ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЁТА ВОЗДУШНОГО СУДНА ПО РАСЧЁТУ КОНСТРУКТИВНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 656.7

Р. А. САЙФУТДИНОВ, А. С. НЯКИНА, Я. В. РОДНЕНКО

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЁТА ВОЗДУШНОГО СУДНА ПО РАСЧЁТУ КОНСТРУКТИВНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ

Безопасность полёта заключается в снижении риска до приемлемого уровня и поддержании его на этом или более низком уровне с помощью непрерывного процесса выявления опасности. В статье рассмотрены особенности обеспечения безопасности в связи с расчётами структурных ограничений загрузки воздушных судов. Приведены примеры по расчётам основных конструктивных ограничений на воздушном судне.

Ключевые слова: воздушное судно, авиакомпания, безопасность, центровка, центровка самолёта, предел загрузки, конструктивные ограничения.

Безопасность полёта воздушного судна (ВС) является многогранной и актуальной проблемой на современном этапе развития авиационной отрасли, несмотря на непрерывное развитие авиационной техники и технологий. Сложность этой проблемы заключается ещё и в том, что безопасность полётов зависит от большого числа различных факторов. Данные факторы проявляются как на стадиях проектирования, так и на стадиях эксплуатации ВС.

Объективно самолёт представляет сложное техническое устройство, состоящее из взаимосвязанных частей и элементов. К компонентам самолёта относят планер, силовая установка, функциональная система, различное оборудование. Одним из важных эксплуатационных аспектов обеспечения безопасности при полётах является нормативная загрузка воздушного транспорта [6]. При размещении грузов на борт ВС требуется учитывать конструктивные характеристики планера. В частности, фюзеляж искривляется в соответствии с нагрузкой, действующей на него, поэтому нагрузка и не должна превышать ни в одной точке максимально допустимых пределов, которые могут привести к повреждению фюзеляжа. В интересах безопасности полётов устанавливаются конструктивные требования загрузки ВС:

• вес и центровка самолёта определены правильно и находятся в допустимых пределах;

• самолёт загружен в соответствии с требованиями и правилами Авиакомпании, а также в соответствии с инструкцией по загрузке;

• информация в сводной загрузочной ведомости соответствует фактической загрузке самолёта, включая информацию о пассажирах и топливе.

Для обеспечения этих требований разработан процесс управления загрузкой, который состоит из следующих процедур, но не ограничивается ими:

• планирование загрузки;

• расчёт массы и центровки;

• контроль загрузки;

• проверка данных и окончательное оформление сводной ведомости и прочей рейсовой документации [1].

Производитель самолёта определяет ограничения нагрузки на конструкцию планера. Руководство по весу и центровке производителей планера является документом, который определяет допустимые пределы загрузки самолёта. Данные, содержащиеся в данном документе, отражают проектные ограничения, установленные производителем планера, и дополнительно утверждаются авиационными регулирующими органами.

© Сайфутдинов Р. А., Някина А. С., Родненко Я. В., 2021

Для проверки конструктивных ограничений загрузки самолёта на этапах планирования и загрузки самолёта рекомендуется использовать процедуру проверки, описанную ниже.

В авиационной отрасли имеются следующие структурные ограничения загрузки:

• ограничение по максимальной погонной (линейной) загрузке;

• ограничение по максимальной допустимой загрузке в отсеке, секции или позиции;

• ограничение по максимальной нагрузке на пол (площадная нагрузка);

• ограничение контактной нагрузки;

• ограничение точечной нагрузки;

• ограничение по асимметричной нагрузке;

• ограничение комбинированной нагрузки;

• ограничение максимальной совокупной (кумулятивной) нагрузки;

• ограничение нагрузки на разделительные сети.

Весь персонал, задействованный в процессе управления загрузкой, должен пройти обучение, соответствующее выполняемым функциям. По возможности, разные процедуры управления загрузкой должны выполняться отдельными специалистами вне зависимости от того, выполняются эти процедуры вручную или с использованием каких-либо автоматизированных систем. Выполнение работ по контролю загрузки и окончательному оформлению документов может осуществляться одним специалистом только в исключительных случаях.

Расчёт массы и центровки необходимо выполнять на каждый рейс Авиакомпании. Расчёт центровки производится в индексах. Информация о расположении центра тяжести самолёта на различных этапах полёта, передаваемая экипажу воздушного судна, должна указываться в процентах от длины средней аэродинамической хорды крыла. Расчёт массы и центровки должен производиться в два этапа: предварительный и окончательный и при этом обеспечивать:

• определение предельной коммерческой загрузки;

• расчёт массы и положения центра тяжести самолёта для разных этапов полёта;

• соблюдение ограничений по предельной коммерческой загрузке, допустимым центровкам и массе самолёта по этапам полёта с учётом соблюдения требований по топливной эффективности;

• соблюдение структурных ограничений;

• распределение загрузки на борту с учётом правил и требований Авиакомпании.

Основной целью расчёта массы и центровки является определение расположения центра тяжести самолёта с учётом его загрузки и заправки топливом с целью соблюдения эксплуатационных ограничений на всех этапах полёта.

До начала предварительного расчёта требуется определить возможные ограничения коммерческой загрузки на рейсе, основываясь на имеющихся данных на конкретное ВС, полученных ранее от Авиакомпании или непосредственно от экипажа. В случае расхождения данных, полученных от экипажа, с ранее предоставленными данными необходимо сообщить экипажу об имеющихся расхождениях. В случае невозможности определить источник расхождений необходимо использовать данные, полученные от экипажа.

Расчёт центровки может выполняться вручную или с использованием автоматизированных систем [4]. Ручной расчёт центровки должен выполняться с использованием бланка центровочного графика, соответствующего конкретному бортовому номеру ВС, выполняющего рейс, с учётом фактической конфигурации пассажирского салона и багажно-грузового отсека (БГО). Бланки центровочных графиков предоставляются Авиакомпанией. Для автоматизированного расчёта массы и центровки могут использоваться локальные автоматизированные системы или собственная система Авиакомпании.

Данные для создания базы данных по флоту Авиакомпании предоставляются в формате IATA AHM560 или IATA AHM565. Проверка баз данных, тестовых расчётов массы и центровки и получение разрешения на использование локальных автоматизированных систем производится в соответствии с Рекомендацией IATA AHM561[5].

Предварительный расчёт массы и центровки выполняется на основании данных, полученных в результате выполнения процедуры планирования загрузки.

Если результат предварительного расчёта не удовлетворяет требованиям безопасности (нарушены весовые и центровочные ограничения), то необходимо перераспределить загрузку и выполнить новый расчёт с учётом изменения расположения загрузки для выдерживания диапазона допустимых центровок и максимально допустимых масс [2].

Важно отметить, что структура пола способна выдержать максимальную нагрузку в 732 кг/м . Загрузка так должна быть распределена в БГО, чтобы структурные ограничения пола, так же как и соответствующая максимальная загрузка грузовых отсеков, как указано выше, не были превышены. Грузовые отсеки рассчитаны на перевозку груза с максимальной плотностью загрузки 240 кг/м .

Рассмотрим груз с высокой плотностью. Такими считаются грузы, плотность которых превышает 240 кг/м3. К таким грузам могут относиться, например, металлические слитки. Данная категория груза имеет значительный вес при небольших размерах упаковки. При перевозке грузов с высокой плотностью возникает опасность превышения максимально допустимых нагрузок на панели БГО и штатное швартовочное оборудование.

Для недопущения повреждений может потребоваться применение подкладочных материалов, дополнительного швартовочного оборудования или ограничение количества мест, размещаемых в секциях БГО.

Пример:

Деревянный ящик, размером 0,4 • 0,4 • 0,25 м, в котором перевозится металл кобальт, весит 45 кг (вес БРУТТО). Для того чтобы определить, является ли данное место грузом с высокой плотностью, необходимо:

Определить объём одного ящика (1) (V):

Объём одного ящика

V = а ■ Ь ■ с = 0,4м • 0,4м • 0,25м = 0,04м3 (1)

где а - длина ящика; Ь - ширина ящика; с - высота ящика.

Определить плотность данного места груза (2) ( ):

Р= V , (2)

где - вес упаковки (брутто); - объём упаковки.

45 кг „ „ „ кг „ , „ кг

р =-т = 1125—3 > 240—3

0,04 м м м (3)

Результат расчётов: плотность груза превышает максимальное значение, следовательно, данный ящик является грузом высокой плотности.

Следует учесть, что на каждой из сторон ящика имеются усиливающие рейки, на которые распределяется вес всего ящика, поэтому перед погрузкой необходимо определить давление на напольные панели БГО с учётом штабелирования груза или его обкладывания другой загрузкой. Если давление на пол превышает максимально допустимые значения, то для перевозки такого груза необходимо использовать подкладочные материалы.

Рассмотрим расчёты основных конструктивных ограничений, которые необходимо учитывать при погрузке грузов на борт ВС.

Ограничение по максимальной погонной (линейной) нагрузке.

На практике должен быть проверен предел рабочей (линейной) нагрузки, делящий вес груза на заданную длину этого груза в направлении полёта.

Если указано, что предел рабочей (линейной) нагрузки составляет 625 кг/м, это означает, что на 1 м длины пола в направлении полёта может быть загружено не более 625 кг общей массы с одним или несколькими предметами груза и независимо от того, как часть(и) груза(ов) соприкасается с полом на рассматриваемой длине.

В этом случае длина, которую необходимо учитывать, определяется внешним контуром его точек контакта (4):

вес 350кг кг 625кг

= 500— <

длина 0,7м м м (4)

Если полученное значение выше, чем ограничение, нагрузка не может быть принята, следовательно, необходимо обеспечить разгрузку пола.

В случае перевозки одной или нескольких тяжёлых упаковок соблюдается ограничение по максимальной погонной (линейной) нагрузке.

Нет необходимости проверять данное ограничение, если общая нагрузка в секции равна или ниже допустимой (включая тяжёлую упаковку); используется распределитель нагрузки.

Ограничение по максимальной нагрузке на площадь, выраженное в кг/м2, предназначено для предотвращения загрузки груза, лежащего на определённой площади пола отсека весом, превышающим возможности конструкции самолёта (балок, пола, стоек, панелей и рам пола).

В руководстве по весу и центровке изготовителя его обычно называют «Предел нагрузки в зоне отсека», «Равномерно распределённая нагрузка на пол» или «Максимальная распределённая нагрузка».

Если указано, что предел нагрузки на площадь составляет 750 кг/м2, это означает, что на 1 м2 пола может быть загружено не более 750 кг общего количества одного или нескольких единиц груза, и независимо от способа соприкосновения части (или частей) груза с полом в пределах рассматриваемого квадратного метра.

На практике следует проверять ограничение нагрузки на зону, деля вес груза на площадь, определяемую внешним контуром его точек контакта на полу (рис. 1).

Пример:

В этом случае следует учитывать не площадь ящика или поверхность его ножек, а площадь Б = Ь • I, определяемую внешним контуром его точек контакта (5), (6):

5 = 0,4 • 0,6 = 0,24 (5)

Е = ™ = 1000К! , 750 4

5 0,24 м м

(6)

Рис. 1. Пример расчёта ограничения нагрузки на зону

Если полученная цифра превышает ограничение, нагрузка не может быть принята. Необходимо будет обеспечить распределение нагрузки на пол увеличением площади под грузом. Пол распределителя нагрузки должен соответствовать двум требованиям:

• обладать достаточной степенью жёсткости для эффективного выполнения перераспределения нагрузки. Эта степень жёсткости будет зависеть от веса груза и длины выступа распределителя за пределами или в пределах каждой фактической точки контакта упаковки с распределителем;

• полученная площадь, определяемая внешним контуром точек контакта пола распределителя, должна распределять нагрузку до максимально допустимой нагрузки или ниже.

Для определения требуемой площади загрузки производится следующий расчёт: разделить вес груза на предел нагрузки в зоне ожидания (рис. 2). Пример:

Нагрузка = 240 кг

Предел нагрузки по площади 750 кг/м 2.

Минимальная поверхность определяется внешним контуром точек контакта пола распределителя (7):

240 = 0,32 м 2

750 . (7)

Распределитель = 10 кг (8).

5 = Ь ■ I = 0,7м ■ 0,5м = 0,35м2 (8)

Рис. 2. Пример расчёта для определения требуемой площади загрузки

Следует отметить, что общий вес представляет собой комбинацию нагрузки и распределителя (ей).

Нагрузка, налагаемая общим весом груза и распределителя (ей) на конструкцию самолёта, теперь может сравниваться с пределом нагрузки на зону делением общего веса на новую площадь S (9):

^£±10 = 7154 < 7504

0,35 м м (9)

Если для загрузки требуется распределитель нагрузки, то никакой другой груз не должен загружаться на саму упаковку или на доступные части пола распределителя, если только пол распределителя не рассчитан для приёма дополнительного груза.

Ограничение контактной нагрузки используется для предотвращения превышения грузоподъёмности тех частей груза, которые находятся в непосредственном контакте с полом, от возможностей горизонтальных панелей пола (металлических панелей, сотовых напольных конструкций).

Если указано, что предел нагрузки при контакте с полом составляет 2000 кг/м , это ограничение следует определять следующим образом: вес груза делится на сумму его фактической площади контакта с полом (рис. 3).

Пример:

Фактическая площадь контакта определяется так (10):

30см ■ 5см ■ 2планки = 0,03м2 (10)

Сравниваем фактическое значение ограничения с предельно допустимым значением нагрузки при контакте с полом (11):

480кг кг кг

= 16000 —- > 2000 —-

0,03 м2

м

м

Рис. 3. Пример расчёта фактической площади контакта с полом

Если полученное значение превышает ограничение, такая нагрузка не может быть принята. Следует обеспечить распределение нагрузки на большую площадь под грузом. Пол распределителя должен соответствовать двум требованиям:

• обладать достаточной степенью жёсткости для эффективного выполнения перераспределения нагрузки, причём эта степень жёсткости будет зависеть от веса груза и длины выступа распределителя за пределами или в пределах каждой фактической точки контакта упаковки с распределителем нагрузки на пол;

• фактическая площадь контакта распределителя с полом самолёта будет уменьшать нагрузку до максимально допустимой контактной нагрузки или ниже.

Чтобы определить требуемую площадь контакта, выполняется следующий расчёт: разделим вес груза на предел нагрузки контакта с полом (рис. 4).

Пример:

Нагрузка = 480 кг

Предел нагрузки контакта с полом = 2000 кг/м2.

Минимальная поверхность контакта определяется делением нагрузки на предел нагрузки контакта с полом (12):

480

= 0,24м2 . 2000

Вес распределителя = 20 кг.

Контактная поверхность пола распределителя определяется так (13):

1 м ■ 0,125 м ■ 2 = 0,25

(12)

(13)

Рис. 4. Пример расчёта требуемой площади контакта

Следует учесть, что общий вес представляет собой комбинацию нагрузки и распределителя. Нагрузка, создаваемая грузом на панели пола самолёта через пол распределителя, должна сравниваться с контактной нагрузкой, делящей общий вес на новую площадь контакта (14):

480 + 20кг = 2000 КГг

0,25 ж

м

(14)

Условие достижения ограничения максимальной площади загрузки: на саму упаковку или на доступные части пола распределителя нельзя загружать другие грузы, если только пол распределителя не рассчитан для приёма дополнительного груза.

Ограничение по совокупной загрузке определяет максимальный вес, который может находиться впереди или позади определённой точки. Ограничения по совокупной загрузке предназначены для предупреждения превышения максимальных нагрузок на стрингеры и шпангоуты фюзеляжа (изгибающие моменты).

Ограничение проверяется суммированием веса загрузки, планируемой для перевозки на основной и нижней палубах, в пределах отдельных секций фюзеляжа. Общий вес планируемой загрузки в каждой секции должен быть добавлен к весу загрузки следующей секции от хвоста к носу самолёта (для задних секций) и от носа к хвосту (для передних секций). Следует отметить, что максимальная совокупная загрузка может отличаться для разных секций фюзеляжа или в зависимости от центровки ВС на взлёте.

Пример (рис. 5):

Загрузка основной палубы в секции 1 = 4500 кг.

Загрузка нижней палубы в секции 1 = 1500 кг.

Загрузка основной палубы в секции 2 = 5000 кг.

Загрузка нижней палубы в секции 2 = 2500 кг [3].

Основная палуба

Нижняя

пллуба

Секция 2 Секция 1

5000 кг

2500 кг

4500 кг

1500 кг

Млх. (¡050 кг

Мах. 13000 кг

Рис. 5. Совокупная загрузка (рисунок к примеру расчёта)

Расчётная совокупная загрузка секции 1 = 4500 кг + 1500 кг =6000 кг. Максимальная допустимая совокупная загрузка секции 1 = 6050 кг. 6000 кг < 6050 кг.

Таким образом, расчётная совокупная загрузка в секции 1 не превышает максимально допустимых значений.

Расчётная совокупная загрузка секции 2 = 5000 кг + 2500 кг = 7500 кг. Расчётная совокупная загрузка секций 1 и 2 = 6000 кг + 7500 кг = 13500 кг. Максимально допустимая совокупная загрузка секций 1 и 2 = 13000 кг. 13500 кг > 13000 кг.

Расчётный вес совокупной загрузки секций 1 и 2 превышает максимально допустимые значения.

Если в результате вычислений выяснилось, что вес совокупной загрузки превышает максимально допустимые значения, то размещать таким образом загрузку недопустимо. В этом случае необходимо заново перераспределить нагрузку по отсекам.

В условиях существования большого разнообразия ограничений конструктивной нагрузки ВС, загрузка является трудоёмкой и сложной. Именно поэтому рекомендуется, чтобы при ручном планировании загрузки самолётов перевозчик составлял «Контрольный лист для ограничений конструктивной нагрузки» и заполнял его соответственно для каждого полёта. Проверочный лист заполняется и подписывается лицом, ответственным за планирование загрузки. Заполненный контрольный лист должен быть представлен на станции выдачи.

Таким образом, требования безопасности взлёта, полёта и посадки в ожидаемых условиях предстоящего рейса обеспечиваются конструктивными ограничениями ВС, которые были рассмотрены выше.Эти ограничения являются весьма важной характеристикой самолёта, связанной не только с его устойчивостью, но и с управляемостью, а значит, влияют на безопасность воздушного судна в целом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АО «Международный аэропорт «Краснодар»»: [сайт]. - Краснодар, 2020 - . - Обновляется в течение суток. - URL: https://krr.aero/upload/iblock/a83/rukovodstvo-po-nazemnomu-obsluzhivani.-chast-5.pdf (дата обращения: 20.03.2021).

2. Островерхов А. Е. Расчёт коммерческой загрузки и центровки воздушных судов: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы. Университет ГА. - Санкт-Петербург , 2019. - 97 с.

3. ACEXGROUP : Международные перевозки. Логистика без границ : [сайт]. - Москва, 2021. -Обновляется в течение суток. - URL: https://www.acex.net/ru/useful information/loading charts.php (дата обращения: 19.03.2021).

4. Гаврющенко А. П., Сайфутдинов Р. А., Шадрина Е. П., Костерина А. И. Система информационного обеспечения в области охраны труда // Информационные технологии в образовании: Сборник научных трудов. — Ульяновск, 2018. — С. 19-23.

5. Сайфутдинов Р. А., Глушков В. А., Гайниева Д. А., Кузнецова А. С. Информационная система управления профессиональными рисками // Образование и информационная культура: теория и практика: Сборник научных трудов. — Ульяновск, 2017. — С. 99—103

6. Сайфутдинов Р. А., Гаврющенко А. П., Магдеева Д. Р., Карсакова Е. Д. Управление безопасностью технологических процессов // Информационные технологии в образовании. Материалы всероссийской очной научно-практической конференции. - Ульяновск: УлГПУ, 2019.

REFERENCES

1. AO Mezhdunarodnyy aeroport «Krasnodar» [JSC International Airport «Krasnodar»], 2020, site https://krr.aero/upload/iblock/a83/rukovodstvo-po-nazemnomu-obsluzhivani.-chast-5.pdf (accessed: 20.03.2021).

2. Ostroverkhov A. Ye. Raschet kommercheskoy zagruzki i tsentrovki vozdushnykh sudov: Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu distsipliny i vypolneniyu kontrol'noy raboty [Calculation of payload and aircraft alignment: Methodological instructions for studying the discipline and performing control work]. Saint Petersburg, 2019, pp. 97.

3. ACEXGROUP: Mezhdunarodnyye perevozki. Logistika bez granits [ACEXGROUP: International transport. Logistics without borders], Moscow, 2021, https://www.acex.net/ru/useful_information/loading_ charts.php (accessed: 20.03.2021).

4. Gavryushchenko A. P., Sayfutdinov R. A., Shadrina E. P., Kosterina A. I. Sistema informacionnogo obespecheniya v oblasti ohrany truda [Information support system in the field of labor protection In the collection ] Informacionnye tekhnologii v obrazovanii: Sbornik nauchnyh trudov. [Information technologies in education. Collection of scientific papers]. Ulyanovsk, 2018, pp. 19—23.

5. Sayfutdinov R. A., Glushkov V. A., Gayniyeva D. A., Kuznetsova A. S. Informatsionnaya systema upravleniya professional'nymi riskami [Professional risk management information system]. Obrazovaniye i informatsionnaya kul'tura: teoriya i praktika, Sbornik nauchnykh trudov UlGPU [Education and information culture: theory and practice: Collection of scientific papers]. Ulyanovsk, 2017, pp. 99-103.

6. Sayfutdinov R. A., Gavryushchenko A. P., Magdeyeva D. R., Karsakova Ye. D. Upravleniye bezopasnost'yu tekhnologicheskikh protsessov [Process safety management]. Informatsionnyye tekhnologii v obrazovanii. Materialy vserossiyskoy ochnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Information technologies in education. Materials of the All-Russian full-time scientific and practical conference]. Ulyanovsk, UlGPU, 2019.

Сайфутдинов Рафаэль Амирович, доцент кафедры Поискового и аварийно-спасательного обеспечения полётов и техносферной безопасности (ПАСОПиТБ) Ульяновского института гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева.

Родненко Яна Вадимовна, курсант 4-го курса учебной группы ТБ-17-1 Ульяновского института гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева.

Някина Анжела Сергеевна, курсант 4-го курса учебной группы ТБ-17-1 Ульяновского института гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева.

Поступила 22.03.2021 г.

УДК 338.22.01

И. А. ФИЛИППОВА, А. С. ФИЛИППОВ

РОЛЬ СИСТЕМЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ

Рассмотрена роль системы экономической безопасности в условиях интернационализации экономики, а также проблемы, возникающие в условиях пандемии.

Ключевые слова: экономическая безопасность, государство, предприятие, система обеспечения, рост, стабильность.

Учёные в области экономических процессов и явлений в настоящее время говорят о системе экономической безопасности как о взаимосвязанных элементах, определяющих общее состояние предприятия в условиях постоянной конкуренции и выживания. Предприятие, стремящееся выжить в непростых условиях современной пандемии, должно иметь специфические механизмы управления, принятия решений для быстрого перехода на новые пути развития. Неблагоприятное влияние внешней

© Филиппова И. А., Филиппов А. С., 2021

среды на производственную деятельность предприятия или организации тоже должно быть учтено системой экономической безопасности. Всё это позволит производственной системе быть не только устойчивой, но и независимой от внешнего воздействия.

Мировое хозяйство на современном этапе развития характеризуется усилением процесса глобализации. Каждая страна, как субъект глобальной системы экономики, заинтересована в целостности и успешной интеграции в мировое сообщество. Все положительные моменты ускоренного обмена факторами производства