Введение
Глава 1. Характеристика действующих стратегий формирования облика отечественных и зарубежных самолетов нового поколения 20
1.1. Классификация технико-экономических характеристик современных самолетов 20
1.1.1. Эффективность современных самолетов 20
1.1.2. Оценка значимости массы пустого самолета для выбора облика ЭТХ 26
1.1.3. Требования к аэродинамическому качеству ВС 30
1.1.4. Требования к выбору удельного расхода топлива двигателя ВС 30
1.1.5. Проблема снижения уровня шумов и эмиссии двигателей ВС 31
1.1.6. Особенности обеспечения надежности систем и агрегатов ВС 32
1.1.7. Влияние выбора значения рейсовой скорости (Ур)
на общую технико-экономическую эффективность ВС 33
1.1.8. Особые требования к обеспечение показателей комфорта в самолете для обеспечения конкурентоспособности ВС на мировом рынке авиаперевозок 33
1.2. Современные тенденции и проблемы безопасности полетов гражданской авиации 34
1.2.1. Состояние и динамика показателей безопасности в ГА 34
1.2.2. Анализ авиационных катастроф и происшествий в государствах СНГ за 2000. 2006 гг 38
1.2.3. Недостатки в области обеспечении безопасности полетов в гражданской авиации государств СНГ 40
1.2.4. Основные выявленные причины возникновения авиационных происшествий 42
1.2.5. Значимость проявления человеческого фактора на безопасность полётов 43
1.3. Постановка задачи исследования путём решения проблем выбора оптимального облика ЭТХ 43
1.3.1. Общие проблемы выбора параметров и факторов определяющих облик системы характеристик ВС нового поколения 44
1.3.2. Сравнение особенностей и схем применения методов линейного программирования и векторной оптимизации для выбора параметров сложных систем при заданных целевых функциях 49
1.3.3. Обоснование общей схемы выбора облика характеристик авиационной системы на множестве решений оптимальных по Парето с учётом требований к безопасности систем в пределах диапазона допустимых изменений уровня приемлемого риска 51
1.3.4. Область исследования 53
1.3.5. Методы исследования 53
Выводы-1 54
Глава 2. Исследование влияния критических значений параметров ожидаемых условий эксплуатации гражданских самолетов на безопасность полётов с учетом международных требований (стандартов) 55
2.1. Оценка безопасности сложных систем на основе моделей управления рисками с учётом требований ИКАО 55
2.1.1. Альтернативные направления анализа риска неблагоприятных происшествий и управления безопасностью полетов в гражданской авиации 56
2.1.2. Методология теории системной безопасности 57
2.1.3. Формула определения значимости риска 58
2.1.4. Лётная годность и риски авиапроисшествий 62
2.1.5. Применение матриц оценки рисков 62
2.2. Анализ критических условий взлета-посадки современных самолетов 63
2.2.1. Посадка. Высокие посадочные скорости и массы
конструкции самолетов 63
2.2.2. Определение факторов, влияющих на величину посадочной дистанции в соответствии со стандартами РАА США
и Объединенной Европы 70
сеть РФ 82
2.4. Анализ безопасности полетов при взлете, наборе высоты и пролете препятствий 93
2.4.1. Разработка критических условий взлета-посадки самолетов при отказе одного двигателя 93
2.4.2. Взлет 104
2.4.3. Набор высоты 112
2.5. Проблема пропускной способности воздушного пространства и особенности его использования на этапе эшелонирования 124
2.6. Исследование влияния экстремальных внешних условий Арктики на сохранение летной годности самолетов. Проблемы,
связанные с повреждением двигателей посторонними предметами 134
2.6.1. Система «Оператор-внешняя среда-ВС» 134
2.6.2. Анализ влияния внешней среды на безопасность полётов 137
2.6.3. Модель функций оператора ВС 146
2.6.4. Классификация факторов, влияющих на эксплуатационную надежность самолета 148
2.6.5. Пути повышения эффективности функционирования
системы «Оператор-внешняя среда-ВС» 155
2.6.6. Повреждения двигателей, связанные с попаданием посторонних предметов 160
Выводы-2 164
Глава 3. Методология формирования облика воздушного судна нового поколения с учетом критических ожидаемых условий эксплуатации 165
3.1. Общая методология и алгоритмы многокритериальной оптимизации облика характеристик ВС на основе аксиом
и процедур метода Эджворта-Парето 165
3.1.1. Основные положения и гипотезы методов многокритериальной задачи оптимизации систем с учётом критериев эффективности авиационно-транспортных систем 165
3.1.2. Определение иерархии критериев на фреймовой структуре системы показателей оптимальности модулей облика ЭТХ 167
3.1.3. Обобщённый алгоритм выбора решений по предпочтительному облику ЭТХ 169
3.2. Модель влияния летно-технических и взлетно-посадочных характеристик на безопасность полетов 173
3.2.1. Моделирование профиля полетов ВС классической схемы и самолетов нового поколения 173
3.2.2. Метод снижения риска влияния летно-технических и взлетно-посадочных характеристик на безопасность полетов 185
3.2.3. Моделирование полётов ВС при разработке системы управления рисками на этапах взлёта и посадки 192
3.3. Модель влияния конструкторско-эксплуатационных свойств на безопасность полетов. Корреляционный анализ особо критических условий эксплуатации. Метод управления надежностью (критерий эффективности) самолета 196
3.3.1. Исследование влияния условий эксплуатации на эффективность функционирования системы «Оператор - Внешняя среда - Воздушное судно» 196
3.3.2. Корреляционный анализ особо критических условий эксплуатации 21
3.4. Оптимизация процесса технической эксплуатации воздушных судов с учетом экстремальных ожидаемых условий 225
3.4.1. Построение модели процесса параметрической оптимизации систем ЭВС 225
3.4.2. Выбор и обоснование эксплуатационных факторов
на основе регрессионного многофакторного анализа 229
3.4.3. Генерация исходной информации к задаче оптимизации 234
3.4.4. Аналитическое представление целевой функции для свойств потока отказов методом группового учета аргументов 239
3.4.5. Многофакторная оптимизация системы методом случайного поиска 247
3.5. Влияние технико-экономических характеристик на безопасность полетов 259
3.6. Влияние совершенства конструкции самолета на экологию 267
3.7. Обликовые характеристики самолетов нового поколения 273
3.8. Достоверность результатов исследования 277
Выводы-3 278
Глава 4. Разработка национальной системы авиационных правил в сфере эксплуатации воздушных судов, регулирующей безопасность полетов с учетом мезвдународных стандартов 279
4.1. Общие требования к нормативно-правовой базе 279
4.1.1. Перспективы гармонизации Европейской и Российской систем НПБ 279
4.1.2. Требования к формулированию правовых норм в типовом Воздушном Кодексе для РФ 282
4.2. Рекомендации эксплуатации гражданских воздушных судов. Коммерческие авиаперевозки с использованием самолетов АП-ЭКС-1 (2004 г.) 283
4.3. Эксплуатация гражданских воздушных судов. Коммерческие авиаперевозки с использованием вертолетов. АП-ЭКС-3 286
4.4. Разработка авиационных правил, регулирующих порядок выдачи лицензий авиационному персоналу 288
4.5. Разработка авиационных правил, регулирующих процессы сохранения летной годности воздушных судов. АП-М и АП-145 290
4.6. Разработка Руководства по производству полетов для авиакомпаний 291
4.7. Новый универсальный критерий количественной оценки уровня безопасности полетов (Критерий ущерба) 293
Выводы-4 301
Глава 5. Реализация результатов исследования 302
5.1. Проект семейства высотных самолетов М-60 303
5.1.1. Аэродинамическое качество самолета 303
5.1.2. Прочность самолета М-60 304
5.1.3. Масса конструкции самолета 305
5.2. Надежность систем самолета М-60 312
5.2.1. Управление эксплуатационной надежностью
и безопасностью полетов в условиях Крайнего Севера 313
5.2.2. Формирование программы подконтрольной эксплуатации 317
5.2.3. Разработка рекомендаций по совершенствованию процесса технической эксплуатации в условиях Крайнего Севера 326
5.2.4. Разработка рекомендаций по созданию конструкции систем самолетов нового поколения, устойчивых к влиянию экстремальных воздействий факторов внешней среды 328
5.2.5. Результаты внедрения 328
5.2.6. Оценка масштабов внедрения и перечень актов о внедрении, патентов и авторских свидетельств 331
Выводы-5 349
Заключение 350
Литература
