русский | english
Наши публикации
Бортовая активная система безопасности полетов. Состояние разработки и решаемые задачи.
17-05-2012

В статье кратко изложено состояние безопасности полетов государственной авиации, основные положения концепции "человеческий фактор", а также состояние разработки бортовой активной системы безопасности полетов.
 
В утвержденной Постановлением Правительства РФ от 21 апреля 2011 № 307 федеральной целевой программе "Обеспечение безопасности полетов воздушных судов государственной авиации Российской Федерации в 2011 - 2015 годах" отмечено, что высокий уровень аварийности в государственной авиации является одним из основных факторов, влияющих на готовность авиации к выполнению своих задач и составляющих угрозу обеспечения национальной безопасности государства. С 1995 по 2009 год общие потери государственной авиации составили 395 воздушных судов, при этом погибли 906 человек. Относительный показатель (число авиационных происшествий на 100 тыс. часов налета), характеризующий уровень аварийности, в течение 30 лет находится на уровне 4-5 авиационных происшествий на 100 тыс. часов налета, в то время как в ведущих авиационных державах этот показатель в 2 и более раза ниже [1].
Безопасность полетов как категория, отражающая состояние авиационной системы, зависит от ее способности к предотвращению или парированию особых ситуаций.
             На основе анализа нормативно-методического документа [2] структура авиационной системы при производстве полетов в государственной авиации может быть представлена в виде показанном на рисунке 1.
 
 
Рисунок 1 - Структура авиационной системы производства полетов
 
 
Система "экипаж - ВС" - основное звено авиационной системы, которое обеспечивает применение воздушного судна по назначению. Пилот (экипаж), как конечное звено авиационной системы, выполняя полет, непосредственно ощущает недостатки конструкции воздушного судна, управления полетами, организации и обеспечения полетов, а также  факторы внешних воздействий (рисунок 2).
Рисунок 2 - Факторы воздействующие на пилота (экипаж).
 
В многочисленных работах исследуется состоятельность концепции "человеческий фактор" техногенной авиационной деятельности, показаны проблемы концепции в исследовании и практике [3 ... 8]. В частности, отмечается, что в системотехническом подходе пилот (экипаж) признаются субъектами с ограниченными возможностями и носителями потенциальных нарушений в психической, физиологической и социальной сферах. Из-за этого возникает операционная ненадежность при взаимодействии с техникой и угроза безопасности деятельности.
ОАО "Корпорация "Русские системы" проведен комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию активных систем безопасности полетов (БАСБП) способных не только оценить и поддержать работоспособность пилота (экипажа), но и оказать помощь при возникновении особых ситуаций.
В 2003 году завершен комплекс работ по разработке бортового индикатора критического состояния летчика (БАСБП ИКСЛ) с проведением летных испытаний на самолете МиГ-29.
В 2005 году завершен комплекс работ по разработке системы формирования сигнала предупреждения потери работоспособности пилота (СПРП) с проведением летных испытаний на самолете Су-27СМ. Данные системы рекомендованы для установки на самолеты после устранения замечаний.             
В 2010 году завершен комплекс работ по разработке бортовой активной системы безопасности полетов (БАСБП) с проведением межведомственных наземных испытаний, аттестацией математической модели и стенда полунатурного моделирования. Система рекомендована для установки на самолет Як-130 для проведения летных испытаний.
По состоянию на настоящее время БАСБП не установлены на серийных самолетах, хотя как показал анализ отдельных авиационных происшествий, наличие на самолете данной системы позволил бы предотвратить авиационное происшествие.
Бортовая активная система безопасности полетов (БАСБП) предназначена для повышения безопасности полетов за счет контроля работоспособности экипажа и критических значений параметров полета, информационной поддержки деятельности экипажа, своевременного информирования экипажа о развитии опасной ситуации, а также формирование команд и управляющих сигналов для реализации в системе управления траекторного управления с выводом самолета на безопасный режим полета.
Бортовая активная система безопасности полетов (БАСБП) в составе бортового оборудования обеспечивает решение следующих задач (рисунок 3):
- интегральная оценка работоспособности экипажа по информации от собственных датчиков, а также информации по управляющим действиям и работе с арматурой кабины от систем комплекса бортового оборудования;
- комплексный анализ факторов, определяющих траекторию полета и пространственное положение самолета, с оценкой критичности полетной ситуации;
- поддержка работоспособности летчика (экипажа);
- формирование команд и управляющих сигналов для реализации в системе управления траекторного управления с выводом самолета на безопасный режим полета при возникновении критической ситуации и отсутствии управляющих действий со стороны летчика (экипажа).
 
Рисунок 3 - Действия системы БАСБП
 
Работоспособность летчика (экипажа) по информации от собственных датчиков оценивается:
- по усилию на педалях управления;
- по обжатию ручки управления самолетом;
- по положению головы пилота;
- по дыханию.
Действия летчика (экипажа) по информации с систем комплекса бортового оборудования самолета оцениваются по изменению положения:
- кнопок, гашеток и переключателей на ручке управления самолетом (РУС);
- кнопок на рукоятке управления двигателем (РУД);
- кнопок управления на пультах управления;
- кнопок внешнего обрамления МФЦИ;
- РУС в каналах тангажа и крена;
- РУД;
- педалей.
Система БАСБП оценивает текущее состояние самолета и прогнозирует траекторию движения самолета с оценкой критичности полетной ситуации. При прогнозе траектории движения применяется математическая модель движения центра масс, разработанная с учетом результатов летных испытаний. В качестве показателя критичности принимается время (Ткр), оставшееся до выдачи команды на реализацию в систему управления управляющих сигналов от БАСБП с целью увода от граничных характеристик, достижение которых может привести к авиационному происшествию.
 В качестве граничных характеристик принимается:
 - высота опасная (Ноп). Достижение высоты опасной прогнозируется с учетом рельефа местности и искусственных препятствий;
 - минимальная приборная скорость полета;
 - максимальная приборная скорость полета;
 - максимальное число Маха.
Поддержка работоспособности летчика (экипажа) обеспечивается с помощью:
- подачи 100% кислорода в тракт дыхания пилота;
- реализации пульсирующего режима в камеры ППК;
- реализации упреждающего сигнала для обеспечения соответствия избыточного давления в ППК величине перегрузки;
- выдачи интеллектуальных подсказок;
- информационной поддержки деятельности экипажа в части правильности применения противоперегрузочных приемов и правильности применения системы обеспечения жизнедеятельности;
- информационной поддержки деятельности экипажа в части опасного сближения с земной поверхностью.
Интеграция системы БАСБП в комплекс бортового оборудования самолета осуществляется:
- по мультиплексным каналам информационного обмена (МКИО) в соответствии с ГОСТ 26765.52-87;
- по каналам приема-передачи последовательного кода в соответствии с требованиями ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75;
- по каналам приема-передачи аналоговых и дискретных сигналов;
- по каналам приема аналоговых сигналов речевой информации;
- по каналу передачи аналогового телевизионного сигнала.
Существенной особенностью разработанной БАСБП является технология создания специализированного программного обеспечения (СПО) на базе уникального открытого программного ядра, созданного Корпорацией (рисунок 4).

Безусловные преимущества указанной технологии включают:
- снижение сроков и стоимости разработки СПО  при выполнении требований нормативных документов, регламентирующих разработку ПО встроенных систем реального времени, в том числе, ГОСТ Р 51904-2002 и ГОСТ РВ 0019-001, за счет применения открытой модульной архитектуры, типовых процессов разработки, повторного использования программного продукта;
- повышение глубины контроля за счет внедрения технологических средств проектирования алгоритмов контроля, предоставляющих возможность разработки, отработки и документирования алгоритмов непосредственно специалистами  в удобной для них форме  без привлечения программистов, что значительно повышает качество и эффективность разработки;
- возможность переноса программного обеспечения и его исполнение на различных программно-аппаратных платформах, включая различные операционные системы, такие как Windows, Linux, МСВС и др., без внесения каких-либо изменений в исходный текст программы за счет программирования на стандартном языке ANSI C с дополнительными специальными ограничениями.
 
Список литературы
1. Федеральная целевая программа "Обеспечение безопасности полетов воздушных судов государственной авиации Российской Федерации в 2011 - 2015 годах".
2. Федеральные авиационные правила производства полетов государственной авиации.
            3. Человеческий фактор. В 6 томах / Ред. Г. Салвенди. - М.: 1991. - 3300 с.
             4. Козлов В. В. Человеческий фактор: история, теория и практика в авиации. - М.:2002 - 280с.
             5. Лейченко С. Д., Малишевский А. В., Михайлик Н. Ф. Человеческий фактор в авиации. Кн. 1. - СПб.: - 2005. - 480 с. Кн. 2. - СПб.: - 2006. - 512 с.
             6. Пономаренко В. А., Лапа В. В., Чунлул А. В. Деятельность летных экипажей и безопасность полетов. - М.: 2003. - 202 с.
             7. Пономаренко В. А., Завалова Н. Д. Практическая психология: проблемы безопасности летного труда. - М.: 1994. - 205 с.
             8. Человеческий фактор: психофизиологические опасные факторы полета и их профилактика / Ред. Козлов В. В. - М.: 2000. - 76 с.

Автор:
к.т.н. В.А. Сухолитко, к.т.н. А.П. Симоненко
ОАО "Корпорация "Русские системы", г. Москва

« назад

   ОАО «Корпорация «Русские Системы» На главную страницуНаписать письмоКарта сайта

Создание и поддержка «Параллельные технологии»