В авиации и космонавтике повреждение посторонним предметом ( FOD) - это любой предмет или вещество, не относящиеся к самолету или системе, 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, связанных с ними.
FOD могут быть внутренний или внешний.
Внутренний FOD - это повреждение или опасность, вызванная посторонними предметами внутри самолета. Например, FOD в кабине - 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, заблокировать 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, имеют серийный номер, поэтому в случае их обнаружения их можно будет отследить.
Примеры FOD включают:
Время от времени все самолеты могут терять мелкие детали во время взлета и посадки. Эти детали остаются на взлетно-посадочной полосе и могут повредить шины других самолетов, удариться о фюзеляж, лобовое стекло / фонарь или попасть в двигатель. Хотя наземные бригады аэропорта регулярно убирают взлетно-посадочные полосы, крушение рейса 4590 авиакомпании Air France продемонстрировало, что аварии все еще могут происходить: в этом случае, как утверждается, авария была вызвана оставленным мусором. рейсом, вылетевшим всего четыре минуты назад.
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 проводится зачистка. Линия членов экипажа идет плечом к плечу по рабочей поверхности в поисках и удалении посторонних предметов.
Современные реактивные двигатели могут получить серьезные повреждения даже из-за засасывания в двигатель мелких предметов. Федеральное управление гражданской авиации (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 столкновение с птицей заставляет ее «бросить лезвие» (разлететься на части, при этом части разлетаются на высокой скорости), это не должно привести к потере самолета.
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 FOD, но сжатие и сопротивление, вызванные изгибом воздушного потока, уменьшили эффективную мощность двигателя, и, таким образом, конструкция не была повторена.
Аналогичный подход используется на многих турбовальных вертолетах , таких как Ми-24, которые используют "вихревой тип" «или« центробежный »воздухозаборник, при котором воздух проходит по спиральной траектории перед входом в двигатель; более тяжелая пыль и другой мусор вытесняются наружу, где они отделяются от воздушного потока перед тем, как попасть во впускное отверстие двигателя.
Истребители Российские Микоян МиГ-29 и Су-27 имеют специальную конструкцию воздухозаборника, предотвращающую попадание ФПК во время взлета. с 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, у которого очень высокое расположение двигателей.
Boeing предлагал комплект для гравийной взлетно-посадочной полосы для ранних 737s, который позволяет использовать самолет на неулучшенных и гравийных взлетно-посадочных полосах, несмотря на очень низкую посадку двигателей. В этот комплект входили гравийные дефлекторы на шасси; складные фонари в днище самолета; и экраны, которые предотвращали попадание гравия в открытые колесные арки при выдвинутой передаче, от удара критических компонентов. Он также включал в себя вихревые рассеиватели, устройства, которые уменьшали бы поток воздуха в двигатель снизу, чтобы уменьшить вероятность попадания гравия.
Airbus исследует новый подход к снижению FOD. Благодаря разработке, совместно с Israel Aerospace Industries, Taxibot, тягача, управляемого пилотом, самолету не нужно будет использовать реактивные двигатели во время руления, поэтому он не будет уязвим для FOD на перронах или рулежных дорожках.
Мусор часто застревает в протекторах шин от автомобилей, прибывающих на аэродром. Типы мусора, попавшего в шину транспортного средства, могут включать камни, грязь, камни, незакрепленное оборудование (винты, шайбы, болты и т. Д.) И многие другие формы мелких материалов. Это могут быть бензовозы и бензовозы, автомобили для технического обслуживания и многие другие, которые непреднамеренно приносят и оставляют мусор вокруг траектории полета. Эти типы FOD очень трудно отслеживать и управлять ими, когда 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. Удивительно думать, что средний ремонт двигателя с помощью FOD может превышать 1 миллион долларов... и все это вызвано простым камнем; описано здесь Boeing FOD Prevention.
Крушение самолета Concorde, Air France, рейс 4590, в аэропорту Шарль-де-Голль около Парижа 25 июля 2000 г. возникло по вине FOD; в данном случае обломок титана на взлетно-посадочной полосе, который был частью реверсора тяги, который упал с Continental Airlines McDonnell Douglas DC -10 при взлете примерно на четыре минуты раньше. Все 100 пассажиров и девять членов экипажа на борту рейса, а также четыре человека на земле погибли.
A Gates Learjet 36A, регистрационный номер N527PA, вылетал из международного аэропорта Ньюпорт-Ньюс / Вильямсбург в Вирджинии 26 марта 2007 года, когда экипаж услышал громкий хлопок. Прервав 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 после аварии видели камни и куски металла на взлетно-посадочной полосе. Национальный совет по безопасности на транспорте заявил, что авария была вызвана FOD на взлетно-посадочной полосе. Причиной аварии стал отказ тормозного парашюта.
24 июня 1982 года рейс 9 British Airways на пути в Перт, Австралия, полетела 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 команда могли увидеть явление, известное как Св. Огонь Эльмо вокруг самолета. 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.
15 декабря 1989 года рейс 867 авиакомпании KLM, направлявшийся в международный аэропорт Нарита, Токио, пролетел сквозь густое облако вулканического пепла от Гора Редут, извергнувшаяся накануне. У Боинга 747-400 загорелись четыре двигателя. Спустившись на высоту более 14 000 футов, экипаж перезапустил двигатели и благополучно приземлился в международном аэропорту Анкоридж.
Необычный случай FOD произошел 28 сентября 1981 года над Чесапик. Бэй. Во время летных испытаний F / A-18 Hornet, Испытательный центр ВМС ВМС США использовал Douglas TA-4J. Скайхок в роли самолета-преследователя, чтобы снять испытание на сброс бомбоубежища с «Хорнета». Стойка с бомбами попала в правое крыло «Скайхока», оторвав почти половину крыла. «Скайхок» загорелся через несколько секунд после удара; два человека на борту катапультировались.
20 ноября 1975 г. Hawker Siddeley HS.125, взлетавший с аэродрома Дансфолд, пролетел через стая северных чибисов сразу после отрыва от взлетно-посадочной полосы и потеряла 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 разбился вскоре после взлета с RAF Kinloss. 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 свои действия по поддержанию контроля над самолетом и спасению жизней 18 членов экипажа. На взлетно-посадочной полосе или рядом с ней были найдены останки 77 птиц.
15 января 2009 года US Airways, рейс 1549, влетел в стаю канадских гусей и потерпел отказ двух двигателей. Пилот угробил самолет в реке Гудзон, спасая жизни всех на борту.
Значительные проблемы возникают в аэропортах, где территории были или стали местом гнездования птиц. В то время как заборы могут помешать лосям или оленям выйти на взлетно-посадочную полосу, птиц сложнее контролировать. Часто в аэропортах используется тип отпугивателя птиц, который работает на пропане и создает достаточно громкий шум, чтобы отпугнуть птиц, которые могут оказаться поблизости. Менеджеры аэропортов используют любые доступные средства (включая обученных соколов, а также беспилотных летательных аппаратов с машущими крыльями, подобных соколу) для сокращения популяции птиц. Другое исследуемое решение - использование искусственного газона возле взлетно-посадочных полос, поскольку оно не дает диких животных пищи, укрытия или воды.
В США, самым 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, повышением осведомленности и профилактикой FOD. Информация о конференции, включая презентации прошлых конференций, доступна на веб-сайте NAFPI. Тем не менее, NAFPI подвергся некоторой критике за то, что она сосредоточена на управлении инструментами и производственных процессах, и другие участники отрасли выступили вперед, чтобы заполнить пробелы. BAA провела первую в мире конференцию по этой теме под руководством аэропортов в ноябре 2010 года.
Существуют некоторые дискуссии относительно систем обнаружения FOD, поскольку затраты могут быть высоки, а область ответственности не ясно. 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 изучило технологии обнаружения FOD и установило стандарты для следующих категорий:
Негативные эффекты FOD могут быть уменьшены или полностью устраняется путем введения сжимающих остаточных напряжений в критических областях усталости в деталь в процессе производства. Эти полезные напряжения индуцируются 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 создает 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.
На международном уровне FOD обходится авиационной отрасли долл. США в 13 миллиардов долларов в год в виде прямых плюс косвенные расходы. Косвенные затраты в десять раз превышают стоимость прямых затрат, включая задержки, замену воздушного судна, понесенные затраты на топливо, внеплановое обслуживание и т.п. и причиняет дорогостоящий, значительный ущерб самолету и его частям, а также смерть и травмы рабочих, пилотов и пассажиров.
Подсчитано, что FOD обходится крупным авиакомпаниям в США в 26 долларов США за рейс на ремонт самолетов, плюс 312 долларов США в виде таких дополнительных косвенных расходов, как задержки рейсов, замена самолетов и неэффективное использование топлива.
«Там - это другие затраты, 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 продолжаться на всю жизнь. Эти мучительные мучения не поддаются исчислению, но не следует забывать никогда. Если все будут помнить об этом, мы останемся бдительными и навсегда предотвратим возникновение проблемы из-за обломков посторонних предметов. На самом деле, сочетание многих факторов вызывает цепочку событий что может привести к сбою ".
Было проведено только два подробных исследования экономической стоимости FOD для операций гражданских авиакомпаний. 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 были разбиты на прямые затраты на рейс и косвенные затраты на рейс для 300 крупнейших мировых аэропортов с подробными примечаниями к подтверждающим данным. Исследование Insight SRI было стандартным справочным материалом для 2007-2009 годов, поскольку это был единственный источник с указанием затрат и, таким образом, цитировался регулирующими органами, аэропортами и поставщиками технологий.
Однако, хотя этот документ Insight SRI 2007 года остается лучший бесплатный общедоступный источник данных, новый анализ (2010 г.) от 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 затраты на FOD для авиакомпаний. Эта предыдущая попытка была первой. 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, замены шин и повреждений корпуса самолета.
Косвенные расходы на рейс включают в общей сложности 31 отдельную категорию:
В исследовании делается вывод, что при добавлении этих косвенных затрат стоимость FOD увеличивается в несколько раз, до 10 раз.
Евроконтроль и FAA оба изучают FOD. Евроконтроль 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, Чикаго Международный аэропорт О'Хара ), (BOS, Бостон Международный аэропорт Логан ) и (ORD, аэропорт Чикаго О'Хара) в 2007 и 2008 годах. Результаты этого исследования должны быть опубликовано в 2009 году.
СМИ, связанные с повреждением посторонних предметов на Wikimedia Commons