Вертолет, 2004 №1

Для самолетов нормальной категории класса I (вес самолета — не более 6000 фунтов, силовая установка — один поршневой двигатель) вероятность ситуации катастрофы составляет 10 -6. Отметим, что в соответствии с FAR-23.3 для летательных аппаратов нормальной категории количество пассажиров не должно превышать 9 человек.

Для самолетов класса IV, компютерная категория (переходная между нормальной и транспортной категориями), эта вероятность составляет 10 -9. В соответствии с FAR-23.3 вес самолета не должен превышать 19000 фунтов, количество пассажиров — 19 человек.

Как видим, при увеличении веса самолета, переходе с поршневых двигателей к газотурбинным и увеличении количества двигателей требования к безопасности систем повышаются на 3 порядка! Оговорка о безопасности именно систем здесь не случайна: катастрофы летательных аппаратов, причиной которых была только недостаточная прочность конструкции, как правило, редки. Исходя из этого, дальше будем говорить, в основном, о конструкции силовых установок и функциональных систем (силовая установка, электросистема, гидросистема, индикация углового положения и т. п.).

Ми-8 НТВ-5

По аналогии с самолетами, гражданские вертолеты также подразделяются на ряд категорий в зависимости от взлетного веса, количества пассажиров, количества двигателей и особенностей конструкции. Такое деление обусловлено рядом причин.

При отказе двигателя на однодвигательном вертолете (вероятность около 10 5 ) полет заканчивается посадкой на режиме авторотации (и зачастую катастрофой).

Очевидно, что для всех систем такого вертолета нецелесообразно требовать столь же высокого уровня надежности, как для большого многодвигательного вертолета, у которого отказ двигателя не препятствует безопасному продолжению полета и посадке, а вероятность катастрофы из-за единичного отказа составляет 10’. Взаимосвязь требований к общей надежности вертолета и надежности силовой установки видна на примере английских Норм BCAR издания 1975 года, по которым для вертолетов группы А2 (аналог сегодняшней категории В) вероятность отказа, приводящего к немедленной аварийной посадке, должна быть такого же порядка, как вероятность отказа двигателя (в 70-х годах была принята вероятность 10 -3-10 -4).

Повышения уровня общей безопасности вертолета можно достичь не только за счет применения многодвигательной силовой установки, но и за счет усиления конструкции, резервирования систем и т. п., однако все эти меры влекут за собой существенное увеличение веса, усложнение конструкции, удорожание вертолета и повышение затрат на всю авиатранспортную систему. Однако за счет масштабного фактора для вертолетов большего веса мероприятия по повышению безопасности, связанные с повышением веса, можно реализовать с меньшими экономическими потерями.

Необходимо отметить, что при переходе на категорию более высокого уровня (при увеличении веса вертолета, количества двигателей, количества пассажиров) повышение требований к безопасности происходит одновременно для всех его систем и характеристик. Например, нельзя увеличить количество двигателей с одного до двух — и только, необходимо также выполнить повышенные требования к летным данным, отказобезопасности оборудования и т. п. Здесь учитывается экономическая целесообразность: бессмысленно ужесточать требования к одной системе, если остальные системы недостаточно надежны — это не приведет к существенному повышению безопасности всего вертолета, а только удорожит его. Таким образом, требования ко всем системам и агрегатам. вертолета как бы уравнены по жесткости, что аналогично принципу обеспечения равнопрочности конструкции. Это видно из рис. 3 и табл. 1, где показано изменение требований к безопасности в зависимости о? категории вертолета, взлетного веса, количества двигателей и количества пассажиров.

Следует учитывать, что при увеличении веса вертолета (и расширении возможностей по повышению безопасности), как правило, увеличивается его пассажировместимость. Поэтому при перевозке большого количества людей для вертолета экономически обоснованно ужесточение требований к безопасности (выполнение требований к летным данным, категории А, использование двухдвигательной силовой установки, введение резервирования систем, и т. п.). С другой стороны, невозможность обеспечения высокого уровня безопасности для однодвигательных вертолетов малого веса должна компенсироваться другими средствами, позволяющими минимизировать риск для людей. Одним, из таких средств является введение для легких вертолетов ограничения на количество перевозимых людей, эксплуатационных ограничений и т. п. В частности, в соответствии с требованиями АП-29.1(e) вертолет категории В не может перевозить более 9 пассажиров. Наоборот, вертолет с большим весом и, как правило, большой пассажировместимостью имеет конструктивные возможности для обеспечения более высокого уровня безопасности и, в соответствии с АП-29.1(b), он не может быть сертифицирован по категории В, а только по категории А.