продолжение....
5
Парашютов под сиденьями в пассажирских самолетах нет. Пассажирам от этого неуютно. Авиаторам тоже, но делать нечего: если каждому выдать парашют, то жертв в критической ситуации меньше не будет.
"Девяносто процентов людей, добровольно пожелавших прыгнуть с парашютом, - объясняет Долотовский, - в первый раз приходится выталкивать за борт. А норматив, регламентирующий время покидания самолета в аварийной ситуации - три минуты. И это на земле! Если отойти в сторону от темы, то испытания, подтверждающие выполнение данного норматива - само по себе захватывающее зрелище: собирают полный самолет неподготовленных людей, проводят стандартный инструктаж (каждый, кто летал, слышал такой же перед взлетом от стюардессы), потом выключают свет, и по команде все побежали. Один из самых сложных тестов. А теперь представим себе то же самое в воздухе и с парашютами".
Кроме того, находиться вне самолета на высоте выше 4500 метров - удовольствие сомнительное и небезопасное. Там холодно, там низкое давление, там трудно дышать. Да и выпрыгнуть из самолета, даже при наличии решимости, задача нетривиальная.
"Самолет летит со скоростью 170 метров в секунду, - говорит Долотовский, - и, прыгая, ты врезаешься в стабилизатор. Даже моргнуть не успеваешь. Покинуть современный самолет без особых технических средств и специальной подготовки невозможно".
Играет роль и экономический фактор. Нашпиговывать самолет сложными и тяжелыми спасательными системами, которые за весь срок эксплуатации скорее всего ни разу не понадобятся, - вряд ли разумно. Самолет и без того сложнейшая машина, свободного места и запаса по весу в нем немного.
"Одна из причин, по которым не пошла наша отечественная программа по созданию экраноплана4, - говорит Долотовский, - как раз в том, что аппараты строили судостроители, у которых свои, более жесткие требования к конструкциям. Экранопланы получились слишком тяжелыми, могли возить только сами себя".
Катапультирование, небезопасное даже для тренированных людей? Экзотические проекты по созданию большого парашюта для салона с пассажирами? Площадь такого парашюта должна быть с большое футбольное поле, кроме того, мы снова упираемся в гигантскую скорость самолета, и вердикт Долотовского - миссия невыполнима.
"Гораздо проще сделать надежный самолет, - уверяет он, - без любого рода спасательных шлюпок. К слову, даже опыт морских катастроф показывает, что на шлюпках спасается в лучшем случае тридцать процентов. Так что это не гарантия".
Тем не менее самолет должен уметь садиться на воду и не утонуть, пока пассажиры покидают борт. С настоящими самолетами, правда, такие испытания не проводят, используются их модели. Трехметровую модель SSJ100 запускали с катапульты в подмосковной Дубне.
Она не утонула. То есть, конечно, утонула, но не сразу.
6
Раз спасти пассажиров с терпящего бедствие самолета невозможно, приходится уповать на надежность автоматики. Однако у такого подхода есть и обратная сторона: чем больше автоматических систем на борту, тем проще летчику расслабиться, потерять квалификацию и, в критической ситуации, подвести беспарашютных пассажиров. Александр Долотовский согласен, что такая проблема есть.
"В практике западных авиакомпаний поощряются летчики, летающие в свободное от основной работы время на легких и пилотажных самолетах, кроме того, в условиях хорошей видимости экипаж должен выполнять взлет и посадку только вручную, без использования автопилота".
С точки зрения разработчика авиатехники, необходимо создавать такие самолеты, чтобы в случае отказа автоматики характеристики самолета ухудшались незначительно, чтобы с пилотированием этой машины мог справиться даже средний летчик. Так же устроен и Sukhoi Superjet 100.
Автоматические системы управления на самолетах появились сначала на боевых машинах, и это не удивительно: надо было обеспечить максимальную простоту управления и маневренность техники при увеличении нагрузки на летчика. На пассажирских самолетах подобные системы стали появляться в восьмидесятые годы.
"На нашем новом самолете она тоже, разумеется, есть, - рассказывает Долотовский. - Система не позволяет летчику выйти за разрешенный диапазон. При любых его действиях - потере пространственной ориентировки, уклонении от столкновения и других - автоматика не позволяет летчику выводить самолет за пределы безопасных режимов полета, обеспечивая, таким образом, максимальную безопасность".
К примеру, если маневры летчика приводят к критической потере скорости, система управления сама включит двигатели на максимум, чтобы избежать падения. На самолете, оборудованном такой системой, невозможно критически пикировать, делать "бочки", свалиться в штопор.
Superjet, как и любой современный самолет, рассчитан на то, что большую часть времени проходит горизонтальный полет, а пилот вмешивается в управление либо тогда, когда автоматика отказывает, либо на взлете и посадке. Разработчики попытались сделать управление максимально комфортным. Система подстраивается под вес самолета, его скорость, смещение центра тяжести с таким расчетом, чтобы в управлении для летчика от этих параметров ничего не зависело.
"Если взять самолет, не имеющий средств автоматизации, - говорит Долотовский, - то с изменением обстоятельств полета пилотажные характеристики сильно меняются: самолет по-разному реагирует на управление, и летчику нужно прикладывать совсем разные усилия5. Это впервые почувствовали на истребителях, где техника эксплуатируется в предельных режимах, разница между которыми огромна. Кстати, именно на советском МиГ-19 впервые появилась автоматическая система регулировки управления АРУ-1в, которая регулировала управление в продольном канале в зависимости от скорости и числа Маха6 полета, предоставляя летчику адекватную реакцию самолета на отклонение ручки. Американцы сделали такой же механизм на пятнадцать лет позже".
Механизм этот, по словам Долотовского, очень простой и надежный, и в Superjet есть нечто подобное, только гораздо более совершенное.
7
Интересно, что испытания самолета, в соответствии с правилами, начинаются в режиме, в котором немалая часть автоматики, о которой говорилось выше, отключена.
"Авиапроизводитель, создавая самолет, всегда должен думать о плохом, - говорит Долотовский. - Полет на самолете совсем без отказов - это прекрасно, но готовиться все должны к худшему".
Из-за стремления к надежности система управления самолетом - многоуровневая. Она получает информацию о скорости, весе, расположении центра масс самолета, о высоте его полета, и так далее - перечень большой. С одной стороны, обилие информации дает возможность разработать хорошие алгоритмы, которые все это учитывают, а с другой - делают алгоритмы зависимыми от источников этих данных. Поэтому система обучена в случае отказа одного или нескольких произвольных датчиков идти по пути деградации алгоритма: второстепенный функционал может при этом урезаться, но самолет способен лететь дальше.
"Наконец, когда у нас пропало вообще всё, - говорит Долотовский, - и самолет летит "слепоглухонемым", система управления переходит на самый минимальный режим - direct mode. В этом режиме самолет получается почти примитивным (уровень реактивных самолетов 60-х годов), но летчик вполне может его посадить по запасным автономным приборам, очень простым и очень надежным. Самолет будет всё так же легко подчиняться управлению".
Обеспечить такое многоступенчатое резервирование - дело нетривиальное. Долотовский считает, что в реальной жизни ни один летчик с подобной ситуацией не столкнется, но ради надежности предусмотрено и это. Мой собеседник вновь провел параллель с автопромом, вспомнив про то, что во многих автомобилях делают электронные педали газа или тормоза.
"Я слышал, - говорит он, - что на некоторых дорогих современных автомобилях было несколько случаев отказа этой электроники. При такой неисправности, если педаль тормоза сильно продавить, она начинает давить непосредственно на тормозной цилиндр. Правда, у водителя уже нет в распоряжении никакого усилителя, и две с половиной тонны предлагается останавливать практически ручником. С точки зрения авиационного инженера это - плохое решение".
Разумеется, критически важные системы современного пассажирского самолета резервируются. Только уровень кратности резервирования, по словам Долотовского, отличается.
"Возьмём рули на крыле, - говорит он. - На каждый руль приходится по два вычислителя. Каждый вычислитель сам по себе - двухканальный, плюс вычислители сверяются друг с другом и с датчиками. Плюс потеря одного руля не приводит к ухудшению динамики самолета. Они резервируют друг друга в управлении по крену. По тангажу - два руля высоты и стабилизатор. По курсу - руль направления, на котором не менее трёх приводов, но его отказ некритичен".
На ум сразу пришла международная космическая станция, о системах которой мы писали в прошлом году. Впрочем, Долотовский, не умаляя сложности космических систем, попытался пояснить разницу. МКС - одна. Она всё время поддерживает связь с Землей, вокруг неё постоянно суетятся десятки уникальных инженеров высочайшей квалификации.
"Большинство даже критических неполадок на космической станции, - говорит Долотовский, - оставляет экипажу время на их устранение, на обсуждение проблемы с ЦУПом, и, в крайнем случае, люди могут штатно вернуться на поверхность с помощью корабля-спасателя. Лишь бы воздух несколько часов оставался внутри. На самолете критическая неисправность обычно фатальна. Поэтому маршрут полета всегда выбирается так, чтобы в течение получаса самолет мог сесть в каком-нибудь аэропорте, если вдруг придется лететь на одном двигателе. Если есть желание проложить такой маршрут, что аэропорты оказываются в часе лёта, нужно сначала доказать, что самолет на одном двигателе туда доберется, а это совсем непростая задача".
8
После разговора с Александром Долотовским у меня неожиданно появилась возможность "порулить" новым и вполне исправным самолетом от "Сухого". Конечно, в Комсомольск, где базируется проходящая испытание техника, мы не поехали (да и кто бы меня пустил за штурвал). Зато побывали в инженерном тренажере, предназначенном для отработки и проверки системы управления, ее алгоритмов и логики с участием летчиков. В частности, он же использовался и для подготовки летчиков-испытателей перед первым вылетом.
Инженерных тренажеров существует достаточно много - это общее название определенного уровня установок для исследований. От обучающего тренажера инженерный отличается наличием программного инструментария для замены или модификации отдельных элементов. Если в двух словах, то обучающий тренажёр - это точная реплика самолета, а инженерный - его гибкая имитация.
Тренажёр после включения встретил знакомыми заставками загружающейся Windows XP на экранах, на которых имитировалась приборная панель. Тренажёр оснащен также системой визуализации вида из кабины. Мы стояли на взлетной полосе, и виртуальную машину в воздух поднял Долотовский, занявший левое кресло командира экипажа.
Штурвала в кабине нет.
"Раньше в кабине самолета, в первую очередь, бросался в глаза штурвал, - говорит Долотовский. - У нас вместо него боковая ручка управления самолетом, которая стала, по сути, резервным рычагом".
Ручка и впрямь в кабине не доминирует, занимая совсем немного места. Первыми на такие ручки перешли создатели самолетов Airbus. Впрочем, ещё раньше так хотели поступить наши на Ту-204. Но тогдашний министр гражданской авиации Бугаев, увидев на макете подобную ручку, говорят, возмутился: что это, мол, у нас летают однорукие пилоты?! И конструкторы вернулись к штурвалу.
С помощью ручки мне было предложено попробовать вывести самолет "из себя". Ни сбросить до критического уровня скорость, ни направить самолет в пике у меня не вышло, автоматика упорно не поддавалась на провокации. Ну а затем, полетав над незамысловатым виртуальным ландшафтом и заработав вполне настоящее головокружение, я должен был посадить самолет. Нужно сказать, что в отличие от стюардессы канадского Боинга, я до того не имел никакого опыта: я даже в игрушки-симуляторы не заглядывал. Под чутким устным руководством, но собственноручно, я с огромным трудом вырулил к аэродрому и еле-еле попал в посадочную полосу, и то под некоторым углом. Если бы это был настоящий самолет, я думаю, что в момент касания нас тряхнуло бы очень и очень сильно, однако самолет я даже виртуально не разбил. Теперь, если во время будущих реальных полетов у всех пилотов случится непоправимое психическое расстройство, ответственность придется брать на себя.
http://www.computerra.ru/vision/406913/