Энциклопедия техники - нормы летной годности

(НЛГ) — свод государственных требований к лётной годности (ЛГ) гражданских летательных аппаратов, направленных на обеспечение безопасности полётов. Учитывая, что безопасность полёта обеспечивается авиационной транспортной системой (АТС), составной частью которой является летательный аппарат, соответствие типа летательного аппарата Нормам свидетельствует о том, что его конструкция и характеристики удовлетворяют предъявляемым требованиям к безопасности полёта. Следовательно, лётная годность летательного аппарат определяется его способностью совершать безопасный полёт во всём диапазоне установленных для него ожидаемых условий эксплуатации (при условии, что остальные компоненты АТС функционируют нормально). В России выполнение требований НЛГ обязательно при проектировании, производстве, испытаниях, сертификации, допуске к эксплуатации, ремонте, экспорте и импорте гражданской авиатехники, а также при разработке государственных и отраслевых стандартов, технических требований и заданий. Контроль за выполнением НЛГ осуществляется авиационными регистрами. Отступления от отдельных требований НЛГ допускаются, если их невыполнение компенсируется другими мерами, обеспечивающими эквивалентный уровень безопасности.

Существуют международные стандарты лётной годности и национальные НЛГ. Международные стандарты и рекомендации ЛГ разработаны Международной организацией гражданской авиации и впервые опубликованы в 1949 в качестве Приложения 8 к Чикагской конвенции 1944. Приложение 8 включает стандарты ЛГ широкого плана и служит международной (обязательной) основой для разработки национальных НЛГ, которые обязано иметь каждое государство — член Международной организации гражданской авиации. Для содействия государствам в применении Приложения 8 и разработке национальных норм Международной организации гражданской авиации издало руководящий материал — Техническое руководство по ЛГ (ТРЛГ, 1974). ТРЛГ содержит подробные требования к ЛГ, которые Международная организация гражданской авиации рекомендует использовать при разработке национальных НЛГ.

Страны — члены Международной организации гражданской авиации имеют свои национальные НЛГ или распространяют на свою гражданскую авиатехнику действие НЛГ одной из передовых авиационных держав. Наибольшим авторитетом среди зарубежных НЛГ пользуются нормы США — Federal Aviation Regular (FAR) и Великобритании — British Civil Airworthiness Requirements (BCAR), разработка и постоянное совершенствование которых ведётся с 30-х гг. Начиная с 70-х гг. осуществляется разработка западноевропейских НЛГ, в создании которых участвуют страны Общего рынка. Первое издание этих норм — Joint Airworthiness Requirements (JAR) выпущено в 1974. За основу их приняты нормы США. В отдельных разделах используются нормы Великобритании.

В СССР НЛГ гражданских самолётов (НЛГС) впервые изданы в 1967. НЛГС в основном соответствовали требованиям Международной организации гражданской авиации и учитывали FAR и BCAR. В 1971 были изданы изменения к НЛГС и НЛГ вертолётов СССР (НЛГВ). Но широкого распространения эти НЛГС и НЛГВ не получили ввиду отсутствия в то время в СССР системы совершенствования НЛГ и сертификации. В 1971 под руководством Министерства авиационной промышленности СССР была создана Междуведомственная комиссия по НЛГ гражданских летательных аппаратов СССР (МВК НЛГ СССР), которой поручили осуществлять руководство и координацию работ по постоянному совершенствованию отечественных НЛГ с учётом достижений авиационной науки и техники, опыта эксплуатации летательных аппаратов и зарубежного опыта.

В 1972 был выпущен ряд существенных изменений к НЛГС (НЛГС-1), учитывающих новые требования Международной организации гражданской авиации. В 1974 были введены в действие нормы — НЛГС-2, которые полностью соответствовали требованиям Международной организации гражданской авиации и устанавливали уровень ЛГ, аналогичный уровню НЛГ США и Великобритании тех лет. В 1975 на основе НЛГС-2 с учётом специфики сверхзвуковых летательных аппаратов были разработаны и введены в действие Временные нормы лётной годности сверхзвуковых гражданских самолётов СССР (ВНЛГСС). На основе накопленного опыта применения НЛГС-2 разработаны и введены в действие нормы лётной годности для гражданских транспортных самолётов НЛГС-3 (1984) и нормы для вертолётов НЛГВ-2 (1987). НЛГС-3 соответствуют требованиям Международной организации гражданской авиации и устанавливают уровень ЛГ, аналогичный уровню ЛГ, предусмотренному FAR и JAR.

Для унифицированного подхода к оценке соответствия летательного аппарат требованиям НЛГ разработаны Методы определения соответствия применительно к НЛГС-2 и НЛГС-3, включающие комплекс методов расчётов, моделирования, стендовых и лётных испытаний, на основе которых производится оценка соответствия характеристик летательного аппарата, его двигателей и оборудования требованиям НЛГ.

В отечественных НЛГС-3 предусматривается сочетание количественных и качественных требований к характеристикам и конструкции летательного аппарата, его двигателей, оборудования, а также к методам пилотирования, относящихся к безопасности полёта, и требований, устанавливающих допустимые вероятности возникновения в полёте особых ситуаций различной степени опасности из-за отказов функциональных систем. Выполнение требований ЛГ должно быть подтверждено во всём диапазоне ожидаемых условий эксплуатации. Такая система требований позволяет определить пределы эксплуатационной области полёта, в которой должен обеспечиваться установленный нормами уровень ЛГ, и защитить летательный аппарат от выхода на критические (опасные) режимы и условия полёта. НЛГС-3 состоят из глав, построенных по тематическому признаку, и Приложения П8 (Технические требования к оборудованию летательных аппаратов), которое издано отдельной книгой.

Структура и характер требований НЛГ позволяют конкретно учитывать их с начала проектирования, производить на каждом этапе создания летательного аппарата объективную оценку соответствия нормам. Это даёт возможность повысить безопасность полётов, существенно сократить и в ряде случаев исключить сложные доводочные работы, необходимость которых ранее обнаруживалась в основном в процессе лётных испытаний.

Глава 1 устанавливает назначение и применимость, а также общие принципы сертификации гражданских летательных аппаратов. Она определяет статус и место НЛГ в создании авиационной техники: «НЛГС-3 обязательны для выполнения советскими министерствами, ведомствами, предприятиями, организациями и учреждениями при проектировании, производстве, испытаниях, сертификации, эксплуатации и ремонте летательных аппаратов, их двигателей и оборудования, а также при разработке государственных и отраслевых стандартов, технических требований и технических заданий по гражданской авиатехнике».

Глава 2 включает допустимые значения вероятностных показателей возникновения в полёте особых ситуаций из-за отказов функциональных систем летательных аппаратов. Основной принцип этой группы требований — обеспечение обратной зависимости между вероятностью возникновения особых ситуаций из-за отказов (или их сочетаний) и степенью их опасности. Возникновение катастрофической ситуации при действиях экипажа и наземного персонала в соответствии с инструкциями и руководствами должно быть событием практически невероятным. Применение вероятностного подхода при нормировании ЛГ позволяет проводить оценку безопасности полёта при применении на самолёте принципиально новых систем и конструктивных решений, расширения области условий эксплуатации исходя из заданного уровня ЛГ.

Требования к лётным характеристикам, устойчивости и управляемости (глава 3) включают комплекс показателей, определяющих допустимые динамические свойства летательных аппаратов на каждом из этапов полёта. В основу нормирования указанных характеристик положен принцип, предусматривающий детальное исследование критических режимов полёта (сваливание летательных аппаратов на больших углах атаки, минимальной скорости при несимметричной силе тяги, поведение летательных аппаратов на максимальных (предельных) скоростях и перегрузках (по прочности самолёта) и др.), по результатам которого устанавливаются предельные ограничения летательных аппаратов. Выход летательных аппаратов за них запрещается, так как возможна аварийная или катастрофическая ситуация. Применяя систему коэффициентов, учитывающих разброс параметров пилотирования и характеристик летательных аппаратов в эксплуатации и определяющих допустимые запасы от предельных ограничений параметров полёта, устанавливают эксплуатационные ограничения, преднамеренный выход летательных аппаратов за которые запрещается, так как возможна сложная ситуация. В пределах эксплуатационных ограничений устанавливается допустимая область полёта пассажирских летательных аппаратов в эксплуатации. На этой основе сформировано принципиальное требование — летательный аппарат на всех этапах полёта не должен обладать такими особенностями, которые способствовали бы непроизвольному опасному выходу его за пределы установленных для эксплуатации ограничений.

Нормы прочности летательных аппаратов (глава 4) содержат требования к статической и усталостной прочности конструкции и безопасности от явлений аэроупругости, устанавливают максимально допустимые в эксплуатации условия нагружения, обусловливающие наиболее неблагоприятные в отношении прочности воздействия нагрузок на летательные аппараты или его отдельные части. Эти условия нагружения охватывают все режимы полёта и движение по земле. Разработаны случаи нагружения при воздействии атмосферной турбулентности. Приведены расчётные условия динамического нагружения конструкции при полёте в неспокойном воздухе и при посадке. Предусматриваются принципы «безопасного ресурса» (длительный срок эксплуатации до образования усталостных повреждений) и «безопасного повреждения) (сохранение требуемой прочности при допустимых повреждениях конструкции).

Требования к конструкции летательных аппаратов (глава 5) распространяются на систему управления, шасси, гидравлическую и пневматическую системы, пассажирскую кабину и багажно-грузовые помещения, системы жизнеобеспечения, аварийно-спасательные средства, системы защиты летательного аппарата от удара молний и обледенения, систему регистрации полётной информации и т. п. Требования к системам штурвального управления, управления механизацией крыла направлены на обеспечение заданных характеристик управляемости, устойчивости и манёвренности летательного аппарата, защиты его от выхода за эксплуатационные ограничения, а также на обеспечение практической безотказности путём резервирования, применения системы контроля. Для обеспечения безопасности полёта на больших высотах и создания комфортных условий для пассажиров и экипажа предусмотрены требования к системам кондиционирования воздуха и регулирования давления в герметичных кабинах, а также к аварийной кислородной системе. Нормы, установленные для аварийно-спасательного оборудования, позволяют принять все практические меры дли сведения к минимуму возможности травм пассажиров и экипажа при вынужденных посадках на сушу и воду и обеспечить их эвакуацию. Требования к противообледенительной системе и молниезащите самолёта направлены на обеспечение ЛГ в самых сложных и опасных метеоусловиях.

Требования к двигателям и его системам (глава 6) относятся к сертификации двигателя «до установки на самолёт» и вместе с самолётом. Приведены требования к различным типам газотурбинных двигателей, определяющие выполнение в конструкции двигателя, его агрегатах и системах мер для обеспечения безопасной эксплуатации их на пассажирском самолёте в течение установленного ресурса. Кроме этого, в главе содержатся требования к видам и объёмам стендовых испытаний двигателя в обеспечение его Государственных сертификационных испытаний, подтверждающих его прочностные характеристики и выполнение характеристик по устойчивости и безотказной работе. В отличие от зарубежных, отечественные НЛГ содержат требования к видам и объёмам лётных испытаний двигателя на летающих лабораториях и в компоновке силовой установки самолёта, для которого он предназначен.

Глава 7 содержит требования к системам силовой установки, топливной и масляная системам, к системам охлаждения и управления двигателями, а также комплекс требований по обеспечению противопожарной защиты летательного аппарата в целом. Они относятся к построению и проектированию систем и их испытаниям как по отработке отдельных систем их агрегатов, так и комплексной оценке систем в составе силовой установки летательного аппарата. НЛГ предусматривают независимость каждого из двигателей, то есть отсутствие влияния отказов одного из двигателей на другие, содержат комплекс требований ко всем пожароопасным зонам летательного аппарата, к системам пожаротушения и сигнализации, устанавливают необходимость троекратного резервирования сигнализации и дублирования систем подачи огнетушащих веществ. В соответствии с НЛГ основные средства пожарной защиты должны проверяться испытаниями на специальных натурных стендах пожароопасных отсеков самолёта. НЛГ устанавливают требования к пилотажно-навигационному, радиотехническому, электротехническому, светотехническому оборудованию самолета, выполнение которых является обязательным для обеспечения безопасности полёта (главным образом определяют состав приборов и средств управления, обязательно устанавливаемых на летательном аппарате, задают требования к их функциям и характеристикам. Важную роль играют требования к автономным средствам определения скорости, высоты, курса, отклонения от вертикали, координат самолёта и к системам автоматического управления. Требования к радиотехническому оборудованию навигации, посадки и связи особенно важны из-за необходимости обеспечения безопасности полёта в сложных метеоусловиях и при полётах на большие расстояния. Взаимодействие систем автоматического управления и радиотехнического оборудования позволяет автоматизировать процессы управления и самолётовождения, что играет первостепенную роль в обеспечении безопасного полёта в широком диапазоне условий эксплуатации. В НЛГ содержатся обязательные требования к выбору мощности систем генерирования и степени резервирования источников электроэнергии, качеству электроэнергии на различных режимах работы. Предусмотрены также требования к компоновке кабины экипажа и рабочих мест, за основу которых приняты эргономические закономерности, позволяющие максимально повысить эффективность действий экипажа.

Глава 9 содержит требования к вспомогательным газотурбинным двигателям (ВГТД) как источникам электроэнергии и сжатого воздуха, необходимые для сертификации «до установки на самолёт» и в компоновке самолёта. Требования к воздушным винтам изменяемого шага для самолётов с газотурбинными двигателями изложены в главе 10.

Приложение П8 содержит нормы и методы испытаний бортового оборудования на внешние воздействия: высокую и низкую температуру, вибрации, удары, влажность, а также требования к характеристикам и конструкции отдельных видов оборудования.

НЛГС-2 были внедрены при создании и сертификации самолётов Ил-86, Як-42 и АН-28, а НЛГС-3 — при создании и сертификации самолётов Ту-204, Ил-96-300, Ан-74 и Ил-114.

Нормы лётной годности оказали заметное влияние на весь процесс создания, испытаний и эксплуатации отечественных гражданских самолётов и способствовали повышению уровня безопасности полёта. Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия

Главный редактор Г.П. Свищев

1994