Статья по ссылке: http://www.ato.ru/content/vyvod-samoleta-iz-svalivaniya-novyy-podhod-k-podgotovke-pilotov
Вывод самолета из сваливания: новый подход к подготовке пилотов
Пнд, 27/02/2012 - 11:00 | AVIATION WEEK
Заголовок в печати: Пределы контроля
ЗА ПОСЛЕДНИЕ ДВА ГОДА ПОТЕРЯ УПРАВЛЕНИЯ ВС В ПОЛЕТЕ СТАЛА ПРИЧИНОЙ БОЛЬШИНСТВА АВИАКАТАСТРОФ, ПРИВЕДШИХ К ПОТЕРЕ ВС И ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ЖИЗНЕЙ. ТАКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ВЕЩЕЙ ОБУСЛОВЛИВАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ ПЕРЕСМОТРА ТРЕБОВАНИЙ К ПОДГОТОВКЕ ПИЛОТОВ. Грэм Уорвик
C 2001 по 2010 г. потеря управления ВС в полете стала причиной 12 катастроф коммерческих реактивных авиалайнеров, включая рейс 3407 авиакомпании Colgan Air и рейс 447 Air France в 2009 г. В результате катастроф погиб 1841 человек. Другая причина — столкновение с землей в управляемом полете — стоила жизни 1007 пассажирам и членам экипажей 17 разбившихся ВС.
"Столкновение с землей в управляемом полете (CFIT) становилось причиной номер один авиакатастроф, пока не было введено требование об оснащении самолетов системами раннего предупреждения о приближении земли (EGPWS). После этого, в первое десятилетие нового века количество таких происшествий пошло на убыль, в то время как число катастроф вследствие потери управления возросло", — говорит Сундзю Адмани, президент Международного комитета по подготовке летного состава к пилотированию в предельных режимах (International Committee for Aviation Training in Extended Envelopes, ICATEE), созданного Королевским аэрокосмическим обществом Великобритании. "В свою очередь потеря управления чаще всего имеет место в результате сваливания. Пилоты хорошо подготовлены, самолеты оборудуются системами защиты от сваливания, и все равно это происходит. Почему? — задается вопросом Адмани и предлагает свою версию ответа: — Потому что потеря управления в полете — явление редкое, непредсказуемое и с катастрофическими последствиями. Подготовить к нему в принципе очень сложно, и существующие программы эту задачу не решают".
В настоящее время Комитет завершает разработку новых инструментов и методических указаний для предупреждения попадания ВС в нестандартные положения. Ряд катастроф привел к пониманию необходимости принятия срочных мер в данном направлении. "Вероятность потери контроля в полете довольно мала, однако и вероятность вывода самолета из сваливания крайне невелика", — предупреждает Адмани.
Перед крушением самолета Bombardier Dash 8 Q400 авиакомпании Colgan Air в феврале 2009 г. автомат тряски штурвала предупредил экипаж о падении воздушной скорости и приближении сваливания на этапе захода на посадку. Но вместо того чтобы опустить нос самолета, пилот взял штурвал на себя, тем самым еще больше увеличив угол атаки. Это привело к срыву потока и активации системы защиты от сваливания, после чего пилот, сражаясь с попытками системы уменьшить угол атаки, продолжал тянуть штурвал на себя. Расследовавшее катастрофу Национальное бюро безопасности на транспорте (NTSB) в качестве вероятной причины назвало "неадекватную реакцию пилота на срабатывание автомата тряски штурвала".
Профиль полета рейса 447 авиакомпании Air France 1 июня 2009 гОДА, по предварительным данным французского Бюро по расследованию инцидентов на воздушном транспорте (BEA, Bureau d’Enquetes et Analyses)
http://www.ato.ru/files/in_text_pictures/ato/126/ATO_126_predely-kontrolia.jpg
Основная часть приведенной информации интересна только специалистам, поэтому АТО.ru намеренно оставляет без перевода показания ACARS и выдержки из разговоров пилотов. Важно отметить, что практически на всем этапе катастрофического снижения угол атаки (AoA, angle of attack) оставался на запредельном уровне 35–40° (BEA). (Для просмотра диаграммы в полном размере щелкните на изображении)
Что касается катастрофы самолета Airbus A330-200 авиакомпании Air France в июне 2009 г., то окончательный отчет комиссии еще не опубликован, но в промежуточном отчете французские расследователи отметили, что второй пилот, управлявший самолетом в момент катастрофы, продолжал тянуть ручку управления на себя даже после срабатывания звуковой сигнализации, предупреждающей о сваливании. "Ни один из пилотов не проходил подготовку по ручному пилотированию в режимах, близких к сваливанию, или при сваливании на больших высотах", — говорится в отчете.
Одним из сопутствующих факторов такого положения вещей является растущая автоматизация ЛА. По мере того как пилоты все больше становятся "операторами систем", их навыки ручного пилотирования со временем ослабевают. Более того, до 90-х гг. прошлого века свой вклад в предупреждение сваливания вносили перешедшие в гражданскую авиацию военные летчики, имевшие опыт управления самолетом в любом пространственном положении и на любых режимах. Однако этот приток постепенно иссяк, и подавляющее большинство нынешних пилотов коммерческой авиации не встречаются с режимом сваливания ни в ходе первоначальной подготовки, ни на последующих этапах.
"От пилотажной подготовки будущих коммерческих пилотов мы отказались в 80-х годах, — говорит Адмани. — А та подготовка, которую пилоты получают, может привести к формированию неверной реакции. Так, до последнего времени при выводе из сваливания на тренажере допускалась потеря не более 100 футов высоты. Это требование и заставляет пилотов тянуть штурвал на себя, вместо того чтобы уменьшить угол атаки. Им вбивают в голову: чтобы не удариться о землю, надо тянуть, а не толкать. На самом деле бояться надо не столкновения с землей, а потери управления. От ложных идей необходимо отказаться". В 2010 г. Федеральная авиационная администрация США (FAA) пересмотрела экзаменационные стандарты в пункте минимизации потери высоты при выводе из сваливания.
Комитет ICATEE пошел дальше, выявив четыре негласных допущения, встроенные в нынешний процесс подготовки летного состава. "Мы предполагаем, что ВС находится в пределах нормальных летных ограничений и его полет ничем не нарушен, что ситуационная ориентация пилотов достаточна и адекватна, что летная подготовка обеспечивает устойчивые навыки пилотирования, что психологические и физиологические реакции пилотов предсказуемы и надежны", — объясняет Адмани. Нарушение одного из этих предположений требует специальной подготовки.
Пилоты, прошедшие начальную подготовку на легких учебно-тренировочных самолетах, обучаются распознавать околосрывной режим, но полный срыв не входит в программу обучения. "Здесь две проблемы: во-первых, размеры самолета не те, во-вторых, сваливания не происходит. Каким образом данное упражнение может сформировать адекватную реакцию на опасную ситуацию? Ведь ясно как день, что надо опускать нос — но почему же раз за разом происходит обратное?" — вопрошает Адмани.
Возглавляемый им Комитет считает, что потеря контроля имеет место потому, что в ситуации сваливания все четыре предположения, на которых основана тренажерная и летная подготовка, оказываются недействительны. "Самолет вышел за пределы летных ограничений, и его нормальный полет нарушен. Пилот, помимо перегрузки, испытывает сразу массу воздействий: зрительных, звуковых, тактильных, вестибулярных. Во время подготовки эти воздействия поступают одно за другим, а теперь все происходит одновременно, и пилота не научили правильно соотносить эти раздражители и справляться с ними, — говорит Адмани. — Пилот Colgan Air не распознал ситуацию как сваливание и сопротивлялся автоматам защиты. Это, безусловно, свидетельствует о недостатках подготовки. Мы считаем, что пилотов необходимо готовить к непредвиденным ситуациям, учить их не поддаваться панике. Если пилоты оказываются физически сильнее автоматов защиты от сваливания, значит надо учить их использовать эти системы".
Зависимость подъемной силы от угла атаки самолета
ТАБЛИЦА
Тренировка | Нормальный полет | Приближение к сваливанию | Сваливание
Управление по тангажу | Понимание диапазона эксплуатационных режимов ВС; опознание сигналов, предупреждающих о сваливании; избегание сваливания | Узнавание и предупреждение сваливания посредством уменьшения угла атаки | Вывод из сваливания посредством немедленного уменьшения
угла атаки
Управление по крену | Понимание влияния маневрирования на скорость сваливания | Избегание чрезмерных воздействий на органы управления | Понимание ограничений/ сложности управления по крену во время сваливания
Режим тяги | Небольшое значение для предупреждения нежелательного положения ВС | В зависимости от класса самолета может способствовать дальнейшему увеличению угла атаки | (то же самое)
Возможности технологий имитации полета | Доступно на всех тренажерах | Доступно на некоторых тренажерах | Требует дополнительной разработки
Согласно определению, ВС находится в ненормальном положении, если его тангаж выше 25° или ниже –10°, крен превышает 45°, воздушная скорость вышла за установленные ограничения. Нормальное эксплуатационное пространственное положение находится в пределах всего лишь 4,9% от возможных значений (90° тангаж и 180° крен). Коммерческие пилоты подготовлены к управлению ВС на максимум 11,1% от этих значений (±30° тангаж, 60° крен). Но фактически, при попадании ВС в нестандартное положение пределы, к которым подготовлены пилоты, значительно превышаются.
Комитет заключил, что необходим интегрированный подход при наземной, летной и тренажерной подготовке, обучающий пилотов правильным методам вывода самолета из сваливания, то есть уменьшению угла атаки при первых признаках срыва потока. "Современные системы имитации полета воспроизводят почти 100% нормальных условий эксплуатации, но провести адекватную подготовку по предупреждению сваливания и выводу невозможно ни на одном тренажере, — считает Адмани. — Теоретическая подготовка, обеспечение общих навыков вывода из сваливания на пилотажных самолетах и отработка алгоритма действий для конкретного типа ВС на полнопилотажном тренажере — вот комплекс мер, который позволит сформировать у пилота ментальную модель ситуации и научит правильно реагировать на неожиданные события".
Главной задачей подготовки, считает Комитет, является распознавание признаков сваливания, в том числе появление бафтинга, снижение устойчивости и управляемости по крену. "Предотвращение сваливания — так мы видим свою задачу на 90%, — говорит Адмани. — Пилоты должны иметь возможность испытать, как ведет себя самолет перед и во время сваливания, поскольку у многих это может вызвать шок. То, как конкретный человек справится с этим стрессом, — непредсказуемо и ненадежно. Поэтому знакомить пилота с шокирующей ситуацией необходимо во время тренировки, чтобы он был лучше подготовлен к сюрпризам в реальной жизни".
Обучение на пилотажном самолете, разумеется, приведет к увеличению стоимости летной подготовки. "Безусловно, речь идет о повышении стоимости обучения, но оно оправданно, — говорит Лу Немет, директор компании CAE по безопасности. — Стоимость двух-трехдневного курса составит примерно 3,0–4,5 тыс. долл. Однако если учесть, что стоимость первоначальной подготовки составляет примерно 100–150 тыс. долл., то получается, что удорожание курса на 2-4% позволит приблизиться к предупреждению главной причины авиакатастроф".
Вероятно, Комитет будет рекомендовать регулярную, повторяющуюся теоретическую и практическую подготовку каждые пять лет, полагает Пол Рансбури, президент авиационного центра Aviation Performance Solutions (APS), проводящего тренировки на вывод из сваливания на пилотажном самолете Extra 300. Однако Комитет признает, что повторная подготовка каждые пять лет для предупреждения деградации навыка, хотя и является наилучшим решением, но экономически нецелесообразна. Поэтому, скорее всего, она останется рекомендацией на усмотрение авиакомпаний. "В таком случае большая роль будет отведена тренажерной подготовке", — резюмирует Немет.
"На тренажере невозможно отработать психологическую и физиологическую составляющую сваливания, — аргументирует Рансбури, — поэтому изначально лучше провести тренировку в воздухе, а затем отработать действия на тренажере. Если сначала познакомить пилота со сваливанием на тренажере, то в самолете он, скорее всего, испытает все тот же шок и отработанный на тренажере алгоритм воспроизвести не удастся".
По словам Немета, современные полнопилотажные тренажеры уровня D могут обеспечить эффективную и адекватную подготовку по закреплению у пилотов навыков вывода ВС из нестандартных положений: "Конечно, в своих рекомендациях Комитет отдельно изучает вопрос современного состояния технологий имитации полета. Но тренажеры могут быть заточены под отработку навыков вывода из сваливания". В свою очередь, Адмани говорит, что воздействия, отрабатываемые при выводе из нестандартных положений на тренажере, могут вызвать перегрузки, которые не выдержит реальный самолет, поэтому необходимо совершенствовать понимание пилотом последствий его действий и сосредоточиться на первых признаках срыва потока. Разработчики обращают первостепенное внимание на моделирование процесса сваливания, эффективность имитации бафтинга, значимость сигналов движения. Рабочее место инструктора также будет модифицировано с целью обеспечения лучшей обратной связи, моментального отображения неадекватных воздействий на рули управления, а также обеспечения широкого спектра сценариев сваливания, чтобы создать эффект непредсказуемости.
Ключевым моментом в рекомендациях ICATEE является подготовка инструкторов. "Мы с растущим беспокойством наблюдаем примеры некорректного инструктажа в ходе как летной, так и тренажерной подготовки, что может иметь катастрофические последствия. Мы обязаны установить стандарты подготовки инструкторского состава", — говорит Адмани.
Комитет, сформированный после катастрофы Air France 447, в скором времени представит свои рекомендации на рассмотрение ICAO. Теоретические материалы, являющиеся обновленной и дополненной редакцией методических пособий, опубликованных в 1998 г., будут готовы в ближайшие месяцы. В них будут включены главы для пилотов, инструкторов, провайдеров тренажерной подготовки и регулирующих органов. Требования к системам имитации полета будут сформированы к середине 2012 г.
"Стимулом в нашей работе является осознание того, что многие из 230 тыс. профессиональных пилотов не имеют достаточной подготовки по опознанию, предупреждению и выводу из сваливания, ставшего ведущей причиной авиакатастроф", — подытожил Адмани.
Данный материал публикуется по эксклюзивному соглашению между AVIATION WEEK и "Авиатранспортное обозрение". Портал ATO.ru и журнал "Авиатранспортное обозрение" имеют эксклюзивные и исключительные права на использование материалов AVIATION WEEK на русском языке.
Некоммерческое использование материалов сайта ATO.ru (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу www.ato.ru. Любое коммерческое использование, а также перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.
Последнее редактирование: