Стандарты производительности двухмоторных самолетов увеличенной дальности (ETOPS) ( / iː ˈ t ɒ p s / ) — это стандарты безопасности, установленные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) для полетов двухмоторных коммерческих пассажирских самолетов. Они представляют собой меру безопасности, призванную гарантировать, что в случае отказа одного двигателя самолет все равно сможет достичь запасного аэропорта, используя оставшийся рабочий двигатель. Это может быть на пониженной скорости и/или высоте и обычно применяется к полетам над водой или удаленными территориями, как правило, по маршрутам, ранее ограниченным для трех- и четырехмоторных самолетов. [1] : страница 9
В 1936 году предшественник Федерального управления гражданской авиации (FAA), Бюро воздушной торговли США , ограничило коммерческие операции в воздушном пространстве Соединенных Штатов в пределах 100 миль (160 км) от соответствующего аэропорта. Для многих самолетов той эпохи это означало около 60 минут с одним неработающим двигателем. [1] : страница 10
В 1953 году, с повышением надежности поршневых двигателей и летных характеристик самолетов, власти США ввели «правило 60 минут», ограничивающее двухмоторные самолеты 60-минутной зоной отклонения (при крейсерской скорости одного двигателя). Была некоторая дополнительная гибкость за пределами этого предела с особым одобрением. Между тем, Международная организация гражданской авиации (ИКАО) рекомендовала 90-минутное время отклонения для всех самолетов, что было принято многими регулирующими органами и авиакомпаниями за пределами США. [1] : страница 10
В 1950-х годах двухмоторные самолеты Convair 240 авиакомпании Pan Am летали через Карибское море из Барранкильи (Колумбия) в Кингстон (Ямайка) , самолеты Avensa Convair 340 летали из Маракайбо (Венесуэла) в Монтего-Бей (Ямайка) , самолеты KLM Douglas DC-3 летали из Кюрасао в Сьюдад-Трухильо, а самолеты KLM Convair летали из Арубы в Кингстон, а Delta Air Lines выполняли прямые рейсы Convair 340 между Новым Орлеаном и Гаваной , а также прямые рейсы между Гаваной и Монтего-Бей, а также по маршруту Гавана — Порт-о-Пренс — Сьюдад-Трухильо — Сан-Хуан, Пуэрто-Рико . [ необходимо дополнительное объяснение ] [2] В 1948–52 годах корпорация New Zealand National Airways запланировала полеты DC-3 из Апиа (Западное Самоа) в Аитутаки, 5 +1 ⁄ 2 -часовой перелет протяженностью 685 морских миль без аэропортов между Тафуной (Паго-Паго) и Аитутаки. В 1963 году Polynesian Airlines начала летать на Percival Prince Apia на Аитутаки; в 1964 году рейс был на DC-3 из Фалеоло (Уполу) на Аитутаки, расстояние 768 морских миль (1422 км; 884 мили). Совсем недавно, в январе 1979 года, OAG показал еженедельный полет Polynesian Airlines HS748 из Ниуэ на Раротонгу, 585 морских миль (1083 км; 673 мили) без аэропортов.
В 2017 году ИКАО выпустила Стандарты и Рекомендуемые практики (SARPS) для ETOPS, и ETOPS были распространены на четырехмоторные самолеты, такие как Boeing 747-8 , а терминология обновлена до EDTO (операции с увеличенным временем отклонения). [3]
Хотя первые реактивные двигатели иногда были ненадежными, широкое использование более поздних двигателей, таких как Pratt & Whitney JT8D (например, McDonnell Douglas DC-9 и Boeing 737 ), привело к значительному прогрессу в надежности и безопасности. Поскольку реактивные двигатели начали выдавать большую мощность, чем поршневые, при этом увеличивая надежность, самолеты, размер которых ранее требовал четырех поршневых двигателей, теперь могли быть построены с использованием только двух реактивных двигателей. [1] : страница 11
К концу 1960-х годов большинство крупных гражданских авиалайнеров были оснащены реактивными двигателями, что отвело поршневым двигателям такие роли, как грузовые рейсы. С JT8D, надежно приводящим в действие трехмоторный Boeing 727 , правило 60 минут было отменено в 1964 году для трехмоторных самолетов, что, в свою очередь, открыло путь для разработки широкофюзеляжных межконтинентальных трехмоторных самолетов, таких как Lockheed L-1011 TriStar и McDonnell Douglas DC-10 . К тому времени только двухмоторные реактивные самолеты были ограничены правилом 60 минут. Трехмоторные и четырехмоторные самолеты доминировали на международных дальних рейсах до конца 1980-х годов.
Двухмоторные самолеты Airbus A300 , первые двухмоторные широкофюзеляжные самолеты, совершали перелеты через Северную Атлантику, Бенгальский залив и Индийский океан в соответствии с правилом ИКАО в 90 минут с 1976 года. [1] : страница 14
Когда в 1980 году директору FAA Дж. Линну Хелмсу предложили сделать исключение, он ответил: «Будет адский холод, прежде чем я разрешу близнецам летать по дальним маршрутам над водой». [5] [6] Boeing 767-200ER был введен в эксплуатацию в 1984 году.
В 1985 году FAA увеличило ETOPS до 120 минут на крейсерской скорости одного двигателя. [1] : страница 12 Trans World Airlines выполнила первый 120-минутный рейс ETOPS (ETOPS-120) 1 февраля 1985 года на Boeing 767 -200 из Бостона в Париж. 767 сжигал на 7000 фунтов (3,2 т) меньше топлива в час, чем Lockheed L-1011 TriStar на том же маршруте, что побудило TWA потратить 2,6 миллиона долларов на каждый 767, которым они владели, чтобы модернизировать их до спецификаций ETOPS-120. [7] За ним в июне последовала Singapore Airlines с Airbus A310 . В апреле 1986 года Pan Am открыла трансатлантические коммерческие рейсы с использованием A310, и в течение пяти лет число операторов Airbus ETOPS превысило 20. [1] : страница 14
В 1988 году FAA внесла поправки в правила ETOPS, разрешив продление периода отклонения до 180 минут при условии соблюдения строгих технических и эксплуатационных требований. ETOPS-180 и ETOPS-207 охватывают около 95% Земли. [8] Первый такой полет был проведен в 1989 году. Этот набор правил впоследствии был принят JAA, ICAO и другими регулирующими органами.
Первоначальные правила 1985 года позволяли авиалайнеру иметь рейтинг ETOPS-120 при вводе в эксплуатацию. ETOPS-180 был возможен только после одного года безаварийного 120-минутного опыта ETOPS. В 1990 году Boeing убедил FAA, что может поставить авиалайнер с рейтингом ETOPS-180 при вводе в эксплуатацию. Этот процесс назывался Early ETOPS. Boeing 777 был первым самолетом, представленным с рейтингом ETOPS 180 минут.
В 1990-х годах Объединенные авиационные власти (JAA) возразили; при поступлении в эксплуатацию в Европе Boeing 777 получил рейтинг ETOPS-120. Европейские авиакомпании, эксплуатирующие 777, должны были продемонстрировать один год безотказного 120-минутного опыта ETOPS, прежде чем получить 180-минутный ETOPS для 777.
Начиная с 15 февраля 2007 года FAA постановило, что зарегистрированные в США операторы двухмоторных самолетов могут летать более 180 минут ETOPS до предела конструкции самолета. В ноябре 2009 года Airbus A330 стал первым самолетом, получившим одобрение ETOPS-240, которое с тех пор предлагается Airbus в качестве опции. [9]
ETOPS-240 и далее теперь разрешены [10] в каждом конкретном случае, при этом регулирующие органы в США, Австралии и Новой Зеландии приняли указанное расширение регулирования. Разрешение предоставляется только операторам двухмоторных самолетов между определенными парами городов. Владелец сертификата должен был работать с разрешением ETOPS 180 минут или выше в течение не менее 24 последовательных месяцев, из которых не менее 12 последовательных месяцев должны работать с разрешением ETOPS 240 минут с комбинацией самолет-двигатель в заявке.
12 декабря 2011 года Boeing получила одобрение на типовую конструкцию от FAA на расширенные операции продолжительностью до 330 минут для своей серии Boeing 777 , все из которых оснащены двигателями GE , а также , как ожидается, двигателями Rolls-Royce и Pratt & Whitney . [11] Первый полет ETOPS-330 состоялся 1 декабря 2015 года, когда авиакомпания Air New Zealand выполнила рейс Окленд - Буэнос-Айрес на самолете 777-200ER. [12] 28 мая 2014 года Boeing 787 получил сертификат ETOPS-330 от FAA, что позволило авиакомпании LAN Airlines (теперь известной как LATAM Airlines) год спустя перейти на 787 с A340 на рейсе Сантьяго–Окленд–Сидней. [13] До изменения правил в Северной Америке и Океании несколько маршрутов коммерческих авиалиний были экономически недоступны для двухрежимных самолетов из-за правил ETOPS, если только маршрут не был специально проведен как неизменяемый. Были маршруты, пересекающие Южное полушарие, например, южную часть Тихого океана (например, Сидней – Сантьяго , одно из самых длинных надводных расстояний, пролетаемых коммерческой авиакомпанией), Южную Атлантику (например, Йоханнесбург – Сан-Паулу ), Южную часть Индийского океана (например, Перт – Йоханнесбург ) и Антарктиду .
До появления Airbus A350XWB в 2014 году правила в Северной Америке и Европе разрешали до 180 минут ETOPS при входе. A350 XWB был первым, получившим ETOPS-370 до ввода в эксплуатацию европейскими властями, [14] что позволило экономично осуществлять прямые рейсы между Европой и Океанией (и тем самым миновать исторические остановки в Азии и Северной Америке ) к концу 2010-х и началу 2020-х годов. Это включает в себя востребованный маршрут Лондон-Сидней , являющийся последней разработкой для сверхдальних рейсов. Текущая сертификация ETOPS A350 XWB охватывает 99,7% всей поверхности Земли, позволяя совершать прямые рейсы в любую точку мира, за исключением непосредственно над Южным полюсом . [ требуется ссылка ]
Между тем, первый раз одобрение ETOPS-330 было выдано четырехмоторному самолету в феврале 2015 года, это был Boeing 747-8 Intercontinental . [15] Это единственный самолет, соответствующий требованиям ETOPS, которому разрешено выполнять беспосадочные перелеты над Антарктидой с надлежащими запасными вариантами , наряду с Airbus A340 и A380. [ необходима цитата ]
Североатлантические трассы являются наиболее интенсивно используемыми океаническими маршрутами в мире и в значительной степени охватываются 120-минутными правилами ETOPS, тем самым устраняя необходимость использования 180-минутных правил. Однако североатлантические запасные аэропорты подвержены неблагоприятным погодным условиям, которые влияют на их доступность для использования. В результате JAA и FAA продлили 15% 120-минутных правил для решения таких непредвиденных обстоятельств, что привело к ETOPS-138 (т. е. 138 минут), чтобы разрешить полеты ETOPS при закрытых аэропортах. К середине 2010-х годов практически на всех североатлантических маршрутах преобладали двухмоторные самолеты.
Во время Холодной войны маршруты между Европой и Восточной Азией были запрещены для пролета над Советским Союзом или Китаем , поскольку оба воздушных пространства ранее находились под жестким военным контролем. Практически все рейсы между Европой и Восточной Азией пролетали над Соединенными Штатами, часто с заправкой в Анкоридже , Аляска . Они летели вблизи Северного полюса с очень большим расстоянием до пригодных для использования аэропортов, для которых только трех- и четырехмоторные широкофюзеляжные самолеты были разрешены по соображениям безопасности международными авиационными властями. Некоторые рейсы между Европой и Океанией по-прежнему в основном проходят через промежуточные посадки в Азии (либо на Ближнем Востоке , либо в Юго-Восточной Азии ) или Северной Америке (либо в Канаде , либо в США) с учетом текущих ограничений дальности полета самолетов и, в случае начала и середины 2020-х годов, восстановления выбранных маршрутов авиакомпаниями между Западным полушарием и Восточным полушарием в обход России из-за ее продолжающейся войны с Украиной .
В течение десятилетий узкофюзеляжные самолеты, такие как Airbus серии A320 , а также Boeing серии 737 и 757, непрерывно выполняли полеты, одобренные для эксплуатации ETOPS, наряду с более ранними широкофюзеляжными самолетами, такими как A300 и A310 , а также Boeing 767. Успех самолетов ETOPS, таких как A300 и Boeing 767, сделал межконтинентальные трехрежимные самолеты устаревшими для пассажирского использования, производство которых было в значительной степени прекращено к концу 2000-х годов, когда Boeing в тот же период отменил программу McDonnell Douglas MD-11 .
Правила также позволили американским традиционным перевозчикам ( в частности, United Airlines и Delta Air Lines ) использовать Boeing 757 на «длинных и узких» трансатлантических маршрутах между их основными хабами и второстепенными европейскими городами [16] , которые не могут генерировать пассажирский спрос, чтобы оправдать использование широкофюзеляжного авиалайнера. Эта практика была спорной, поскольку, хотя 757 имеет достаточную дальность полета для комфортного пересечения Атлантического океана, сильные встречные ветры, вызванные реактивным течением в зимние месяцы, могут привести к тому, что рейсы в западном направлении будут объявлены «с минимальным запасом топлива», что вынудит сделать остановку для дозаправки в Гандере, Ньюфаундленд , чтобы безопасно завершить свое путешествие. [17]
Aloha Airlines эксплуатировала 180-минутные самолеты Boeing 737-700, одобренные ETOPS, на беспосадочных маршрутах между Гавайскими островами и западной частью США, а также Ванкувером, Канада. Использование меньших 737-700 позволило Aloha обслуживать маршруты, которые не могли поддерживать более крупные реактивные самолеты, например, беспосадочный маршрут Гонолулу – Бербанк . До эксплуатации 737-700 Aloha Airlines эксплуатировала самолеты 737-200 на различных островах Тихого океана, используя 120-минутные ETOPS.
Другие самолеты ETOPS нового поколения включают серию Airbus A220 , серию Embraer E-Jets и ATR 72. К середине 2010-х годов повсеместный успех узкофюзеляжных самолетов, основанных на ETOPS, уменьшил долю мирового рынка двухпалубных широкофюзеляжных самолетов. С началом пандемии COVID-19 в начале 2020-х годов Boeing и Airbus прекратили производство 747 и A380 соответственно (и оба являются двумя крупнейшими коммерческими самолетами в мире). В то же время растущая известность сверхдальнемагистральных широкофюзеляжных двухмоторных самолетов нового поколения, таких как Boeing 777 и 787 , а также Airbus A330 и A350 за последнее десятилетие сместила предпочтение от четырехмоторных к двухмоторным для международных дальних перелетов.
Краеугольным камнем подхода ETOPS является статистика, показывающая, что турбинный узел современного реактивного двигателя является изначально надежным компонентом. Вспомогательные элементы двигателя, напротив, имеют более низкий рейтинг надежности. Поэтому сертифицированный ETOPS двигатель может быть построен с дублирующими наборами определенных вспомогательных элементов, чтобы получить требуемый рейтинг надежности.
Одобрение ETOPS — это двухэтапный процесс. Во-первых, комбинация планера и двигателя должна соответствовать основным требованиям ETOPS во время сертификации типа . Это называется «одобрение типа ETOPS». Такие испытания могут включать выключение двигателя и полет на оставшемся двигателе в течение всего времени отклонения. Часто такие испытания проводятся посреди океана. Необходимо продемонстрировать, что во время полета по отклонению летный экипаж не будет чрезмерно обременен дополнительной нагрузкой из-за потери двигателя и что вероятность отказа оставшегося двигателя крайне мала. Например, если самолет оценен для ETOPS-180, это означает, что он способен летать с полной загрузкой и только с одним двигателем в течение трех часов.
Во-вторых, оператор, выполняющий полеты ETOPS, должен удовлетворить требования авиационных регуляторов своей страны относительно своей способности выполнять полеты ETOPS. Это называется «эксплуатационная сертификация ETOPS» и подразумевает соблюдение дополнительных специальных инженерных и летных процедур в дополнение к обычным инженерным и летным процедурам. Пилоты и инженерный персонал должны иметь квалификацию и подготовку для ETOPS. Авиакомпания с большим опытом выполнения дальних рейсов может получить эксплуатационное одобрение ETOPS немедленно, в то время как другим может потребоваться продемонстрировать способность с помощью серии проверочных полетов ETOPS.
Регуляторы внимательно следят за показателями ETOPS как владельцев сертификатов типа, так и их аффилированных авиакомпаний. Любые технические инциденты во время полета ETOPS должны быть зафиксированы. На основе собранных данных измеряется надежность конкретной комбинации планера и двигателя, а статистика публикуется. Цифры должны быть в пределах сертификации типа. Конечно, цифры, требуемые для ETOPS-180, всегда будут более строгими, чем ETOPS-120. Неудовлетворительные цифры приведут к понижению или, что еще хуже, приостановке возможностей ETOPS либо для владельца сертификата типа, либо для авиакомпании.
Двигатели должны иметь показатель отключения в полете (IFSD) лучше, чем 1 на 20 000 часов для ETOPS-120, 1 на 50 000 часов для ETOPS-180 и 1 на 100 000 часов для сверх ETOPS-180. [18]
Частные самолеты освобождены от ETOPS Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA), но подчиняются правилу ETOPS в 120 минут в юрисдикции EASA . [19]
Государственные воздушные суда (включая военные) не обязаны соблюдать правила ETOPS. [ необходима цитата ]
Существуют различные уровни сертификации ETOPS, каждый из которых позволяет самолету летать по маршрутам, которые находятся на определенном расстоянии от ближайшего подходящего аэропорта на одном двигателе. Например, если самолет сертифицирован на 180 минут, ему разрешается летать по любому маршруту на расстоянии не более 180 минут на одном двигателе до ближайшего подходящего аэропорта.
В соответствии с действующими правилами в зависимости от возможностей авиалайнера присваиваются следующие рейтинги:
Однако рейтингов для одобрения типа ETOPS меньше. Они следующие:
До середины 1980-х годов использовался термин EROPS (extended range operations), прежде чем его заменил термин ETOPS. В 1997 году, когда Boeing предложил расширить полномочия ETOPS для двухмоторных самолетов до более чем 180 минут, Airbus предложил заменить ETOPS более новой системой, называемой Long Range Operational Performance Standards (LROPS), которая коснулась бы всех гражданских авиалайнеров, а не только тех, у которых двухмоторная конфигурация с ETOPS более 180 минут.
В 2007 году в Федеральном реестре FAA было заявлено следующее :
Это окончательное правило применяется к многомоторным самолетам с турбинным двигателем, используемым для авиаперевозок (часть 121), пригородных рейсов и рейсов по требованию (часть 135), используемых в операциях с увеличенной дальностью полета. Однако грузовые перевозки на самолетах с более чем двумя двигателями как из части 121, так и из части 135 освобождены от большинства из этого правила. Сегодняшнее правило [16 января 2007 г.] устанавливает правила, регулирующие проектирование, эксплуатацию и техническое обслуживание определенных самолетов, используемых для полетов на большие расстояния из соответствующего аэропорта. Это окончательное правило кодифицирует текущую политику FAA, передовой опыт и рекомендации отрасли, а также международные стандарты, разработанные для обеспечения того, чтобы дальние полеты продолжали выполняться безопасно». [20]
и
Несколько комментаторов … рекомендовали использовать аббревиатуру «LROPS» — что означает «дальние операции» — для трех- и четырехмоторных ETOPS, чтобы избежать путаницы, особенно для операций, время которых превышает 180 минут. FAA решила использовать единый термин «расширенные операции» или ETOPS для всех затронутых операций независимо от количества двигателей на самолете». [21]
До 2007 года FAA использовало термин « Extended Range Operation with Two-Engine Airplanes», но его значение было изменено, когда правила были расширены и стали включать самолеты с более чем двумя двигателями. [22]
В 2017 году поправка ИКАО 36 к Части I Приложения 6 Чикагской конвенции заменила термин ETOPS на новый термин EDTO (Extended Diversion Time Operations). Основной причиной этого изменения терминологии было желание лучше отразить сферу применения и применимость этих новых стандартов. [3]
Разговорный авиационный бэкроним — «Двигатели крутятся, или пассажиры плывут», ссылаясь на неизбежную аварийную посадку на воду двухмоторного самолета после отказа двух двигателей над водой за пределами дальности планирования над сушей. [6]
Опция ETOPS затеняет запретные зоны