Авиационные Правила АП-25 «Норм летной годности самолетов»

Это раздел «Норм летной годности» для гражданских самолетов. Этот раздел был разработан в 1994 году.

В это время было признано необходимым гармонизировать «Отечественные нормы летной годности воздушных судов» с общемировыми требованиями по обеспечению прочности авиаконструкций, и в частности, по проблеме обеспечения безопасности эксплуатации самолетов по условиям усталости.

Гармонизация (универсализация) была ранее проведена западными странами применительно к требованиям пунктов FAR 25.271 (Америка) и JAR 25.571 (Европа), связанных с анализом допустимости повреждений и усталостной прочности конструкций.

Отечественные правила в этот части были переработаны под указанную структурную форму западных стран.

Отечественные Авиационные Правила приняли аналогичную абревиатуру АП5.571, а в качестве их основы было принято решение использовать структуру американских норм (FAR25.571), при этом учитывалось, что соответствующие требования отечественных правил (раздел 4.9 НЛГС-3) по существу проблемы были близки к требованиям FAR25.571.

Поэтому авиационный регистр Межгосударственного авиационного комитета 30 декабря 1996г к разделу АП 25.571 ввел в действие МОС к АП25.571 (Методы определения соответствия «Обеспечение безопасности конструкции при длительной эксплуатации»).

МОС к АП25.571 – это результат длительной и кропотливой работы специалистов авиационной промышленности и Гражданской авиации России и других стран СНГ. При их разработке была принята во внимание и проблема гармонизации сложившейся отечественной практики с общепринятой мировой.

Наиболее сложным в этом отношении был вопрос о дальнейшем применении в полном объеме подхода разработанного и апробированного в России: принципа поэтапного установления и продления назначенных ресурсов и сроков службы, поскольку использование этого принципа в отечественных условиях обеспечивает необходимый уровень безопасности.

Он остался на равных условиях с американским. Вместе с тем предусмотрена возможность использование и других методов обеспечения безопасности конструкции по условиям прочности при длительной эксплуатации, в том числе и принятых в мировой практике, без установления назначенных ресурсов и сроков службы.

Следует подчеркнуть ряд особенностей документа МОС к АП25.571.

В общую философию этого документа с Российской стороны были внесены и некоторые существенные изменения.

В-первых, указана необходимость учета, кроме усталости, возможных коррозионных и случайных повреждений (три вида).

Во-вторых, отмечено, что использование принципа безопасного ресурса допускается лишь в случае, если применение для конкретной конструкции принципа допустимости повреждения становится невыполнимым.

В-третьих, признано целесообразным в общих требованиях АП25.571 отразить некоторые принципиальные моменты, апробированные многолетним опытом отечественной авиации.

К таким наиболее принципиальным вопросам отнесены:

1) отечественная методология обеспечения безопасной эксплуатации самолетов, основанная на методе поэтапного установления (продления) назначенных ресурсов, с приуроченными к этим этапам изменениями (в случае недопустимости) соответствующей эксплуатационной документации;

2) приоритетная значимость результатов испытаний натурной конструкции по сравнению с методами расчета.

В тексте МОС к АП25.571 приоритеты обозначены еще более конкретно:

а) на первое место по значимости поставлены прямые натурные испытания;

б) на второе – пересчет результатов испытаний на другие критические места этой же натурной конструкции и наконец;

в) на третье – результаты расчета.

Заключение

Тип и характер некоторых тяжелых авиационных происшествий с 50-х г.г. привели к формированию двух базовых концепций обеспечения безопасной эксплуатации авиационных конструкций по условиям усталостной прочности и живучести: первая – концепция безопасного ресурса, вторая – концепция эксплуатационной живучести (повышенной живучести).

Концепция безопасного ресурса (срока службы) сводится для конкретного конструктивного элемента к определению момента появления усталостной макротрещины. Эта концепция не допускает эксплуатацию поврежденной конструкции: после наработки установленного этот конструктивный элемент (узел) изымается из эксплуатации (например, шасси).

Концепция повышенной живучести допускает разрушения (повреждения в виде макротрещины) в процессе эксплуатации планера определенного числа конструктивных элементов, не приводящих к катастрофическому разрушению остальной части конструкции самолета.

Эта концепция основана на предположении о том, что уровень статической прочности поврежденной конструкции таков, что вероятность превышения его максимальной нагрузкой, реализуемой в эксплуатации чрезвычайно мала, в том интервале времени, который самолет налетает до ближайшего осмотра и ремонта.

Допускаемые напряжения в элементах конструкции, спроектируемых в рамках концепции эксплуатационной живучести могут больше на 15-20% по сравнению с соответствующими напряжениями, принимаемыми для аналогичной конструкции спроектируемой на основе эксплуатационной живучести.

Однако конструкция с эксплуатационной живучестью обладает рядом затратных особенностей:

Во-первых, она требует более трудоемкого технического обслуживания (эксплуатация по техническому состоянию), так как появление трещин начиная с некоторой наработки является не исключением, а закономерным явлением.

Во-вторых, эффективность осмотров должна быть такой, чтобы любая трещина (достаточных размеров) обнаружилась до того, как она станет опасной для самолета.

В-третьих, в этом случае каждый самолет может эксплуатироваться до выработки своего индивидуального ресурса.

Очевидным становится отношения между базовыми принципами:

- принцип безопасного ресурса;

- принцип эксплуатационной живучести, при проектировании элементов конструкций в данный модели планера.

Важно подчеркнуть, что нецелесообразно проектировать и строить конструкцию полностью в соответствии только с принципом безопасного ресурса или только с принципом эксплуатационной живучести.

В конструкции одного и того же самолета могут быть силовые элементы и конструктивные агрегаты спроектированными по разным принципам обеспечения безопасности.

В настоящее время распространение получили конструкции планеров самолета, в которых используется оба принципа.

В этом случае, конструкция планера в целом (как тонкостенная конструкция) является конструкцией, реализующей принципы эксплуатационной живучести.

В то же время основные силовые элементы агрегатов могут быть выполнены по принципу обеспечения безопасности в рамках безопасного ресурса. К таким элементам относятся, в первую очередь, детали, выполненные из высокопрочных материалов с большим сосредоточием материала в сечении, которые при этом особенно труднодоступны для осмотра.

С позиции надежности оба рассматриваемых принципа дополняют друг друга: один принцип требует отсутствия трещин, а другой принцип – требует их надежного обслуживания – тем самым повышается надежность эксплуатации самолетного парка.

Интересно сопоставить стоимость изготовления двух одинаковых самолетов (одной модели) на спроектированных и изготовленных в двух вариантах:

I) Самолет с безопасно повреждающейся конструкцией

II) Самолет на основе конструкции с безопасным сроком службы.

На стоимость изготовления влияют два фактора:

а) степень сложности конструкции

б) масса конструкции.

Такой эксперимент был выполнен для самолета достаточно простой конструкции с пассажировместимостью около 30-40чел (самолет HS.650.,артоси). Большая стоимость присуща конструкции с большей степенью сложностью.

Было установлено, что самолет с безопасным сроком службы имеет большую массу, че аналогичный самолет безопасно повреждающейся конструкцией.

Однако, стоимость изготовления этих самолетов данной модели оказалась одинаковой.

Объясняется это тем, что снижение массы самолета с безопасно повреждающейся конструкцией практически полностью «уравновешено» увеличением сложностью конструкции и, следовательно, ее удорожанием.

Применительней к широкофюзеляжным гражданским самолетам, эксплуатирующимся на линиях полета удорожание конструкции, изготовленной по принципу допускаемого повреждения, непременно с лихвой окупается тем, что ресурс такой конструкции по сравнению с конструкцией, изготовленной с безопасным сроком службы, увеличивается примерно в 2-2,5 раза, что предопределяет экономичную эффективность и прогрессивность нового подхода, в рамках концепции эксплуатационной живучести.

Поиск по сайту: