Разработка параметрических критериев оценки повреждения воздушных судов при столкновении с птицами

Введение. С учетом актуальности авиационных инцидентов вследствие ударов (столкновений) с птицами в зоне полетов воздушного судна (ВС) и апостериорного анализа этих событий в работе рассмотрены и апробированы параметрические модели и критерии реализации происшествий.

Постановка задачи. На основе известной нечеткой параметрической модели «нагрузка p — несущая способность σ» ставится задача о нахождении возможностной (нечеткой) меры повреждения воздушного судна и (или) летчика при столкновении с птицами при варьировании массы и скорости птицы, а также площади и длительности контакта при ударе. Результаты её решения направлены на обоснование орнитологической безопасности полетов путем разработки упреждающих действий по отпугиванию и обходу зон скопления птиц как при взлете и посадке, так и на маршруте следования судна.

Теоретическая часть. Для описания и оценивания таких событий (исходов) как повреждение, разрушение, падение воздушного судна был применен известный в механике критерий превышения нагрузки над несущей способностью. При этом параметры нагрузки и несущей способности описаны как нечеткие величины, что позволило найти значения возможностной меры (как субъективной вероятности) реализации исходов в условиях даже недостаточной статистики. Параметр нагрузки представлен в виде амплитуды импульса давления при ударе и столкновении птицы с воздушным судном как функция от расчета при варьировании массы птицы, скорости взаимного сближения птицы и судна, длительности удара и площади контакта птицы с судном: p=mv/(Δt∙ζ) (научный результат 1). На основании полученных данных о значениях ядер и нечетких интервалов несущей способности, а также данных о значениях ядер и нечетких интервалов амплитуды давления в ударе, был проведен расчет возможностной меры каждого из исходов происшествия (научный результат 2).

Выводы. При ударе птицы массой не менее 1-го кг и при взаимной скорости не менее 50 м/с разрушение фюзеляжа произойдет с возможностной мерой 1,0, а при воздействии осколков фюзеляжа на летчика возможно падение судна. С помощью полученных научных результатов достижимо унифицированное и достоверное страховое обоснование орнитологического риска полетов.

1. Уровень столкновений российских ВС с птицами : во исполнение требований Федеральных авиационных правил «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» : [введ. Министерством транспорта Российской Федерации 31 июля 2009 г.] // Отраслевая группа авиационной орнитологии : [сайт]. — URL: http://www.otpugivanie.narod.ru/bird-strike-rate.html (дата обращения: 10.08.2019).Аналитика

2. Враг № 1: как часто самолёты сталкиваются с птицами и животными : аналитика / Новые известия. — URL: https://newizv.ru/article/general/20-08-2019/vrag-1-kak-chasto-samolety-stalkivayutsya-s-ptitsami-i-zhivotnymi (дата обращения: 15.08.2019).

3. Юрьев, С. С. Управление единой системой организации воздушного движения Российской Федерации в аспекте концепции государственных услуг / С. С. Юрьев // Научный вестник. Московского государственного технического университета. — 2017. — № 170. — С. 124-130.

4. Логвин, А. И. Организация воздушного движения : учеб. пособие для вузов / А. И. Логвин, А. Ю. Власов. — Москва : Изд-во Мос. гос. тех. ун-та, 2018. — 480 с.

5. Силаева, О. Л. Расчет силы удара при столкновении самолета с птицей / О. Л. Силаева, Р. А. Турусов, В. Д. Ильичев // Проблемы авиационной орнитологии : Материалы 1-й Всерос. науч-тех. конф. — Москва : Изд-во ин-та пробл. экол. и эволюц. РАН, 2009. — С. 68-74. — URL: https://www.researchgate.net/publication/283643930 (дата обращения: 04.05.2020).

6. Семышев С. В. Динамическое взаимодействие элементов конструкции летательного аппарата с птицей : дис. ... канд. техн. наук / С. В. Семышев. — Жуковский, 2002. — 121 с. — URL: https://www.dissercat.com/content/dinamicheskoe-vzaimodeistvie-elementov-konstruktsii-letatelnogo-apparata-s-ptitsei (дата обращения: 04.05.2020).

7. Есипов, Ю. В. Мониторинг и оценка риска систем «защита — объект — среда» / Ю. В. Есипов, Ф. А. Самсонов, А. И. Черемисин. — Москва : ЛКИ, 2013. — 138 с.

8. Есипов, Ю. В. Модели и показатели техносферной безопасности / Ю. В. Есипов, Ю. С. Мишенькина, А. И. Черемисин. — Москва : ИНФРА, 2020. — 154 с.

9. Есипов Ю. В. Разработка алгоритма расчета вероятностного показателя безопасности технической системы «защита — объект — среда» / Ю. В. Есипов, М. С. Джиляджи, Н. С. Маматченко // Безопасность техногенных и природных систем. — 2017. — № 1. — С. 75-89.

10. Мороз, Л. С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов / Л. С. Мороз. — Ленинград : Машиностроение, 1984. — 224 с.