Анализ авиационных событий с государственными воздушными судами РФ из-за отказов бортового радиоэлектронного оборудования за период 2000-2017 гг

Развитие бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) характеризуется постоянным увеличением числа решаемых задач, повышением сложности алгоритмов обработки информации, расширением адаптивных и интеллектуальных возможностей, поиском новых архитектурных решений по построению комплексов бортового оборудования (КБО) и снижению массогабаритных характеристик при одновременном сохранении высоких показателей надежности и отказоустойчивости.

Отказы авиационной техники (АТ) негативно влияют на обеспечение качественного, своевременного и должного выполнения задач по предназначению в условиях интенсификации летной деятельности авиационных частей воздушно-космических сил (ВКС).

К числу возможных причин возникновения отказов АТ относят конструктивнопроизводственные недостатки (КПН), которые могут быть вызваны дефектами проектирования и производства.

Для выявления степени критичности данной причины предлагается проанализировать состояние аварийности в авиации ВКС.

Таким образом, целью статьи является анализ влияния КПН БРЭО воздушных судов (ВС), вызванных дефектами проектирования и производства, на обеспечение качественного, своевременного и должного выполнения задач по предназначению.

Анализ основан на информации, представленной в [1–7], и охватывает период с 2000 по 1-е полугодие 2017 г., что позволяет рассмотреть авиационные события (АС) с ВС различных принципов построения КБО.

Согласно [8], в зависимости от степени тяжести АС классифицируются таким образом:

• -    авиационные происшествия (АП);

• -    чрезвычайные и наземные происшествия (ЧП) и (НП);

• -    авиационные инциденты (АИ).

За указанный период в государственной авиации РФ выявлено 28449 АИ, из них 4739 серьезных авиационных инцидентов (САИ) и 177 серьезных авиационных инцидентов с повреждением воздушного судна (САИП); 160 АП, из них 73 катастрофы (К) и 87 аварий (А); 39 ЧП и НП, из них 36 ЧП и 3 НП.

По группам факторов (причин) Ф(П) [8] АС с ВС распределились следующим образом:

• -    первая группа Ф(П) (нарушения (упущения) личного состава при организации, производстве, управлении и обеспечении полетов) – 98 АП (50 катастроф и 48 аварий), 11521 АИ (120 САИП и 1182 САИ), 30 ЧП и НП (27 ЧП и 3 НП);

• -    вторая группа Ф(П) (отказы авиационной техники, не связанные с действиями личного состава, участвующего в производстве полетов) – 58 АП (22 катастрофы и 36 аварий), 15687 АИ (43 САИП и 3225 САИ), 5 ЧП;

• -    третья группа Ф(П) (другие причины) – 4 АП (4 аварии), 1241 АИ (14 САИП и 332 САИ), 4 ЧП.

Диаграмма, представленная на рис. 1, характеризует процентное распределение АС по группам (факторам) причин.

Из анализа диаграммы следует, что доля авиационных событий из-за отказов АТ, не связанных с действиями личного состава, участвующего в организации и производстве полетов (2-я Ф(П)), наиболее значительна и составляет 55 % от общего количества АС, произошедших с 2000 г. по 1-е полугодие 2017 г.

Разделим вторую группу Ф(П) на отказы, связанные с планером и двигателем ВС (двигатели, элементы силовой установки, шасси, гидравлическая система, фонарь, окна, крыло, тормозная и посадочная парашютная система и т.д.), и отказы БРЭО, состоящее из: авиационного оборудования (бортовые средства контроля и регистрации полетных данных, приборы контроля двигателя, пилотажно-навигационное оборудование, система управления самолетом и др.), радиоэлектронного оборудования (связное оборудование, радиоаппаратура самолетовождения) и авиационного вооружения (прицельно-вычислительные комплексы и устройства, система управления оружием).

Соотношение количества АС за анализируемый период времени, обусловленных отказами планера и двигателей ВС и БРЭО, показано на рис. 2.

Представленные данные свидетельствуют о том, что 41 % АС из-за отказов АТ с государственными ВС РФ вызваны отказами БРЭО.

По подгруппам данные АС распределились следующим образом:

• -    КПН – 5658 АС (8 катастроф, 9 аварий, 1 ЧП, 3 САИП, 488 САИ и 5151 АИ);

• -    отказы, причины которых не установлены, но могут быть наиболее вероятными (ОПНУ) – 552 АС (32 САИ, 520 АИ);

• -    недостатки ремонта (НР) – 169 АС (19 САИ, 150 АИ) (рис. 3).

Видно, что в большинстве случаев АС были обусловлены отказами БРЭО вследствие КПН (89 %).

На рис. 4 представлено процентное распределение АС по причине КПН БРЭО.

Таким образом, по причине КПН отказов БРЭО выявлено 8 катастроф, 9 аварий, 1 чрезвычайное происшествие, 3 серьезных авиационных инцидента с повреждением ави-

Lipyjwi '>№ iiir

Рис. 1. Диаграмма распределения АС по группам факторов (причин)

Fig. 1. Diagram of aviation events distribution according to groups of factors (causes)

Рис. 2. Гистограмма соотношения отказов планера и двигателей ВС к отказам БРЭО за исследуемый период

• Fig. 2.    Histogram of aircraft airframe and engines failures to avionics failures within the period under study

Рис. 3. Диаграмма распределения Ф(П) 2-й группы из-за отказов БРЭО по подгруппам

• Fig. 3.    Diagram of factors (causes) distribution of the second group due to avionics failures into subgroups

Рис. 4. Процентное распределение АС по причине КПН БРЭО

• Fig. 4.    Percentage distribution of aviation events because of avionics design-manufacturing troubles

  ационной техники, 488 серьезных авиационных инцидентов и 5151 авиационный инцидент.

Так, 24.07.2003 произошла катастрофа вертолета Ми-8, вероятной причиной которой является отказ системы управления. По причине возникновения ошибки в счислении координат бортовой системой навигации, приведшей к выходу из разворота с отклонением по широте на 5 км, 12.11.2003 потерпел катастрофу МиГ-29. В связи с возникшим отказом блока защиты и управления БЗУ-6ВМ, входящим в состав блока регулировки, защиты и управления генератора постоянного тока БРЗУ-4в, 8.07.2004 потерпел катастрофу дальний сверхзвуковой ракетоносец-бомбардировщик Ту-22м3. По программе первого испытательного полета после ремонта, 29.07.2008 истребитель Су-27уб потерпел катастрофу, обусловленную отказом продольного канала системы дистанционного управления СДУ-10У. 2.11.2010 при выполнении полетов возникла особая ситуация, в результате которой произошла катастрофа, обусловленная неинформативным отказом правого авиагоризонта и, как следствие, неправильная работа автопилота АП-34Б (неадекватная, с отработкой ошибочных сигналов) по каналу крена и тангажа в полете, что привело к перекладке автомата перекоса на величину полного хода раздвижки автопилота по обоим каналам и при наличии сильного бокового ветра слева стало причиной сваливания в правый крен и пикирование. Ночью 28.12.2010 потерпел катастрофу Ан-22 из-за отказа системы управления, выразившегося в нарушении работоспособности механизма автотриммирования, что привело к резкому отклонению рулей направления до значения 14°, развитию глубокого скольжения с превышением критического угла скольжения, энергичному кренению с переходом самолета на снижение по спиральной траектории. При выполнении планового полета 6.09.2012 в связи с неинформативным отказом канала индикации крена командного пилотажного прибора, выразившимся в индикации околонулевых показаний крена, произошла катастрофа МиГ-29. После выполнения задания в зоне при выходе на аэродром 15.04.2014 потерпел крушение Як-130 из-за отказа системы управления самолетом, наиболее вероятно обусловленного повреждением электрических связей в коммутационной печатной плате А2 контейнера К-60 КСУ-130.

В результате аварий было утрачено: Су-27п 3 ед., Су-27уб, Су-27см, Су-24м, Су-24мр, МиГ-25рб, Як-130. 17.05.2001 по причине многочисленных отказов его систем и непрекращающегося (после сброса фонаря) задымления кабины был утрачен Су-27п. 26.03.2002 произошла авария истребителя Су-27п из-за отказа основной и резервной системы дистанционного управления. Причиной аварии самолета МиГ-25рб 2.07.2003 явилась потеря скорости вследствие выключения летчиком правого двигателя, обусловленного отказом в системе информации о работоспособности двигателей. При выполнении полета по плану боевой подготовки 12.02.2004 г. произошла авария самолета Су-24м, причиной которой явился отказ управления в системе изменения стреловидности крыла. При перелете в составе группы 15.09.2015 произошла авария самолета Су-27п в связи с потерей летчиком ориентировки при выполнении полетного задания, обусловленной отказом навигационного оборудования, что привело к полной выработке топлива на самолете и самовыключению двигателей в воздухе. Перед выполнением захода на посадку 19.06.2009, экипаж фронтового бомбардировщика Су-24м приступил к перестановке крыла из положения 45º в положение 16º. Крыло в положение 16º не установилось. Произошел отказ генераторов переменного тока, навигационных приборов, повлекший за собой необходи- мость выхода экипажа в зону аварийного покидания самолета. В 2010 г. произошло две аварии. Так, 29.05.2010 упал самолет Як-130. Причиной аварии самолета явилось нарушение работоспособности комплексной системы управления КСУ-130, выразившееся в формировании и выдаче на привода рулевых поверхностей несоответствующих режиму полета управляющих сигналов в продольном и боковых каналах, что привело к неуправляемому и непарируемому движению самолета, его выходу на закритические углы атаки, сваливанию и штопору. 20.09.2010 при выполнении самолетом облета после ремонта произошла авария Су-27уб. Причиной аварии явилось нарушение работоспособности системы дистанционного управления СДУ10У, выразившееся в формировании и выдаче на приводы рулевых поверхностей демпферами тангажа и курса управляющих сигналов, не соответствующих режиму полета, что привело к продольной раскачке и сваливанию самолета.

При выполнении боевой задачи 11.11.2002 произошло чрезвычайное происшествие, в результате которого был утрачен вертолет Ми-24п по причине отказа системы управления вертолета.

При расследовании САИП, произошедшего 5.09.2001 с самолетом Ту-160, был выявлен конструктивный недостаток, выразившийся в отказе блока БУ-66 системы управления интерцепторами. На вертолете Ми-8мтв-2 при заходе на посадку 3.08.2002 произошел САИП по причине отказа системы автоматического регулирования левого двигателя. Недостатки в разработке алгоритма программного обеспечения БЦВМ, выразившиеся во временной задержке в цепях вооружения при выборе типа вооружения кнопкой «тип Оружия», обусловили САИП вертолета Ми-28н 19.06.2009.

Основными причинами возникновения САИ/АИ за исследуемый период явились отказы блоков, относящихся к различным системам ВС: системе электроснабжения, пилотажнонавигационному оборудованию, системе управления самолетом, противопожарному оборудованию, оборудованию автоматического управления полетом, радиоаппаратуре самолетовождения, связному оборудованию, прицельно-вычислительным комплексам и устройствам и т.д.

Так, например, в 2012 г. было зарегистрировано два САИ с самолетом Су-35С, выразившиеся в кратковременном сбое связи между процессором «А» вычислителей управления ВУ-35-135-01 и контроллерами вычислителей приводов ВП-35-1 и ВП-35-3 и аппаратном отказе БЦВМ-1 с сохранением частичного обмена по МКИО, что не позволило передать управление МКИО к БЦВМ-2. При определении причин возникновения САИ с самолетом Су-34 были выявлены: отказ системы электроснабжения постоянного тока, причина которого не установлена, но наиболее вероятной может быть отказ БРЗУ27В или ГСБК18П; отсутствие резерва бокового канала в результате отказа датчика ДАД системы СДУ-10.

Наиболее часто встречаются следующие отказы:

– отказы исполнительных блоков автоматики систем пожарной сигнализации, пожаротушения и предупреждения о пожаре самолетов МиГ-29, МиГ-31, Су-24, Су-25, Су-27 и Ил-76, вертолетов Ми-8;

– отказы систем электронной автоматики самолетов МиГ-29, Ту-22м3 и Ту-134;

– отказы электрических и электронных систем и устройств управления силовыми установками самолетов Су-24, Су-25, Су-27, МиГ-29, МиГ-31, Ту-22м3, Ту-134, Ту-160, вер- толетов Ми-8, Ми-24 и Ми-26. Все они сопровождались отказами одного из двигателей либо ложной сигнализацией об отказе двигателя с последующим его выключением экипажем.

Согласно [1], большинство САИ произошло в процессе боевой подготовки летной деятельности. В меньшей степени авиационные инциденты были выявлены при выполнении воздушных перевозок, специальных заданий и проведений летно-тактических учений.

Таким образом, проведенный анализ авиационных событий c государственными ВС РФ за исследуемый период позволяет сделать следующие выводы:

• 1 . 41 % авиационных событий, относящихся ко 2-й группе Ф(П), обусловлены отказами бортового радиоэлектронного оборудования, по причине которых произошло 8 катастроф, 9 аварий, 1 чрезвычайное происшествие, 3 серьезных авиационных инцидента с повреждением воздушного судна, 488 серьезных авиационных инцидентов и 5151 авиационный инцидент.

• 2 . Основными опасными факторами, приводящими к снижению надежности авиационной техники, являются:

• -    физическое старение образцов АТ, состоящих на вооружении в государственной авиации Российской Федерации;

• -    низкая надежность элементной базы бортового оборудования воздушных судов (в том числе новых и модернизированных);

• -    недостаточное финансирование работ по устранению опасных конструктивнопроизводственных недостатков, определяемых комиссиями по результатам расследования АП;

• -    проявления конструктивных недостатков, допущенных при создании новой авиатехники.

В качестве рекомендаций по снижению отказов бортового радиоэлектронного оборудования предлагается применение версионной избыточности на начальных стадиях разработки, которая позволит парировать дефекты проектирования и производства и в результате снизить количество авиационных событий по 2Ф(П).