Повреждение посторонним предметом - Foreign object damage

Повреждение лопаток компрессора турбовального двигателя Honeywell LTS101 на Bell 222 посторонним предметом , вызванное небольшим болтом, прошедшим через защитную сетку на входе
Система отклонения FOD на PT6T, установленная на Bell 412 . Воздух поступает сверху справа, а чистый воздух следует по изогнутой рампе вниз к входу компрессора (также закрытому экраном). Любой засасываемый мусор будет иметь достаточную инерцию, чтобы не совершить такой резкий поворот, ударится по экрану в верхнем левом углу и унесет влево, вылетев за борт.
Потенциальные обломки посторонних предметов (в данном случае сова Scops ), обнаруженные в колесной нише самолета F / A-18 Hornet на американском авианосце.

В авиации и космонавтике повреждение посторонними предметами (FOD) - это любая частица или вещество, чужеродные для самолета или системы, которые потенциально могут вызвать повреждение.

Внешние опасности FOD включают столкновения с птицами, град, лед, песчаные бури, облака пепла или предметы, оставленные на взлетно-посадочной полосе. Внутренние опасности FOD включают в себя предметы, оставленные в кабине, которые мешают безопасности полета из-за запутывания кабелей управления, заклинивания движущихся частей или короткого замыкания электрических соединений.

Термин FOD используется для описания как самих посторонних предметов, так и любых повреждений, которые им приписываются.

Примеры

FOD может быть внутренним или внешним.

Внутренний FOD - это повреждение или опасность, вызванная посторонними предметами внутри самолета. Например, FOD из кабины - это ситуация, когда какой-либо предмет свободно попадает в кабину и блокирует или ограничивает работу органов управления. Инструмент FOD представляет собой серьезную опасность, вызванную инструментами, оставленными внутри самолета после изготовления или обслуживания. Инструменты или другие предметы могут запутаться в кабелях управления, заклинить движущиеся части , закоротить электрические соединения или иным образом помешать безопасному полету. Бригады по техническому обслуживанию самолетов обычно имеют строгие процедуры контроля за инструментами, включая инвентаризацию ящиков с инструментами, чтобы убедиться, что все инструменты были сняты с самолета, прежде чем он будет выпущен в полет. Инструменты, используемые во время производства, помечены серийным номером, поэтому, если они будут найдены, их можно будет отследить.

Примеры FOD включают:

  • Детали самолетов, камни, битое покрытие, оборудование для рамп.
  • Детали от наземной техники
  • Мусор, инструменты для обслуживания и т. Д., Ошибочно или намеренно оставленные на асфальте и / или поверхностях взлетно-посадочной полосы.
  • Приветствую : может разбить лобовое стекло и повредить или остановить двигатели.
  • Лед на крыльях, гребных винтах или воздухозаборниках двигателя
  • Столкновение птиц с двигателями или другими чувствительными частями самолета.
  • Пыль или пепел забивают воздухозаборники (например, песчаные бури в условиях пустыни или облака пепла при извержениях вулканов ). Для вертолетов это также серьезная проблема во время отключения электроэнергии .
  • Инструменты, болты, металлическая стружка, стопорная проволока и т. Д., По ошибке оставленные внутри самолета во время производственного процесса или технического обслуживания.

Все самолеты могут иногда терять мелкие детали во время взлета и посадки. Эти детали остаются на взлетно-посадочной полосе и могут повредить шины других самолетов, удариться о фюзеляж или лобовое стекло / фонарь или попасть в двигатель. Хотя наземные бригады аэропорта регулярно убирают взлетно-посадочные полосы, крушение рейса 4590 Air France показало, что аварии все еще могут происходить: в этом случае причиной крушения стали титановые обломки, сброшенные самолетом Continental DC-10, который вылетел всего за четыре минуты до этого.

Повреждение посторонним предметом на борту авианосца USS John F. Kennedy (CV 67) .

На авианосцах, а также на военных и некоторых гражданских аэродромах перед началом полетов проводятся зачистки. Линия членов экипажа идет плечом к плечу (часто называемая FOD Walk) вдоль рабочих поверхностей в поисках и удалении посторонних предметов.

Конструкция реактивного двигателя и FOD

Современные реактивные двигатели могут получить серьезные повреждения даже из-за засасывания в двигатель мелких предметов. FAA ( Федеральное управление гражданской авиации ) требует, чтобы все типы двигателей прошли испытание, которое включает запуск свежего цыпленка (мертвого, но не замороженного) в работающий реактивный двигатель из небольшой пушки. Двигатель не обязательно должен оставаться работоспособным после испытания, но он не должен вызывать значительных повреждений остальной части самолета. Таким образом, если в результате удара птицы она «бросает лезвие» (разрывается на части, когда части разлетаются с большой скоростью), это не должно приводить к потере летательного аппарата.

Конструкции двигателя и планера, исключающие FOD

Некоторые военные самолеты имели уникальную конструкцию, предотвращающую повреждение двигателя FOD. Конструкция включала S-образный изгиб воздушного потока, так что воздух поступал во входное отверстие, отклонялся назад к передней части самолета и снова отклонялся назад к задней части перед входом в двигатель. В конце первого поворота сильная пружина удерживала дверь. Любой посторонний предмет, попавший в воздухозаборник, прилетел, ударил дверь, открыл ее, вылетел и затем покинул самолет. Таким образом, в двигатель могли попасть только мелкие предметы, уносимые воздухом. Эта конструкция действительно предотвратила проблемы с FOD, но сжатие и сопротивление, вызванные изгибом воздушного потока, уменьшили эффективную мощность двигателя, и, таким образом, конструкция не была повторена.

Аналогичный подход используются на многих газотурбинных Приведены вертолетах , такие как Ми-24 , который использует «вихревой тип» или «центробежное» потребление, в котором воздух вынужден протекать через спираль перед входом в двигателе; более тяжелая пыль и другой мусор вытесняются наружу, где отделяются от воздушного потока перед тем, как попасть во впускное отверстие двигателя.

В России Микоян МиГ-29 и Су-27 истребители имеют специальную конструкцию забора , чтобы предотвратить заглатывание FOD во время взлета из грубых аэродромов. Основные воздухозаборники могут быть закрыты сетчатыми дверцами, а специальные воздухозаборники в верхней части воздухозаборников временно открываются. Это обеспечило бы достаточный поток воздуха к двигателю для взлета, но уменьшило бы вероятность того, что двигатель всасывает объекты с земли.

Еще одна интересная конструкция для минимизации риска FOD - это Антонов Ан-74, в котором очень высоко расположены двигатели.

Boeing предлагал комплект для взлетно-посадочной полосы с гравийным покрытием для ранних 737- х, который позволяет использовать самолет с неулучшенных и гравийных взлетно-посадочных полос, несмотря на то, что у него очень низкие двигатели. В этот комплект входили гравийные дефлекторы на шасси; складные фонари на днище самолета; и экраны, которые предотвращали попадание гравия в открытые колесные арки при выдвижении зубчатой ​​передачи, от удара критических компонентов. В комплект также входили вихревые рассеиватели, устройства, которые уменьшали бы поток воздуха в двигатель снизу, чтобы снизить вероятность попадания гравия.

Инженеры Airbus исследуют новый подход к сокращению FOD. Разрабатывая совместно с Israel Aerospace Industries , в Taxibot , трактор под контролем пилота, самолет не будет необходимости использовать реактивных двигателей при рулении, и поэтому они не будут уязвимы для FOD на перронах или рулежных дорожках.

Примеры повреждений FOD

Трасса автомобильных шин

Мусор часто застревает в протекторах шин от транспортных средств, прибывающих на аэродром. Типы мусора, застрявшего в шине транспортного средства, могут включать камни, грязь, камни, незакрепленное оборудование (винты, шайбы, болты и т. Д.) И многие другие формы мелких материалов. Это могут быть грузовики с экипажем и бензовозами, автомобили для технического обслуживания и многие другие, которые непреднамеренно приносят и оставляют мусор вокруг траектории полета. Эти типы FOD очень трудно отслеживать и управлять после того, как они вводятся на аэродром. Затем обломки могут быть легко собраны за счет впуска реактивного двигателя, взрыва двигателя и тяги винта / винта. Этот материал, когда-то незакрепленный вокруг работающего самолета, может вызвать серьезные проблемы с безопасностью, включая травмы персонала и повреждение оборудования / имущества.

Обломки взлетно-посадочной полосы

Крушение Конкорда , Air France Полет 4590 , на Шарля де Голля около Парижа 25 июля 2000 года было вызвано FOD; в данном случае кусок титанового мусора на взлетно-посадочной полосе, который был частью реверсора тяги , который упал с самолета McDonnell Douglas DC-10 Continental Airlines во время взлета примерно четырьмя минутами ранее. Все 100 пассажиров и девять членов экипажа на борту рейса, а также четыре человека на земле погибли.

Gates Learjet 36A , регистрационный номер N527PA, взлетал из Ньюпорт - Ньюс / международный аэропорт Вильямсбург в Вирджинии 26 марта 2007 года, когда экипаж услышал громкий «поп». Прекратив взлет, экипаж попытался управлять «рыбным хвостом» и активировать тормозной парашют . Парашют не сработал, и Learjet вылетел за пределы взлетно-посадочной полосы с порванными колесами. Сотрудники аэропорта сообщили, что видели камни и куски металла на взлетно-посадочной полосе после аварии. Национальный совет по безопасности на транспорте заявил , что авария была вызвана FOD на ВПП. Аварии способствовала выход из строя тормозного парашюта.

Вулканический пепел

24 июня 1982 года рейс 9 British Airways, следовавший в Перт , Австралия , влетел в облако вулканического пепла над Индийским океаном. У Boeing 747-200B были скачки напряжения на всех четырех двигателях, пока все они не вышли из строя . Пассажиры и экипаж видели вокруг самолета явление, известное как пожар Святого Эльма . Рейс 9 нырнул вниз, пока не покинул облако, позволяя летящему в воздухе пеплу очистить двигатели, которые затем были перезапущены. Лобовое стекло кабины было сильно изрезано частицами пепла, но самолет приземлился благополучно.

С 15 декабря 1989 года, KLM Flight 867 , следовавший в международный аэропорт Нарита , Токио вылетел через густое облако вулканического пепла от горы Редут, который разразился накануне. У Боинга 747-400 загорелись четыре двигателя. Спустившись более чем на 14 000 футов, экипаж перезапустил двигатели и благополучно приземлился в международном аэропорту Анкориджа .

Предмет выброшен из самолета

Необычный случай FOD произошел 28 сентября 1981 года над Чесапикским заливом . Во время летных испытаний на F / A-18 Hornet , то Naval Test Air Center в ВМС Соединенных Штатов использовал Douglas TA-4J Skyhawk как погоня плоскости снимать тест отстрелить бомбы стойки от Hornet. Бомбодержатель попал в правое крыло «Скайхока», оторвав почти половину крыла. «Скайхок» загорелся через несколько секунд после удара; два человека на борту катапультировались .

Удары птиц

20 ноября 1975 года Hawker Siddeley HS.125 , взлетавший с аэродрома Дансфолд, пролетел через стаю северных чибисов сразу после взлета с взлетно-посадочной полосы и потерял мощность в обоих двигателях. Экипаж посадил самолет обратно на взлетно-посадочную полосу, но он пролетел мимо и пересек дорогу. Самолет врезался в автомобиль на дороге, в результате чего погибли шесть пассажиров. Хотя самолет был уничтожен в результате последовавшего пожара, девять пассажиров самолета выжили.

17 ноября 1980 года Hawker Siddeley Nimrod из Королевских ВВС потерпел крушение вскоре после взлета с британского ВВС Кинлосса . Он пролетел через стаю канадских гусей , в результате чего вышли из строя три из четырех двигателей. Пилот и второй пилот погибли; Впоследствии пилот был посмертно награжден Крестом ВВС за его действия по поддержанию контроля над самолетом и спасению жизней 18 членов экипажа. На взлетно-посадочной полосе или рядом с ней были обнаружены останки 77 птиц.

15 января 2009 г. рейс 1549 авиакомпании US Airways врезался в стаю канадских гусей и у него отказал двойной двигатель. Пилот бросил самолет в реке Гудзон, спасая жизни всех, кто находился на борту.

Дикая природа и водно-болотные угодья возле аэропортов

Значительные проблемы возникают в аэропортах, где территории были или стали местом гнездования птиц. В то время как заборы могут помешать лосю или оленю выйти на взлетно-посадочную полосу, птиц сложнее контролировать. Часто в аэропортах используются отпугиватели птиц , работающие на пропане, чтобы издавать достаточно громкий шум, чтобы отпугнуть птиц, которые могут оказаться поблизости. Менеджеры аэропортов используют любые доступные средства (в том числе обученных соколов, а также беспилотных летательных аппаратов с машущими крыльями) для сокращения популяции птиц. Другое исследуемое решение - использование искусственного газона возле взлетно-посадочных полос, поскольку оно не дает диких животных ни еды, ни укрытия, ни воды.

Конференции

В Соединенных Штатах наиболее заметным собранием экспертов по FOD стала ежегодная Национальная аэрокосмическая конференция по предотвращению FOD. Каждый год он проводится в другом городе некоммерческой ассоциацией National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), которая занимается просвещением, информированием и профилактикой FOD. Информация о конференции, включая презентации прошлых конференций, доступна на веб-сайте NAFPI. Тем не менее, NAFPI подвергся некоторой критике как ориентированная на управление инструментами и производственные процессы, и другие участники отрасли выступили вперед, чтобы заполнить пробелы. В ноябре 2010 года BAA провела первую в мире конференцию под руководством аэропортов.

Технологии обнаружения и предотвращение FOD

По поводу систем обнаружения FOD ведутся споры, поскольку затраты могут быть высокими, а сфера ответственности не ясна. Однако один аэропорт утверждает, что их система обнаружения FOD могла окупить себя в одном инциденте, когда персонал был предупрежден о стальном тросе на взлетно-посадочной полосе, прежде чем один-единственный самолет оказался под угрозой. FAA исследовало технологии обнаружения FOD и установило стандарты для следующих категорий:

Повышение устойчивости к повреждениям

Негативные эффекты от FOD могут быть уменьшены или полностью устранены путем введения сжимающих остаточных напряжений в критических областях усталости в деталь во время производственного процесса. Эти полезные напряжения создаются в детали в результате холодной обработки детали с помощью процессов упрочнения: дробеструйной обработки или лазерной обработки . Чем глубже остаточное напряжение сжатия, тем значительнее увеличивается усталостная долговечность и устойчивость к повреждениям. Дробеструйная обработка обычно вызывает сжимающие напряжения глубиной в несколько тысячных долей дюйма, а лазерная обработка обычно создает сжимающие остаточные напряжения на глубину от 0,040 до 0,100 дюйма. Сжимающие напряжения, вызванные лазерным ударом, также более устойчивы к тепловому воздействию.

Технологии, информация и учебные материалы, полезные для предотвращения FOD

  • Системы управления аэрокосмическим инструментом
  • Руководства по программе профилактики FOD
  • Магнитные стержни
  • Рекламные и информационные материалы
  • Контроль / поиск инструментов и деталей
  • Подметально-уборочная машина с буксировкой сзади
  • Подметально-уборочные машины
  • Учебные материалы
  • Подметально-уборочные машины
  • Подметально-уборочные машины
  • Коврики для предотвращения FOD

Экономическое влияние

На международном уровне FOD обходится авиационной отрасли в 13 миллиардов долларов США в год в виде прямых плюс косвенных затрат. Косвенные затраты в десять раз превышают прямые затраты, включая задержки, замену воздушного судна, понесенные затраты на топливо, внеплановое обслуживание и т.п. и причиняет дорогостоящий, значительный ущерб самолету и его деталям, а также приводит к гибели и травмам рабочих, пилотов и пассажиров.

Подсчитано, что FOD обходится крупным авиакомпаниям в Соединенных Штатах Америки в 26 долларов за рейс на ремонт самолетов, плюс 312 долларов таких дополнительных косвенных расходов, как задержки рейсов, замена самолетов и неэффективность использования топлива.

«Есть и другие расходы, которые не так легко подсчитать, но они не менее тревожны», - сказал командующий крылом Королевских ВВС Великобритании и исследователь FOD Ричард Френд. "В результате таких происшествий, как Air France Concorde, рейс AF 4590 , есть человеческие жертвы, страдания и последствия для семей погибших, подозрения в злоупотреблении служебным положением, вина и обвинения, которые могут длиться всю жизнь. Эти мучительные мучения неизмеримо, но никогда не следует забывать . Если бы все помнили об этом, мы были бы бдительны и навсегда не позволяли бы посторонним предметам создавать проблемы. На самом деле, многие факторы в совокупности вызывают цепочку событий, которые могут привести к сбою. . "

Исследования

Было проведено только два подробных исследования экономической стоимости FOD для операций гражданской авиалинии. Первым был Брэд Бахтель из Boeing , который опубликовал стоимость в 4 миллиарда долларов в год. Это нисходящее значение в течение нескольких лет было стандартным отраслевым показателем стоимости FOD. Вторая работа (2007 г.) была выполнена Иэном МакКрири из консалтинговой компании Insight SRI Ltd. В этом более подробном отчете предлагалась первая сокращенная стоимость FOD, основанная на восходящем анализе записей журнала технического обслуживания авиакомпаний. Здесь данные разбиты на прямые затраты полета и в полете косвенных расходов для глобальных аэропортов топ 300, с подробными примечаниями на опорных данных. Исследование Insight SRI было стандартным справочным материалом для 2007–2009 годов, поскольку это был единственный источник, отражающий затраты, и поэтому его цитировали регулирующие органы, аэропорты и поставщики технологий.

Однако, в то время как документ Insight SRI 2007 года остается лучшим бесплатным общедоступным источником данных, новый анализ (2010 г.) Insight SRI предлагает новые цифры. Автор нового отчета (не бесплатного) говорит: «Читателей предупреждают, чтобы они не полагались и в будущем не ссылались на цифры из публикации Insight SRI за 2007-08 гг . Экономические издержки FOD для авиакомпаний . документ с подробным описанием прямых и косвенных затрат на FOD, основанный на данных о техническом обслуживании авиакомпаний (весь документ представлял собой одну страницу данных, за которой следовало 8 страниц сносок) ».

Прямые затраты на рейс в размере 26 долларов США рассчитаны с учетом затрат на техническое обслуживание двигателя, замену шин и повреждений корпуса самолета.

Косвенные расходы на рейс включают в общей сложности 33 отдельные категории:

  1. Потери эффективности аэропорта
  2. Углерод / экологические проблемы
  3. Смена самолета
  4. Близкий аэропорт
  5. Закрыть взлетно-посадочную полосу
  6. Непредумышленное убийство / уголовная ответственность
  7. Стоимость корректирующих действий
  8. Стоимость найма и замены обучения
  9. Стоимость аренды или аренды замененного оборудования
  10. Стоимость восстановления порядка
  11. Стоимость расследования
  12. Задержка самолетов в воздухе
  13. Задержки у выхода
  14. Штрафы и цитаты
  15. Потери топливной экономичности
  16. Отели
  17. Уход на второй круг
  18. Повышенные страховые взносы
  19. Увеличение эксплуатационных расходов на оставшееся оборудование
  20. Страховые отчисления
  21. Юридические издержки в результате
  22. Требования об ответственности сверх страховки
  23. Потеря самолета
  24. Потеря бизнеса и ущерб репутации
  25. Снижение производительности травмированного персонала
  26. Потеря запчастей или специализированного оборудования
  27. Потерянное время и сверхурочные
  28. Пропущенные соединения
  29. Моральный дух
  30. Реакция экипажей, приводящая к срыву графика
  31. Замена рейсов на других перевозчиках
  32. Плановое техническое обслуживание
  33. Внеплановое обслуживание

В исследовании делается вывод о том, что при добавлении этих косвенных затрат стоимость FOD увеличивается в 10 раз.

Евроконтроль и FAA изучают FOD. Eurocontrol опубликовал предварительную оценку технологий обнаружения FOD в 2006 году, в то время как FAA проводит испытания четырех ведущих систем от Qinetiq (PVD, Providence TF Green Airport ), Stratech (ORD, Международный аэропорт Чикаго О'Хара ), Xsight Systems (BOS). , Бостонский международный аэропорт Логан ) и Trex Aviation Systems (ORD, аэропорт Чикаго О'Хара) в 2007 и 2008 годах. Результаты этого исследования должны быть опубликованы в 2009 году.

использованная литература

Примечания

Внешняя ссылка