Безпека авіації

Зміст
Перелік скорочень 8
Передмова 15
Розділ 1. ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АВІАЦІЇ 17
1.1. Основні чинники безпеки авіації 17
1.2. Програма забезпечення безпеки авіації 26
1.3. Модель аналізу небезпек ЗО
1.4. Методологія оцінювання ризику 32
1.5. Завдання авіаційної безпеки. Характеристика та аналіз загроз 34
1.6. Юридичне забезпечення захисту цивільної авіації від актів незаконного втручання 39
1.7. Завдання, загальні положення та основні напрями реалізації програми авіаційної безпеки аеропорту й експлуатаційника 44
Розділ 2. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ БЕЗПЕКИ ПОЛЬОТІВ 48
2.1. Основні поняття 48
2.2. Структура авіаційної транспортної системи 50
2.3. Міжнародні організації регулювання безпеки авіації 53
2.4. Чинники, що впливають на безпеку польотів 54
2.5. Норми льотної придатності літальних апаратів 56
2.5.1. Огляд розвитку нормативної бази 56
2.5.2. Безпека польоту і проблема старіючого парку ПК 58
2.6. Показники безпеки польотів 60
2.7. Аналіз польотних ситуацій 61
2.7.1. Формалізація поняття «польотна ситуація» 61
2.7.2. Оцінювання перехідних імовірностей у просторі польотних ситуацій 64
2.7.3. Ризики в ситуаційній динаміці 67
2.8. Особливості статистичного аналізу безпеки польотів 70
2.8.1. Зважене моделювання 70
2.8.2. Бутстреп-метод і метод перевибірки 71
2.8.3. Інтерполяційний метод статистичного моделювання 72
2.8.4. Схема розв’язання статистичної задачі визначення оптимальної границі 74
2.9. Застосування асимптотичних законів розподілу для оцінювання безпеки польотів 75
Розділ 3. ДЕРЖАВНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ЛЬОТНОЇ ПРИДАТНОСТІ 81
3.1. Структура системи державного регулювання льотної придатності 81
3.2. Функції системи державного регулювання льотної придатності 88
3.3. Основні завдання, що виконуються під час сертифікації авіаційної техніки 91
3.4. Основні процедури сертифікації авіаційного персоналу 98
Розділ 4. АНАЛІЗ РИЗИКІВ ТЕХНІЧНОЇ ЕРГАТИЧНОЇ СИСТЕМИ «ПОВІТРЯНИЙ КОРАБЕЛЬ-ЕКІПАЖ-СЕРЕДОВИЩЕ» 103
4.1. Сучасні проблеми експлуатації ергатичних систем 103
4.2. Інформаційні потоки та невизначеність у контурі ергатичної системи «повітряний корабель — екіпаж — середовище» 105
4.3. Ризики, що проявляються в процесі експлуатації ергатичної системи «повітряний корабель — екіпаж — середовище» 106
4.3.1 Основні поняття 106
4.3.2. Методи оцінювання ризиків 107
4.3.3. Загальна класифікація ризиків 109
4.3.4. Види ризиків, притаманних складовим ергатичної системи 109
4.4. Класифікація чинників ризику, що проявляються в процесі експлуатації ергатичної системи «повітряний корабель — екіпаж — середовище» 110
4
Зміст
4.5. Оцінювання ризиків експлуатації ергатичної системи «повітряний корабель — екіпаж — середовище» із застосуванням сучасних інформаційних технологій 113
Розділ 5. ЛЮДСЬКИЙ ЧИННИК В АВІАЦІЇ 121
5.1. Основні поняття 121
5.2. Види прояву дії людського чинника 123
5.2.1. Безпека та ефективність 123
5.2.2. Самопочуття членів екіпажу 124
5.3. Структурні компоненти людського чинника в авіації 126
5.3.1. Характеристики людини 126
5.3.2. Динамічні складові системи «людина—техніка—середовище» 127
5.3.3. Складові людського чинника 128
5.4. Психофізіологічна відповідність людини вимогам професії 130
5.4.1. Методологія психофізіологічного оцінювання та прогнозування стану людини . . . 131
5.4.2. Сучасний стан прогнозування 132
5.4.3. Методи та інструменти прогнозування 134
5.5. Навчання та перепідготовка спеціалістів 136
5.6. Професійна діяльність авіаційного персоналу 137
5.7. Нові тенденції та перспективи ергономічних досліджень 140
Розділ 6. МЕТОДИ І ЗАСОБИ ТЕХНІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЛЬОТНОЇ ПРИДАТНОСТІ 142
6.1. Загальні відомості 142
6.2. Технічні засоби та методи підтримання льотної придатності повітряних кораблів в експлуатації 144
6.2.1. Методи і засоби забезпечення надійності на етапах життєвого циклу літака 144
6.2.2. Основні питання підтримання льотної придатності повітряних кораблів 151
6.2.3. Завдання автоматизованої системи інформаційного забезпечення підтримання льотної придатності повітряних кораблів України 154
6.2.4. Вибір методу експлуатації компонентів повітряних кораблів 158
6.2.5. Концепція підтримання безпеки польотів повітряних кораблів 164
6.3. Міцність і довговічність елементів авіаційних конструкцій за наявності пошкоджень ... 172
6.3.1. Вплив міцності й довговічності авіаційних конструкцій на безпеку польотів .... 172
6.3.2. Коефіцієнт інтенсивності напружень 175
6.3.3. Залишкова міцність конструкцій із тріщинами 178
6.3.4. Приклад розрахунку залишкової міцності елемента конструкції 182
6.3.5. Залишкова довговічність конструкцій із тріщинами 185
6.3.6. Приклад розрахунку залишкової довговічності елемента конструкції 188
6.4. Методи і засоби дефектоскопії конструкційних елементів повітряних кораблів 190
6.4.1. Визначення показників якості матеріалів 190
6.4.2. Неруйнівний контроль якості матеріалів 194
6.4.3. Акустичні методи контролю 196
6.4.4. Капілярні методи контролю 200
6.4.5. Радіаційні методи контролю 201
6.4.6. Вихрострумовий контроль 205
6.4.7. Магнітний контроль 207
6.5. Діагностування елементів конструкції повітряних кораблів 210
6.5.1. Елементи методології технічного діагностування 210
6.5.2. Визначення технічного стану деталей методами неруйнівного контролю 211
6.5.3. Метрологічне забезпечення неруйнівного контролю 214
6.5.4. Випробування та атестація засобів неруйнівного контролю 217
6.5.5. Атестація методик; підготовка та атестація спеціалістів неруйнівного контролю. . . 219
6.6. Акусто-емісійний метод у технічному діагностуванні конструктивних елементів повітряних кораблів 221
Зміст
5
6.6.1. Терміни, визначення та основні параметри сигналів акустичної емісії 221
6.6.2. Локація дефектів структури, що розвиваються за сигналами акустичної емісії. . . . 225
6.6.3. Акусто-емісійні системи локації дефектів структури 234
Розділ 7. ВПЛИВ ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА НА БЕЗПЕКУ ПОЛЬОТІВ 244
7.1. Аналіз впливу небезпечних метеорологічних явищ на безпеку польотів 244
7.2. Метеорологічні чинники та їх природа 250
7.2.1. Обледеніння літаків 250
7.2.2. Турбулентність атмосфери 252
7.2.3. Вітрові збурення 254
7.2.4. Грози та електричні розряди 256
7.2.5. Зливові опади 258
7.3. Зіткнення повітряних кораблів зі сторонніми предметами 259
7.4. Дія зовнішнього середовища на характеристики повітряних кораблів 260
7.4.1. Вплив обледеніння на аеродинамічні та льотно-технічні характеристики 261
7.4.2. Вплив турбулентності на льотно-технічні характеристики 263
7.4.3. Вплив зсуву вітру на політ 265
7.4.4. Вплив грозової активності атмосфери на політ 266
7.5. Дослідження впливу зовнішнього середовища на характеристики повітряних кораблів . . 270
7.5.1. Методи та процедури дослідження 270
7.5.2. Модель процесу обледеніння 273
7.5.3. Модель процесу турбулентності 274
7.5.4. Модель формування критичного профілю зсуву вітру 276
7.5.5. Моделювання процесів дії грози та інтенсивних зливових опадів 279
7.5.6. Модель динаміки польоту повітряного корабля 282
Розділ 8. АЕРОНАВІГАЦІЙНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ В СИСТЕМІ БЕЗПЕКИ ПОЛЬОТІВ 287
8.1. Структура системи аеронавігаційного обслуговування 287
8.2. Сучасний стан і перспективи розвитку аеронавігаційних систем 292
8.3. Інформаційний контур розв’язання динамічних конфліктних ситуацій системи аеронавігаційного обслуговування польотів 295
8.4. Методологічні основи оцінки ризику зіткнень ЗОЇ
8.5. Оцінка ризику зіткнень повітряних кораблів на трасах польоту 303
8.5.1. Модель ризику зіткнення в результаті порушення бічного ешелонування 304
8.5.2. Модель ризику зіткнень у разі вертикального відхилення повітряних кораблів . . . 305
8.5.3. Оцінка параметрів моделі ризику зіткнень 305
8.6. Оцінка ризику зіткнення повітряних кораблів у зоні аеродрому 308
8.7. Підвищення рівня безпеки польотів шляхом комплексного використання засобів аеронавігації 312
8.7.1. Комплексна обробка навігаційної інформації та інформації системи управління повітряним рухом 312
8.7.2. Логічний аналіз ситуацій для вироблення стратегії спільної обробки аеронавігаційної інформації 313
8.7.3. Оптимізація потоку літаків 318
8.7.4. Визначення оптимальної кількості інформаційних систем для максимізації потоку літаків, що обслуговуються, без урахування економічних показників 320
8.7.5. Вплив імовірності виявлення повітряних кораблів на час спостереження при заданих середніх витратах 322
8.7.6. Процедура підсумовування рішень, одержаних від багатьох інформаційних систем . 324
8.7.7. Визначення оптимальної кількості інформаційних систем для максимізації потоку літаків, що обслуговуються, з урахуванням економічних показників 325
8.7.8. Математична модель багатоальтернативного послідовного правила 327
8.7.9. Послідовний багатокритеріальний аналіз у діагностиці особливих ситуацій 331
6
Зміст
8.8. Оцінка впливу інтегрованих навігаційних засобів на ймовірність класифікації ситуацій повітряного стану в інтегрованій аеронавігаційній системі 334
8.8.1. Принцип побудови інтегрованих систем попередження зіткнень (СПЗ) 334
8.8.2. Моделювання ймовірнісних характеристик удосконаленої інтегрованої СПЗ .... 336
8.8.3. Аналіз схем поєднання координатної інформації в інтегрованих системах
прийняття рішень 338
8.8.4. Розрахунок імовірнісних характеристик при об’єднанні інформації
від різних систем визначення місця розташування повітряного корабля 343
8.9. Метеорологічне забезпечення безпеки польотів 345
8.9.1. Основні визначення та організаційні принципи метеорологічного забезпечення польотів 345
8.9.2. Дистанційне зондування 348
8.9.3. Радіолокаційні характеристики метеорологічних утворень 353
8.9.4. Методи виявлення небезпечних метеорологічних явищ 360
8.9.5. Наземні засоби виявлення небезпечних метеорологічних явищ 372
8.9.6. Бортові засоби виявлення небезпечних метеорологічних явищ 377
8.9.7. Супутникові спостереження метеорологічної обстановки 383
8.9.8. Інтегровані системи одержання метеорологічної інформації та міжнародні програми 389
Розділ 9. БЕЗПЕКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АВІАЦІЙНИХ СИСТЕМ. ... 396
9.1. Бортове програмне забезпечення 396
9.1.1. Критичність функціональних систем авіоніки і рівень програмного забезпечення . . 396
9.1.2. Процеси розроблення, верифікації і атестації програмного забезпечення 398
9.1.3. Документація для сертифікації програмного забезпечення 401
9.2. Інструментальне програмне забезпечення 403
9.2.1. Сучасний інструментарій та його функціональність 403
9.2.2. Особливості програмного інструментарію та його застосування 405
9.3. Інженерія програмного забезпечення 407
9.3.1. Інженерні методи у програмному забезпеченні авіаційних систем 408
9.3.2. Емпіричні методи у програмному забезпеченні 410
9.3.3. Емпіричні засоби інженерії програмного забезпечення 412
9.4. Гарантування безпеки програмного забезпечення 414
9.4.1. Основні аспекти системи якості у життєвому циклі програмного забезпечення . . . 414
9.4.2. Управління конфігурацією і гарантія якості програмного забезпечення 415
Розділ 10. ІНФОРМАЦІЙНА БЕЗПЕКА 418
10.1. Загальні проблеми інформаційної безпеки в авіації 418
10.2. Принципи побудови сучасних авіаційних телекомунікаційних систем 419
10.3. Характеристика каналів витоку інформації в авіаційних телекомунікаційних системах . . 427
10.4. Методи захисту інформації в авіаційних системах зв’язку та передавання даних 440
10.5. Захист інформації в авіаційних комп’ютерних мережах 448
10.5.1. Сучасні методи і засоби захисту інформації в авіаційних 448
комп’ютерних мережах 448
10.5.2. Характерні особливості захисту авіаційних комп’ютерних мереж 451
10.5.3. Міжмережні екрани 452
10.5.4. Системи контролю змісту 460
10.5.5. Системи побудови віртуальних приватних мереж 462
10.5.6. Системи виявлення атак 464
10.5.7. Інші системи 475
Розділ 11. ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА АВІАЦІЇ 477
11.1. Збалансований підхід до проблеми захисту довкілля 477
11.2. Моделювання впливу авіаційного шуму на довкілля 479
11.3. Моделювання забруднення атмосферного повітря в районі аеропорту 485
Зміст
7
11.4. Моделювання ризику третьої сторони в районі аеропорту 487
11.5. Найвигідніші процедури польоту за умов зменшення впливу на навколишнє природне середовище 492
11.6. Адміністративні та економічні процедури охорони навколишнього природного середовища в околиці аеропорту 496
Розділ 12. РОЗСЛІДУВАННЯ АВІАЦІЙНИХ ПОДІЙ 499
12.1. Нормативна база 499
12.2. Організація розслідування авіаційних подій 501
12.2.1. Порядок сповіщення про авіаційну подію 501
12.2.2. Первинні дії посадових осіб у разі авіаційної події 503
12.2.3. Порядок створення комісії з розслідування авіаційної події 504
12.2.4. Робота комісії з розслідування авіаційних подій 507
12.3. Засоби накопичення та збереження польотної інформації 509
12.4. Дослідження динаміки руху повітряного корабля при розслідуванні авіаційної події . . . 528
12.4.1. Методи підвищення достовірності параметричної інформації 528
12.4.2. Побудова траєкторії польоту повітряного корабля 535
12.4.3. Методи визначення маси повітряного корабля 545
Глосарій 551
Список використаної літератури 560