочную полосу, птиц труднее контролировать. Часто в аэропортах используются отпугиватели птиц , которые работают на пропане и создают достаточно громкий шум, чтобы отпугнуть птиц, которые могут находиться поблизости. Менеджеры аэропортов используют любые доступные средства (включая дрессированных соколов , а также дроны-роботы, машущие крыльями, похожие на сокола), чтобы сократить популяцию птиц. Еще одно исследуемое решение — использование искусственного газона возле взлетно-посадочных полос, поскольку оно не дает диким животным пищи, укрытия или воды. [11]
В Соединенных Штатах самым известным собранием экспертов по ППП стала ежегодная Национальная конференция по предотвращению ППП в аэрокосмической отрасли. Ежегодно мероприятие проводится в разных городах некоммерческой ассоциацией National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), которая занимается просвещением, повышением осведомленности и предотвращением ППП. Информация о конференции, включая презентации 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 представители отрасли выступили вперед, чтобы заполнить пробелы. В ноябре 2010 года BAA провела первую в мире конференцию по этой теме под руководством аэропортов. [13]
По поводу систем обнаружения ППП ведутся споры, поскольку затраты могут быть высокими, а сфера ответственности не ясна. Однако один аэропорт утверждает, что их система обнаружения ППП, возможно, окупилась в одном инциденте, когда персонал был предупрежден о стальном тросе на взлетно-посадочной полосе, прежде чем один самолет оказался под угрозой. [14] ФАУ исследовало технологии обнаружения ППП и установило стандарты для следующих категорий: [15]
Негативные последствия ППП можно уменьшить или полностью устранить путем введения в деталь в процессе производства сжимающих остаточных напряжений в критических усталостных зонах. Эти полезные напряжения создаются в детали в результате холодной обработки детали с помощью процессов упрочнения: дробеструйной или лазерной упрочнения . Чем глубже сжимающее остаточное напряжение, тем значительнее улучшение усталостной долговечности и устойчивости к повреждениям. Дробеструйная обработка обычно вызывает сжимающие напряжения глубиной в несколько тысячных дюйма, лазерная обработка обычно создает сжимающие остаточные напряжения глубиной от 0,040 до 0,100 дюйма. Сжимающие напряжения, вызванные лазерной ударной установкой, также более устойчивы к тепловому воздействию.
На международном уровне прямые и косвенные расходы из-за ППП обходятся авиационной отрасли в 13 миллиардов долларов США в год. Косвенные затраты в десять раз превышают стоимость прямых затрат и включают задержки, замену самолетов, понесенные расходы на топливо, внеплановое техническое обслуживание и тому подобное. [18] и приводит к дорогостоящему и значительному повреждению самолетов и их частей, а также к гибели и ранениям рабочих, пилотов и пассажиров.
По оценкам, FOD обходится крупным авиакомпаниям США в 26 долларов за рейс на ремонт самолетов, плюс 312 долларов на такие дополнительные косвенные расходы, как задержки рейсов, смены самолетов и неэффективность использования топлива. [19]
«Есть и другие затраты, которые не так легко подсчитать, но они не менее тревожны», — заявил командующий звеном Королевских ВВС Великобритании и исследователь FOD Ричард Френд. [20] «В результате таких происшествий, как с самолетом Air France Concorde, рейс AF 4590 , происходят человеческие жертвы, страдания и последствия для семей погибших, подозрения в халатности, чувство вины и вины, которые могут длиться всю жизнь. Эти мучительные мучения не поддаются учету, но их нельзя забывать ни при каких обстоятельствах . Если бы все помнили об этом, мы бы сохраняли бдительность и всегда предотвращали бы возникновение проблем из-за попадания посторонних предметов. На самом деле, множество факторов в совокупности вызывают цепочку событий, которые могут привести к этому. к провалу».
Было проведено только два детальных исследования экономической стоимости ППП для полетов гражданских авиакомпаний. Первым выступил Брэд Бахтел из Boeing , опубликовавший стоимость в 4 миллиарда долларов США в год. [1] Это нисходящее значение в течение нескольких лет было стандартным отраслевым показателем стоимости ППП. Вторую работу (2007 г.) выполнил Иэн МакКрири из консалтинговой компании Insight SRI Ltd. В этом более подробном отчете предлагалась первая оценка стоимости FOD, основанная на восходящем анализе записей журнала технического обслуживания авиакомпаний. Здесь данные были разбиты на прямые затраты на рейс и косвенные затраты на рейс для 300 крупнейших аэропортов мира с подробными сносками к вспомогательным данным. [21] Исследование Insight SRI было стандартным справочником в 2007-2009 годах, поскольку оно было единственным источником, представляющим затраты, и поэтому его цитировали как регулирующие органы, аэропорты, так и поставщики технологий. [22]
Однако, хотя этот документ Insight SRI 2007 года остается лучшим бесплатным общедоступным источником данных, новый анализ (2010 г.) Insight SRI предлагает новые цифры. Автор нового отчета (не бесплатного) говорит: «Читателей предостерегают, чтобы они не полагались и не ссылались в будущем на цифры из статьи Insight SRI 2007–2008 годов « Экономическая стоимость ППП для авиакомпаний» . Эта предыдущая попытка была «первой» документ с подробным описанием прямых и косвенных затрат на ППП, основанный на данных о техническом обслуживании авиакомпаний (весь документ представлял собой одну страницу данных, за которой следовали 8 страниц сносок)».
Прямые затраты на полет в размере 26 долларов США [21] рассчитаны с учетом расходов на техническое обслуживание двигателя, замену шин и повреждение корпуса самолета.
Косвенные расходы на рейс включают в общей сложности 33 отдельные категории:
В исследовании делается вывод, что при добавлении этих косвенных затрат стоимость ППП увеличивается в 10 раз. [23]
Евроконтроль и ФАУ изучают FOD. Евроконтроль опубликовал предварительную оценку технологий обнаружения ППП в 2006 году, в то время как ФАУ проводит испытания четырех ведущих систем от Qinetiq (PVD, аэропорт Провиденс ТФ Грин ), Stratech (ORD, международный аэропорт Чикаго О'Хара ), Xsight Systems (BOS , Бостонский международный аэропорт Логан ) и Trex Aviation Systems (ORD, аэропорт Чикаго О'Хара) в 2007 и 2008 годах. Результаты этого исследования должны быть опубликованы в 2009 году. [ требуется обновление ]
СМИ, связанные с повреждением посторонних предметов, на Викискладе?