Анализ и пути оптимизации деятельности членов экипажа ВС в конкретной ситуации в полете

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации (Минтранс России)

Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)

ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный

университет гражданской авиации»

Курсовая работа

по дисциплине

Летная эксплуатация

На тему: «Анализ и пути оптимизации деятельности членов экипажа ВС в конкретной ситуации в полете»

Выполнил: студент 211 гр.

Овсянников Е.В.

Санкт-Петербург 2014г



1. Описание внештатной ситуации

В данной курсовой работе рассматривается аварийная ситуация происходящая на борту ВС Cessna 172S связанная с пожаром двигателя. Экипаж выполняет полет по маршруту в ручном режиме без использования автопилота на эшелоне 060 (высота 1850 м или 6000 футов).

Погодные условия являются достаточными для совершения аварийной посадки визуально.

Действия экипажа предписанные РЛЭ в случае пожара на борту ВС Cessna 172S

Пожар двигателя в полете:

1. Управление составом смеси - ПРЕКРАЩЕНИЕ ПОДАЧИ (на себя)

2. Топливный перекрывной клапан FUEL SHUTOFF - OFF (выкл)

3. Выключатель топливного насоса FUEL PUMP - OFF (выкл)

4. Генератор и аккумулятор MASTER (ALT и BAT) - OFF (выкл)

5. Обогрев кабины CABIN HT и вентиляция кабины CABIN AIR - OFF (выкл)

6. Вынужденная посадка - ВЫПОЛНИТЬ

2. Составление технологии работы и технологического графика действий экипажа в заданной ситуации

Технология работы представляет собой последовательное описание действий каждого члена экипажа.

Она составляется на основании изучения соответствующих разделов документов, регламентирующих летную деятельность, а также личного опыта эксплуатации данного типа ВС. Помимо перечисления команд, действий и операций контроля, технология работы содержит условные обозначения всех операций, их которых состоит деятельность экипажа в заданной ситуации.

В центре каждого символа ставится номер технологической операции.

Применяются следующие символы, обозначающие различные операции:

Пилотирование ВС командиром или вторым пилотом
Контролирующее пилотирование
Команды командира ВС
Доклады членов экипажа
Моторные операции, связанные с работой по управлению системами, переключению рычагов, кранов, кнопок и т.д.
Операции контроля
Связь со службой УВД

Если член экипажа участвует в выполнении одновременно нескольких актов, то символ накладываются один на другой.

После составления технологий работы строится технологический график.

Он представляет собой символическое изображение отдельных операций каждого члена экипажа и отражает взаимодействие их друг с другом.

При составлении технологии работы итехнологического графика применяются следующие обозначения членов экипажа ВС:

КВС - командир,

ВП - второй пилот,

Технология работы экипажа самолета Cessna 172S при возникновении пожара двигателя во время полета по маршруту.

3. Составление в табличной форме алгоритмов КВС и 2-го пилота на уровне оперативных единиц

На основании технологии работы разрабатываются в табличной форме алгоритмы действий командира ВС и 2-го пилота на уровне оперативных единиц (ОЕ).

Для этого составляется подробный перечень сенсорных, моторных и сенсомоторных единиц, то есть отдельных психофизиологических актов: поиск и восприятие, проверка логического условия, принятия решения, движения органами управления, речевые сообщения и т.д.

Последовательность оперативных единиц, расположенных в порядке их выполнения, оформляется в виде таблицы и представляет собой алгоритм действий командира ВС и 2-го пилота в рассматриваемой практической ситуации.

Оперативные единицы могут быть:

A. Сенсорные (?) - такие психофизические акты, как считывание показаний приборов, восприятие команды, доклада или сообщения, проверка логического условия

B. Моторные (?) - такие элементарные действия, как нажатие кнопок, воздействие на органы управления ВС и т.д.

C. Сенсомоторные (??) - такие психофизические акты, как подача команды, речевые сообщения.

Примечание:

1. В качестве одной оперативной единицы принимаются следующие психофизиологические акты:

- поиск и восприятие органа управления или прибора;

- проверка приборной информации;

- контроль перемещения органа управления (по установке на упор, длительности, усилиям, делениям шкалы и т.д.);

- прием (передача) информации.

2. Контроль речевой информации производится в процессе её передачи (приема).

3. Участки алгоритма ограничиваются управляющими воздействиями (моторные или сенсомоторные ОЕ).



4. Определение временных характеристик составленных алгоритмов

пилотирование алгоритм командир интенсивность

Время выполнения отдельных оперативных единиц определяется хронометрованием в условиях тренажерного полета или по таблице, приведенной ниже.

Время выполнения отдельных участков определяется суммарной продолжительностью ОЕ, входящих в соответствующие участки алгоритма

FQUOTE ,

где Ti - продолжительность i-го участка алгоритма;

j=1,2,3,...,k Tj - продолжительность j-ой ОЕ, входящей в i-й участок алгоритма;

i=1,2,3,...,n k - количество ОЕ, входящих в i - й участок;

n - количество участков

Временные характеристики выполнения отдельных оперативных единиц:

Операции	Объект обслуживания	Продолжительность
		поиска	восприятия
Сенсорные (афферентные)	Указатели типа вариометра		0,48
	Указатели скорости, курса		0,66
	Авиагоризонты		0,59
	Директорные указатели		0,47
	Указатели типа манометра		1,14
	Табло		0,85
	Сигнальные лампы		0,97
	Органы управления		0,70
Моторные (эфферентные)		Переноса рук, ног	Восприятие органа управления	Перемещения
	Кнопки		0,75	0,18
	Тумблеры		0,57	0,21
	Рычаги		0,53	0,66
	Поворотный переключатель		0,77	0,77
	Штурвал (элероны)		0,53	0,56
	Штурвал (руль высоты)		0,53	0,46
Речь (приём, передача)

Примечание - угол поворота взгляда, град.; - расстояние до органов управления, см; - количество букв в речевом сообщении за исключением ь, ъ

Алгоритм Командира воздушного судна Cessna 172Sпри пожаре в процессе полета по маршруту:

№ п/п	Содержание алгоритма	Вид ОЕ	Номер участка	Продолжительность, с
				ОЕ	Участка алгоритма
1 2 3 4 5 6 7 8	Поиск и восприятие авиагоризонта; Проверка логического условия: положение по крену в норме, положение по углу тангажа в норме; Поиск и восприятие высотомера; Проверка логического условия Hф=Hз; Поиск и восприятие УС; Проверка логического условия Vф=Vз; Восприятие доклада ВП:“Пожар двигателя”. Воздействие на штурвал для корректировки высоты	? ? ? ? ? ? ? ?	1	2,64 0,4 2,53 0,4 2,71 0,4 1,06 1,35	11,49
9 10 11 12 13 14 15	Перевод взгляда на капот ВС Проверка лог условия: “Наличие задымления или огня”. Поиск и восприятие наличия сигнальных указателей в строке сигнализаций на PFD. Проверка лог.условия: “Наличие сигнализации давления топлива, температуры масла двигателя ”. Поиск и восприятие указателя оборотов. Проверка логического условия: «фактические обороты в норме» Состав смеси- Прекращение подачи	? ? ? ? ? ? ?	2 2	2,05 0,4 2,9 0,4 3,19 0,4 1,61	10,95
16 17 18 19 20	Поиск и восприятие КУС. Проверка логического условия:Vфакт=Vзад Поиск и восприятие авиагоризонта. Проверка лог.условия: “Отсутствие крена, тангаж соответствует заданному” Команда ВП: “Топливный кран закрытьв положение - OFF ”.	? ? ? ? ??	3	2,71 0,4 2,64 0,9 2,01	8,66
21	Команда ВП: “Обогрев и вентиляцию кабины выключить”	??	4	2.01	2,01
22	Переключение тумблера Топливный насос - Выкл	?	5	1,2	1,2
23	Переключение тумблера Основной и резервной батарея - выкл	?	6	1,2	1,2
24 25	Восприятие команды “Checklistcomplite” Команда ВП: “Доклад диспетчеру”	? ??	7	1,2 1,16	2,36
	Общее время алгоритма				37,88

Алгоритм 2-го пилота воздушного судна Cessna 172Sпри пожаре в процессе полета по маршруту:

№ п/п	Содержание алгоритма	Вид ОЕ	№ участка	Продолжительность, с
				ОЕ	Участка алгоритма
1 2 3 4 5 6	Поиск и восприятие УС. Проверка логического условия: Vф=Vз Поиск и восприятие высотомера; Проверка логического условия: Hф=Hз Проверка логического условия: “Наличие задымления или огня”. Сообщение КВС: “Пожар двигателя”.	? ? ? ? ? ??	1	2,71 0,4 2,53 0,4 0,4 1,06	7,5
7 8 9 10 11	Поиск и восприятие наличия сигнальных указателей в строке состояния двигателя. Проверка лог.условия: “Наличие сигнализации давления масла, температуры масла двигателя”. Поиск и восприятие указателя оборотов. Проверка логического условия: «фактические обороты в норме» Взятие РЛЭ	? ? ? ? ?	2	3,19 0,4 1,39 0,4 1,0	6,38
12 13	Восприятие команды КВС: “ Топливный кран закрыть в положение - OFF”. Закрытие топливного кранав положение -OFF	? ?	3	2,01 1,61	3,62
14 15	Восприятие команда: “Обогрев ивентиляцию кабины выключить” Перемещение рычага CABINHT в положение OFF	? ?	4	2,01 1,61	3,62
16	Перемещение рычага CABINAIR в положение OFF	?	5	1,61	1,61
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28	Поиск и восприятие рычага управления смесью. Проверка логического условия - рычаг управления смесью на себя до упора Поиск и восприятиеТопливного крана Проверка логического условия - Топливный кран закрыт в положение - OFF Поиск и восприятие тумблера FUEL PUMP Проверка логического условия тумблер FUEL PUMP в положении - выкл Проверка логического условия: “Выключение двигателя”. Поиск тумблера Основной и резервной батареи - выкл Проверка логического условия - тумблер Основной и резервной батареи - выкл Поиск и восприятие CABINHT/AIR” Проверка логического условия CABINHT/AIR-выкл Докладкомандиру - “Check list complite”	? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??	6 6	2,75 0,4 2,75 0,4 2,75 0,4 0,4 2,75 0,4 2,75 0,4 1,2	17,35
29 30	Восприятие команды: “Доклад диспетчеру”. Доклад диспетчеру:“Череповец-старт, 67427, пожар двигателя ”.	? ??	7	1,16 2,12	3,28
	Общее время алгоритма				41,4



5. Расчет интенсивности деятельности командира и второго пилота при выполнении заданного алгоритма

При количественном анализе операционной загруженности конкретного члена экипажа необходимо рассчитать интенсивность деятельности на каждом участке алгоритма и всего алгоритма в целом.

Интенсивность деятельности равна отношению количества оперативных единиц ко времени их реализации

;;

гдеIi- интенсивность деятельности на i-м участке алгоритма;

Iср- среднее значение интенсивности деятельности всего алгоритма;

k- количество оперативных единиц наi-м участке алгоритма;

m - количество ОЕ всего алгоритма в целом;

- продолжительность i-го участка, с;

- продолжительность всего алгоритма, с.

КВС	ВП

6. Расчет интенсивности деятельности командира и 2-го пилота по пилотированию

Интенсивность действий командира корабля или 2-го пилота по пилотированию ВС Cessna 172Sопределяется в соответствии с уровнем его подготовки и параметрами возмущенного движения ВС с помощью экспериментальной зависимости:

,

Где

- допускаемые при пилотировании отклонения параметров полета (точность пилотирования);

- скорости возмущения параметров полета.

Допустим, что командир ВС или 2-й пилот должен при штурвальном пилотировании в рассмотренной ситуации обеспечивать точность выдерживания параметров полета в следующих диапазонах значений:

КВС:

Продольный канал

?Н=20м (высота)=2 м/с (вертикальная скорость)

Боковой канал

??=3° (курс)??=4° (крен)



Наиболее вероятные возмущения параметров:

Продольный канал

Н=1м =0.5 м/с

Боковой канал

?=0.5 град/с ?=0.6 град/с

Возмущения параметров полета зависят от следующих факторов:

-от состояния атмосферы (турбулентности, ветрового режима и т.д.)

-от влияния отказа на устойчивость ВС (система управления, механизация и т.д.)

-от других условий.

Находим значение ? для каждого канала:

КВС:

Продольный канал

?н=v20/1=4.47=v2/0.5=2.82

Боковой канал

??=v3/0.5=3.46 ??=v4/0.6=3.33



КВС: Продольный канал

IПИЛн=0,53 ОЕ/с

IПИЛVy=0,62 ОЕ/с

Боковой канал

IПИЛ?=0,4 ОЕ/с

IПИЛ?=0,4 ОЕ/с

Учитывая, что управляющие воздействия по курсу «замещают» управляющие воздействия по крену, а в продольном канале управляющие воздействия по Vy «замещают» управляющие воздействия по Н, то при расчете общей интенсивности пилотирования суммируют только наибольшие значения из каждого канала управления (продольного и бокового). В данном случае общая интенсивность пилотирования ВС соответствует сумме:

Iпил = Iпил.прод. + Iпил.бок.

КВС:Iпил=0,62+0,4=1,02ОЕ/с.



7. Построение диаграмм интенсивности деятельности КВС и 2-го пилота по участкам алгоритма

Для определения наиболее загруженных участков необходимо построить диаграмму интенсивности деятельности по участкам алгоритма. По оси абсцисс последовательно откладываются значения продолжительности участков, а по оси ординат - соответствующие значения интенсивности. К каждому из этих значений добавляется величина интенсивности пилотирования и строится суммарная диаграмма интенсивности деятельности.

На диаграмме, кроме того, изображаются значения допустимой интенсивности

I доп = 1,6 ОЕ/с, пороговой интенсивности I пор = 2,0 ОЕ/с и среднее значение интенсивности по участкам алгоритма I ср.

График интенсивности для КВС



График интенсивности для ВП

8. Комплексный анализ деятельности экипажа и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии работы экипажа

Построив диаграмму интенсивности деятельности командира ВС в рассматриваемой ситуации, следует проанализировать ее с целью выявления возможностей совершенствования технологии работы всего экипажа. Прежде всего необходимо выявить наиболее загруженные участки алгоритма; после этого необходимо проанализировать содержание алгоритма на этих участках и предложить рекомендации по снижению интенсивности деятельности командира за счет перераспределения обязанностей между остальными членами экипажа, то есть посредством совершенствования технологии работы экипажа в конкретной рассматриваемой ситуации.

По построенным диаграммам видно, что интенсивность действий КВС не вы выходит за пределы Iпор, однако выходит за пределы Iдоп. Из этого следует, что вероятность ошибки КВС увеличивается на 5-50% .Чтобы свести к минимуму количество ошибок в данной ситуации, необходимо улучшить подготовку экипажа ВС. А именно:

- Отработка аварийных ситуаций на тренажере ВС.

- Тренировки в кабине.

-Обеспечить высокий уровень теоретической подготовки экипажа (знание РЛЭ ВС и всех систем внутри ВС, ознакомление с районом полетов, знание всей необходимой навигационной информации по маршруту.)

9. Разработка оптимизированной программы подготовки

Разработка оптимизированной программы начинается с выявления областей подготовки и осуществляется на основании алгоритмов в табличной форме. Оптимизированная программа подготовки предусматривает приобретение, как теоретических знаний, так и профессиональных навыков, уровень которых соответствует определенному критерию.

Помимо этого в оптимизированной программе указан вид технического средства обучения, с помощью которого осуществляется подготовка.

В таблице представлены области подготовки командира и второго пилота самолета Cessna 172S, составленные на основании алгоритмов.

В последнем столбце приведены критерии уровня профессиональной подготовки:

ТЗ - точные знания;

ДП - достаточное понимание;

УД - умение действовать;

ПН - профессиональный навык.

В последнем столбце приведены виды технических средств, с помощью которых должна осуществляться подготовка:



Таблица Оптимизированная программа подготовки КВС и ВП

ОЕ	Область подготовки	Критерий	Вид ТСО
КВС	2пилот
1,3,5,11,13,16,18,	1,3,7,9,8,9	Расположение пилотажно-навигационных приборов и сигнализаций.	ТЗ	1,8,12,13
8,15,22,23	13,15,16,17,19,21,24,26	Расположение органов	ТЗ	1,8,12,10,13
8,9,10,15 ,22,23	11,13,15,16,17,19,21,24,26	Действия при пожаре двигателя	ТЗ, ПН, УД	4,8,10,11
7,20,21,24,25	6,12,14,28,29,30	Правила фразеологии и радиообмена	ТЗ	4,2,3

Примечание: 1 - плакаты, схемы, диаграммы; 2 - звуковые диафильмы; 3 - магнитофонная запись, использующая как носитель речевых команд или руководящеготекста при выполнении отдельных задач; 4 - звуковой кинофильм или видеозапись; 5 - макеты отдельных узлов и агрегатов; 6 - макет двигателя в натуральную величину; 7 - макет самолета в натуральную величину; 8 - действующие стенды функциональных систем с органами управления и приборами контроля; 9 - тренажер бортинженера (бортмеханика); 10 - навигационно-пилотажный тренажер; 11 - тренажер аварийно-спасательных процедур; 12 - тренажер кабинных процедур; 13 - комплексный тренажер на подвижной платформе с визуализацией на стеклах в кабине экипажа

После выявления областей подготовки составляется контролирующая программа для проверки знаний в процессе обучения с помощью контролирующего устройства.

Он представляет собой перечень вопросов, охватывающих содержание области подготовки, на каждый из которых дается несколько ответов.

Правильными могут быть один или несколько ответов.

Приведем пример составления контролирующей программы в виде вопроса и ответов на него.



Вопрос 1: Дальность планирования ВС Cessna - 172Sc высоты 100м?

А. На 900 метров

Б. На 1000 метров

В. На 1300метров

Г. На 1700 метров

Вопрос 2: Какая оптимальная скорость планирования (с убранными закрылками)?

А. 45 KIAS

Б. 68 KIAS

В. 73 KIAS

Г. 79 KIAS

Вопрос 3: Рабочий диапазон давления масла?

А. 50 - 90 PSI

Б. 20 - 115 PSI

В. 70 - 120 PSI

Г. 0 - 120 PSI

Вопрос 4: Скорость сваливания с закрылками в положении UP и FULL соответственно?

А. 35 - 48 KIAS

Б. 48 - 53 KIAS

В. 53 - 68 KIAS

Г. 20 - 35 KIAS



Список литературы

«Методические указания и задания к курсовой работе» - Университет ГА СПб 2008 РЛЭ ВС Cessna - 172S

«Летная эксплуатация» А.Л. Микинелов, В.Е. Чепига, Г.В. Коваленко СПб 2007

Размещено на Allbest.ur