Реальные риски отказа двигателя

Практически с самого начала нашей летной подготовки пилоты обучаются моделированию отказов двигателя на каждом этапе полета. После того, как мы познакомились с работой с отказами двигателя, мы практикуем и совершенствуем их, а затем пересматриваем их, чтобы убедиться в профессионализме. Это обучение необходимо, потому что, хотя в целом они надежны, двигатели небольших самолетов все же выходят из строя, особенно если это поршневые двигатели.

Наша цель - сделать это безопасно в крайнем случае, и данные показывают, что это более вероятно, чем нет. Но управление риском начинается задолго до того, как шум утихнет.

Изображение: Viper Flight Training

Практически с самого начала нашей летной подготовки пилоты обучаются моделированию отказов двигателя на каждом этапе полета. Как только мы знакомимся с проблемами работы двигателя, мы практикуемся и совершенствуем их, а затем пересматриваем их, чтобы убедиться в профессионализме. Это обучение необходимо, потому что, хотя в целом они надежны, двигатели небольших самолетов все же выходят из строя, особенно если это поршневые двигатели. Надлежащие методы осмотра и обслуживания, а также правильная эксплуатация помогают минимизировать или устранить риск. Однако вероятностью (вероятностью) отказа двигателя и даже его серьезностью (последствиями) можно управлять заранее, так что отказ может быть менее вероятным, и, если он все же произойдет, вам будет легче приземлиться без травм. а может и без повреждений.

Итак ... В чем риск?

Прежде чем предпринимать шаги по минимизации риска отказов двигателя, мы, вероятно, должны попытаться его количественно оценить. Благодаря тому, как несчастные случаи авиации США заносятся в каталог, можно с уверенностью сказать, что отказы двигателей случаются чаще, чем отражают данные. На боковой панели ниже, посвященной отчету Института безопасности полетов Ассоциации владельцев самолетов и пилотов, содержится более подробная информация, но можно с уверенностью сказать, что отказы двигателей, которые не приводят к существенному ущербу, серьезным травмам или смерти, не являются частью данных. Фактически, определения NTSB специально исключают «отказ двигателя или повреждение, ограниченное двигателем, если только один двигатель выходит из строя или поврежден…». Суть в том, что официальные данные недооценивают фактическую и неизвестную частоту отказов двигателя. Личный опыт подтверждает это.

Итак, мы можем предположить, что реальная частота отказов двигателя - и наш риск - больше, чем продемонстрировано. Это плохие новости. Хорошая новость заключается в том, что мы также можем предположить, что некоторое количество отказов двигателя не привело к существенному ущербу, серьезным травмам или смерти. Если нам придется иметь дело с отказом двигателя, что мы можем сделать, чтобы попасть в категорию «неповрежденные, без повреждений»? Оказывается, много.

Базовая стратегия

Во-первых, обратите внимание на то, что вы узнали на начальном этапе обучения, и должны регулярно практиковаться. Реальный отказ двигателя маловероятен, но все же возможен. По-прежнему жизненно важно владеть аварийными процедурами и методами вынужденной посадки. Однако, как и в случае с любой опасностью, более комплексный подход к управлению риском отказа двигателя может привести к лучшим результатам.

Наша основная стратегия управления риском отказа двигателя начинается с нашей знакомой матрицы управления рисками, воспроизведенной в верхней части следующей страницы. Как только риск идентифицирован - в данном случае отказ двигателя - мы должны проанализировать его с точки зрения вероятности (вероятности) и серьезности (последствий). Это позволит нам увидеть общий риск, а затем указать путь к действиям по его снижению. Цель состоит в том, чтобы снизить неприемлемо высокие риски до снижения риска за счет снижения вероятности и / или серьезности риска.

Что такое недопустимо высокий риск? Любой высокий риск (красный) должен быть уменьшен, чтобы снизить вероятность или серьезность риска, чтобы снизить общий уровень риска. Что, если риск «просто» находится на серьезном (желтом) уровне? Хорошая практика и профессиональные стандарты диктуют, что этот риск также должен быть снижен. Если вы посмотрите на любую авиакомпанию или корпоративный полетный отдел, вы обнаружите, что управление рисками укоренилось как в стандартах сертификации самолетов, так и в операционных процедурах, так что большинство рисков в конечном итоге сводится к низкому (белому) уровню. Вы всегда должны стремиться снизить риски, но как пилот авиации общего назначения вы можете по своему усмотрению принять некоторые риски, которые наши коммерческие собратья всегда снижают.

Управление вероятностью риска

Начнем с анализа того, как мы можем управлять вероятностью риска отказа двигателя. Отказ двигателя в одномоторном поршневом самолете, хотя и маловероятен, все же возможен, поэтому вероятность находится в «отдаленной» строке. С другой стороны, отказ двигателя в одноместном газотурбинном двигателе очень маловероятен, а значит, «маловероятен».

Означает ли это, что вы не можете контролировать вероятность риска в своем поршневом сингле? Нет. Очевидно, вы можете переместить стрелку серьезности в любое место внутри «удаленного» ведра, чтобы вы были ближе к категории «невероятных», чем к «случайному» уровню.

Большинство из нас не могут позволить себе перейти на турбинное оборудование, поэтому какие действия вы можете предпринять, чтобы снизить вероятность отказа двигателя? Следующий список содержит большое количество действий по техническому обслуживанию с добавлением некоторых оперативных действий.

Частая замена масла.Убедитесь, что масляный фильтр проверен на наличие металлов и других загрязнений, и возьмите пробу масла для лабораторного анализа.

Осмотр верхнего конца.Проверка компрессии и бороскопия должна проводиться как минимум при каждой второй замене масла.

Частый осмотр двигателя.В зависимости от вашего уровня активности вы можете проводить подробные проверки двигателя, используя 100-часовой контрольный список двигателя для вашей марки и модели, чаще, чем при ежегодной или 100-часовой проверке. Например, я летаю на своем Mooney около 160 часов в год. Я заменяю масло с интервалом в 40 часов, а 100-часовой осмотр двигателя - через 80 часов. Это мероприятие включает проверки компрессии и бороскопа. Я теперь также делаю это с 40-часовым интервалом, поскольку двигатель приближается к своему сроку между капитальным ремонтом (TBO).

Мониторинг двигателя.Серьезно подумайте о том, чтобы иметь такой в ​​своем самолете и использовать его для оценки состояния ваших цилиндров и клапанного механизма.

Прочие инструменты для двигателей.Даже элементарные инструменты двигателя можно использовать для обнаружения изменений и тенденций. Давление масла ниже нормы, а температура масла выше? Пора посадить самолет и исследовать.

Управление серьезностью риска

Действительно ли есть способ управлять уровнем серьезности риска? Конечно. Ваша основная цель - предотвратить несчастные случаи со смертельным исходом и травмы, а спасение самолета - второстепенная задача. Другими словами, используйте меры по смягчению последствий, которые позволяют избежать катастрофического исхода и нацелены на «незначительные» последствия. Вот некоторые ключевые меры, которые могут спасти вам жизнь и, возможно, даже самолет.

Будьте опытны.Предотвращение может быть вашей первой линией защиты, но это может быть вашей последней линией защиты. Практикуйтесь в моделировании отказов двигателя и в холодном состоянии знайте свои действия в чрезвычайных ситуациях, особенно такие, как максимальная скорость планирования.

Поддерживайте ситуационную осведомленность.Обнаружение начинающейся неисправности двигателя на ранних стадиях может позволить вам выполнить предупредительную посадку или лучше расположиться, если двигатель заглохнет до того, как вы окажетесь на земле.

Установить плечевые ремни.Сейчас они есть у большинства самолетов, но если у вас их нет, установите их. Подушки безопасности также доступны для дооснащения на некоторых самолетах.

Лети выше.Высота наделяет вас временем и расстоянием, если двигатель не работает. Обычно я использую свой Муни на высоте от 9500 до 12500 футов. При высоте двух миль и соотношении глиссады 13: 1 у меня есть радиус 25 миль, чтобы найти аэропорт или подходящее место для посадки.

Парашют планера.Это может звучать как реклама Cirrus, но 82 из них развернули свои парашюты CAPS в пределах возможностей системы, и все обитатели дожили до того, чтобы побаловать своих друзей этой историей.

Избегайте / ограничивайте определенные профили.Обеспокоены работой в ночное время, в IMC, над или вокруг негостеприимной местности, дикой природы, городских районов и водоемов? Вы должны хотя бы учесть это при планировании управления рисками, как описано в следующем разделе.

Опасные профили

Транспортная компания, безусловно, является причиной того, что у меня есть самолет, но мы должны учитывать, с какими опасностями и рисками мы сталкиваемся из-за потенциальных отказов двигателя в определенных экстремальных и не очень экстремальных условиях. Ниже приведены несколько настроек, которые я учитываю при предполетном планировании и управлении рисками во время полета. Ваши оценки этих настроек могут отличаться от моих, и это часть вашей прерогативы, если вы делаете это сознательно.

Ночь.Ночные полеты исторически были более опасными, чем полеты днем. С точки зрения отказа двигателя вероятность не меняется, но способность снизить серьезность риска ставится под угрозу из-за ограничений на просмотр потенциальных мест посадки. Мое собственное ограничение состоит в том, что я не начну ночной полет на одномоторном поршневом двигателе, за исключением самых благоприятных условий (хорошая видимость, полная луна, благоприятная местность). Я продолжу полет в темноте, если будут благоприятные условия, но буду летать высоко, чтобы увеличить шанс добраться до аэропорта в случае отказа двигателя.

Низкая IFR / IMC.В поршневом сингле я начну полет с малой ППП, если IMC локализован. Я также продолжу полет в режиме низкой ППП, если он существует только в районе пункта назначения или на отдельных участках по маршруту. Я не буду инициировать полет, если траектория полета полностью соответствует системе с низкой ППП.

Суровая местность.При полете над плохой местностью я буду стараться летать как можно выше, чтобы мои «каменистые следы» были устранены или сведены к минимуму. То есть я смогу спланировать до аэропорта или подходящей площадки для посадки в случае отказа двигателя.

Вода.Большинство одномоторных самолетов можно выбросить таким образом, чтобы не причинить вред пассажирам. Риск возникает из-за возможности покинуть самолет и затем выжить в водной среде до тех пор, пока его не спасут. Я совершил три поездки на Багамы, неся только спасательные жилеты, но я бы больше не совершал такую ​​поездку на одном поршне, если бы у меня не было плота, сигнального оборудования и другого спасательного оборудования.

Пустыня.Даже если на местности, где можно было бы совершить вынужденную посадку или кювету без травм, эти операции требуют полного комплекта спасательного снаряжения и обучения тому, как им пользоваться. Основная проблема в том, что поблизости нет спасательных средств. В двух поездках на Аляску (одна в Муни, а другая в Бонанза) я прошел по всем трем общим маршрутам: шоссе Аляски, траншею и прибрежный маршрут. У меня было все необходимое для выживания, и я знал, как им пользоваться. Однако в любой будущей поездке я буду придерживаться маршрута шоссе Аляски, работая с поршневым синглом.

Городская среда.Многие ядра крупных городов почти исключительно враждебны успешной принудительной посадке (попросите подтверждения у Салли). Многие пилоты базируются в густонаселенных городских районах, где сам аэропорт окружен домами и другими зданиями и препятствиями. Я не живу в городской среде, но, летая в такие места, я стараюсь немного дополнительно планировать управление рисками. Например, есть ли другой аэропорт, который можно использовать с более длинной взлетно-посадочной полосой?

Почти за 10 000 часов полета у меня ни разу не отказал двигатель. Надеюсь, это будет продолжаться, и ваш опыт будет таким же, но всегда лучше быть готовым.

Два вида отказов двигателя

Вы будете намного впереди в игре по управлению рисками, если сможете избежать всех вызванных пилотом причин, по которым двигатели останавливаются. К ним относятся истощение и нехватка топлива, обледенение карбюратора и другие причины, по которым риск может быть снижен за счет лучшего предполетного планирования, использования контрольных списков и других процедур. Мы также можем поговорить о регулярном осмотре и обслуживании, а также о правильной эксплуатации. По опыту, если двигатель исправен, поддерживать его в таком состоянии - не проблема. Познакомьтесь со своим монитором двигателя - он у вас ведь есть, верно? - и научитесь управлять своим двигателем. Дополнительные сведения см. В статье, начинающейся на странице 12.

Как только мы устраним легкие вещи, мы окажемся перед фактическим механическим отказом какого-либо компонента силовой установки. В этих случаях степень отказа силовой установки зависит от того, какой компонент выходит из строя. Например, катастрофический отказ является обычным результатом поломки коленчатого вала поршневого двигателя, шатуна и масляного насоса. К счастью, такие сбои случаются крайне редко. С другой стороны, отказы толкателей, магнето, поршней и колец более вероятны - но все же незначительны - и могут вызвать только снижение мощности.

Институт авиационной безопасности (ASI) Ассоциации владельцев самолетов и пилотов (AOPA) недавно опубликовал свой последний ежегодный отчет Nall, в котором анализируются авиационные происшествия со смертельным и несмертельным исходом. В отчете Nall за 2018 год рассматриваются данные NTSB с 2006 по 2015 годы. В нем причины аварий разбиты на три основные категории: связанные с пилотом, механические и прочие или неизвестные (вверху справа). Приведены данные только за 2015 год.

В 2015 году механические причины были связаны с 15,7% аварий с некоммерческими самолетами, что дало им второе место после категории, связанной с пилотами. Из них 82 (54 процента) касались силовой установки. Только девять (11 процентов) отказов силовых агрегатов в 2015 году закончились смертельным исходом, а это означает, что у нас практически один из десяти шансов выжить в аварии, вызванной отказом двигателя. Однако, как объясняется в основном тексте этой статьи, некоторое неизвестное количество отказов двигателя не приводит к аварии, о которой следует сообщить.

Матрица оценки рисков

Вероятность

Вероятно:событие произойдет несколько раз.

Случайно:событие, вероятно, когда-нибудь произойдет.

Удаленный:событие маловероятно, но возможно.

Невероятно:событие крайне маловероятно.

Для облегчения анализа матрица оценки рисков имеет только четыре «корзины» вероятности или серьезности. В действительности исход события занимает бесконечное количество уровней как вероятности, так и серьезности.

Строгость

Катастрофический:приводит к гибели людей или полной потере планера.

Критично:тяжелая травма или серьезное повреждение.

Незначительный :легкая травма или незначительное повреждение.

Незначительное:меньше, чем легкая травма и меньше, чем незначительное повреждение системы.

Каков ваш подход к управлению риском отказа двигателя?

Изображение: Viper Flight Training

Все пилоты имеют разную толерантность к риску и могут действовать по своему усмотрению при работе в соответствии с Частью 91. Тем не менее, есть определенные основные правила, которые мы всегда должны соблюдать, чтобы уменьшить возможные отказы двигателя.

  • Всегда проводите управление рисками для всех рейсов. В сложных ситуациях используйте инструмент оценки риска полета (FRAT) для выявления, оценки и снижения риска.
  • Если какой-либо идентифицированный риск оценивается как высокий (красный) и не может быть уменьшен, не запускайте его, пока он не будет устранен.
  • Если какой-либо идентифицированный риск оценивается как серьезный (желтый), то приложите все усилия, чтобы снизить его до более низкого уровня. Если вы не можете снизить риск желтого цвета и все же решили запустить самолет, помните, что вы должны сознательно принять повышенный риск от имени себя, своих пассажиров и, возможно, тех, кто находится на земле.
  • Там, где это возможно, следует снизить даже средний (зеленый) или низкий (белый) риск.

Роберт Райт - бывший руководитель FAA и президент Wright Aviation Solutions LLC. Он также имеет 9800-часовое ATP с четырьмя номинальными характеристиками реактивного самолета и имеет сертификат летного инструктора. Его мнения в этой статье не обязательно отражают мнения клиентов или других организаций, которые он представляет.

Эта статья первоначально появилась в выпуске ноября 2018 года по авиационной безопасности журнала.