Wykorzystanie danych statystycznych do oceny zagrożenia bezpieczeństwa lotów Włodzimierz Balicki Paweł Głowacki Konferencja „Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających” Warszawa, 12 maja 2017

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających „Decyzje podejmowane na podstawie danych są jednym z najważniejszych aspektów każdego systemu zarządzania” ICAO „Safety Management Manual”, Third edition 2012

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Baza danych ECCAIRS - European Coordination Centre for Accident and Incident Reporting Systems zawiera informacje dotyczące zdarzeń lotniczych. Dla każdego z nich przypisuje się jedną z 34 kategorii zdarzeń ICAO.

Prace Instytutu Lotnictwa Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Prace Instytutu Lotnictwa Opracowano dane (lata 2008-2016) dzieląc je według następujących kryteriów: a) dopuszczalnej masy startowej: - statki powietrzne lekkie MTOM < 5700 kg (głównie lotnictwo ogólne); - statki o MTOM > 5700 kg (lotnictwo komercyjne); b) zgodnie z kategoriami zdarzeń lotniczych ICAO (34 kategorie zdarzeń); ILOT wprowadzono dodatkowo LASER c) miejsca zaistnienia (porty lotnicze w Polsce); d) fazy lotu statku powietrznego (start, lądowanie, podejście do lądowania, itp.) e) grupy ATA (poszczególne instalacje statku powietrznego). Wyznaczono najistotniejsze dla bezpieczeństwa lotniczego kategorie operacyjne zgodnie z dokumentem ICAO Opracowano metodologię prognozowania ich zmian na kolejne dwa lata, wraz z określaniem poziomów alarmowych Oszacowano ryzyko dla bezpieczeństwa zdarzeń powodowanych niesprawnościami instalacji płatowcowych i zespołów napędowych

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Prace Instytutu Lotnictwa Uzyskane wyniki mogą stanowić pomoc we wdrażaniu Krajowego Programu Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (State Safety Program) i Systemów Zarządzania Bezpieczeństwem w organizacjach lotniczych (SMS). Mogą wesprzeć proces konstruowania kolejnej generacji samolotów lub BSL poprzez informację o newralgicznych dla bezpieczeństwa instalacjach dotychczas eksploatowanych samolotów.

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Procentowy udział zdarzeń raportowanych w lotnictwie ogólnym z podziałem na kategorie wg ICAO

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Zdarzenia lotnicze powodowane są głównie przez usterki techniczne: SCF-NP – System/component failure or mulfunction non powerplant (udział 28,3 %); SCF-PP – System/component failure powerplant (udział 12,3 %). (Wniosek: Istotny wpływ na bezpieczeństwo mają niesprawności zespołu napędowego) Dokonano podziału usterek „ technicznych” będących przyczynami zdarzeń lotniczych wg grup ATA (Air Transport Association). (ATA100 - zbiór kodów określających instalacje samolotu - jest ich 65).

Procentowy udział niesprawności instalacji płatowcowych Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Niesprawności instalacji płatowcowych będące przyczyną zdarzeń lotniczych Procentowy udział niesprawności instalacji płatowcowych samolotów lotnictwa ogólnego – podział na grupy ATA (grupa ATA 32 – podwozie)

Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Niesprawności instalacji płatowcowych Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Niesprawności instalacji płatowcowych Dominujący udział - grupa ATA 32 (podwozie), a także grupa ATA 56 (okna). Usterki nie mają istotnego wpływu na bezpieczeństwo w operacjach BSL Natomiast niezawodność instalacji w grupach ATA: - 23 – komunikacja; - 24 – instalacja elektryczna (energetyka); - 27 – sterowanie samolotem. ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych i wskazuje newralgiczne miejsca konstrukcji instalacji płatowcowych (jest to istotne przy projektowaniu BSL).

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie ogólnym Niesprawności instalacji płatowcowych Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa Instalacje płatowcowe Grupa ATA Indeks Kod Opis 27 Sterowanie lotem 4D 32 Podwozie 5C 24 Instalacja elektryczna/energetyka 21 Klimatyzacja 1E 31 Wskazania/ zapisy 2E 23 Komunikacja 3D 29 Hydraulika 2D 52 Drzwi 22 Pilot automatyczny 28 Paliwo 56 Okna 57 Skrzydła 8 Niwelacja i ważenie 12 Obsługa – standardowe czynności 1D 25 Wyposażenie 26 Instalacja ppoż. 30 Instalacja przeciw oblodzeniowa 35 Tlen 46 Systemy informacji 53 Kadłub 54 Gondole/ pylony 55 Stabilizatory

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie komercyjnym Procentowy udział zdarzeń raportowanych w lotnictwie komercyjnym z podziałem na kategorie wg ICAO

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających W zdarzeniach lotniczych dominują usterki z przyczyn technicznych: SCF-NP – System/component failure or mulfunction non powerplant (udział 25,5 %) SCF-PP – System/component failure powerplant (udział 5,1 %) Należy też zwrócić uwagę na 17% udział zdarzeń spowodowanych kolizjami z ptakami, a także: - MAC (Mid Air Collision) - 5,2% ; - oślepianie wiązką promienia lasera - 4,2%. Podobnie jak dla lotnictwa ogólnego dokonano podziału usterek technicznych będących przyczynami zdarzeń lotniczych wg grup ATA. Zdarzenia w lotnictwie komercyjnym

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie komercyjnym Niesprawności instalacji płatowcowych Procentowy udział niesprawności instalacji płatowcowych (wg grup ATA) samolotów lotnictwa komercyjnego

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie komercyjnym Niesprawności instalacji płatowcowych Niezawodność instalacji w grupach: 27 – sterowanie samolotem; 24 – instalacja elektryczna (energetyka); 32 – podwozie (znaczenie w przyszłości np. bezpilotowe samoloty pasażerskie); 21 – klimatyzacja (znaczenie w przyszłości np. bezpilotowe samoloty pasażerskie); 31 – przyrządy/rejestratory - w tym np. ASDAR (Aircraft to Satellite Data Relay), DCAS (Digital Core Avionic System) czy ACARS (Aircraft Communications, Addressing and Reporting System); ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych i wskazują newralgiczne miejsca konstrukcji instalacji płatowcowych (istotne przy projektowaniu BSL).

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zdarzenia w lotnictwie komercyjnym Niesprawności instalacji płatowcowych Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa Instalacje płatowcowe Grupa ATA Indeks Kod Opis 27 Sterowanie lotem 5D 32 Podwozie 5C 24 Instalacja elektryczna/energetyka 4D 21 Klimatyzacja 4E 31 Wskazania/ zapisy 23 Komunikacja 3D 29 Hydraulika 3C 52 Drzwi 22 Pilot automatyczny 28 Paliwo 2E 56 Okna 2D 57 Skrzydła 8 Niwelacja i ważenie 1E 12 Obsługa – standardowe czynności 1D 25 Wyposażenie 26 Instalacja ppoż. 30 Instalacja przeciwoblodzeniowa 35 Tlen 46 Systemy informacji 53 Kadłub 54 Gondole/ pylony 55 Stabilizatory

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Zespoły napędowe

Niesprawności instalacji zespołu napędowego Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Poza błędami pilota – operatora, niesprawności te mają najistotniejszy wpływ na bezpieczeństwo operacji BSL (szczególnie jednosilnikowe) - na terenach zurbanizowanych

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Silniki tłokowe instalacje wg grup ATA ================= Grupa ATA Indeks Kod Opis 61 Śmigła 3C 62 Wirniki główne 1D 71 Zespół napędowy 1C 72 Silnik 5B 73 Instalacja paliwowa silnika/ sterowanie 4C 74 Zapłon 4B 75 Odbiory powietrza 1E 76 Sterowanie silnikiem 2C 77 Wskazania parametrów silnika 78 Wylot 79 Instalacja olejowa 80 Rozruch 2D 81 Turbiny 83 Skrzynka napedu agregatów Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa Instalacje silników tłokowych ================

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 14 Awaryjne lądowanie 27 Utrata mocy 4 Zawór wylotowy 51 Przerwany lot 24 Niestabilna praca silnika 5 Cylinder 3 Przerwany start 2 Przegrzanie silnika Skrzynia korbowa Przerwane kołowanie 11 Wyłączenie w powietrzu Wał korbowy   1 Wibracja silnika Wał rozrządu Korbowód Grupa ATA 72 Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 3 Awaryjne lądowanie 8 Niestabilna praca silnika 10 Świeca zapłonowa Przerwany lot 4 Utrata mocy 5 Iskrownik   2 Wibracja silnika 1 Przewód elektryczny Grupa ATA 74 (zapłon)

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 15 Przerwany lot 3 Utrata mocy 6 Niewłaściwa obsługa techniczna 4 Przerwany start Niskie ciśnienie oleju Opiłki w oleju 1 Przerwane kołowanie Wysoka temperatura oleju   2 Wibracja silnika Wysokie ciśnienie oleju Podciek oleju Sygnalizacja opiłków w oleju Grupa ATA 79 (układ olejenia)

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Turbinowe silniki śmigłowcowe Instalacje wg grup ATA ================== Grupa ATA Indeks Kod Opis 62 Wirniki główne 3D 63 Napęd wirników głównych 64 Wirnik ogonowy 2D 65 Napęd wirnika ogonowego 66 Łopaty wirników 3C 71 Zespół napędowy 1D 72 Silnik 4C 73 Instalacja paliwowa silnika/ sterowanie 76 Sterowanie silnikiem 77 Wskazania parametrów silnika 78 Wylot 79 Instalacja olejowa 5D 80 Rozruch 83 Skrzynka napędu agregatów Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa. Instalacje turbinowych silników śmigłowcowych ===============================

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Turbinowe silniki śmigłowcowe Wszystkie zdarzenia Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 13 Przerwany lot 7 Sygnalizacja opiłków w oleju 20 Przekładnia główna 10 Awaryjne lądowanie 6 Niestabilna praca silnika 21 Połączenia elektryczne 3 Przerwany start 5 Wyłączenie w powietrzu 12 Ciało obce   Ciśnienie oleju Niewłaściwy montaż podkładek /uszczelek Usterka FADEC

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Silniki turbośmigłowe instalacje wg grup ATA ================ Grupa ATA Indeks Kod Opis 61 Śmigła 3D 71 Zespół napędowy 1E 72 Silnik 5D 73 Instalacja paliwowa silnika/ sterowanie 74 Zapłon 75 Odbiory powietrza 76 Sterowanie silnikiem 77 Wskazania parametrów silnika 4D 78 Wylot 79 Instalacja olejowa 4C 80 Rozruch 2E Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa Instalacje silników turbośmigłowych ======================

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 25 Przerwany lot 12 Wyłączenie w powietrzu 6 Automat ustawienia w chorągiewkę 19 Przerwany start Niestabilna praca silnika 4 Rozrusznik Przerwane kołowanie 5 Niskie ciśnienie oleju Wskazania momentu Awaryjne lądowanie 1 Wysokie ciśnienie oleju Wskazania temperatury gazów wylotowych   2 Wibracja silnika 7 Niewłaściwa instalacja uszczelnień /przewodów PCU/HMU/EEC usterka 3 Uszkodzenie łopatek sprężarki Uszkodzenie łopatek turbiny Silniki turbośmigłowe Wszystkie zdarzenia

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Turbinowe silniki odrzutowe Instalacje wg grup ATA ============== Grupa ATA Indeks Kod Opis 49 Pomocniczy zespół napędowy 4D 71 Zespół napędowy 3E 72 Silnik 5D 73 Instalacja paliwowa silnika/ sterowanie 74 Zapłon 1A 75 Odbiory powietrza 4C 76 Sterowanie silnikiem 2B 77 Wskazania parametrów silnika 3B 78 Wylot 79 Instalacja olejowa 80 Rozruch Ocena ryzyka dla bezpieczeństwa Instalacje turbinowych silników odrzutowych ===============================

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Niesprawności instalacji zespołu napędowego Liczba Konsekwencja Objawy Przyczyna 24 Przerwany lot 9 Nierównomierne otwarcie odwracaczy ciągu 15 Uszkodzenia czujników 18 Przerwane kołowanie 7 Niewłaściwe wskazania temperatury gazów wylotowych 8 Zablokowanie zaworów odbioru powietrza Przerwany start 5 Wibracja silnika 4 Ciało obce Awaryjne lądowanie Usterka FADEC   Niskie ciśnienie paliwa Turbinowe silniki odrzutowe Wszystkie zdarzenia ==================

Bezpieczeństwo użytkowania bezzałogowych systemów latających Wnioski Z uwagi na dynamiczny rozwój  BSL niezbędne jest objęcie ich systemem oceny bezpieczeństwa lotów. BSL w każdej kategorii MTOM> niż (do ustalenia).   Należy sformułować wymagania na system pozyskiwania danych (raportowanie zdarzeń, prowadzenie bazy danych o zdarzeniach itp.) Dla BSL w tych kategoriach – system obsługi technicznej powinien być podobny do samolotowego Opracowany w Instytucie Lotnictwa system oceny bezpieczeństwa lotów statków powietrznych może być przykładem rozwiązania podobnych problemów dla eksploatacji BSL i pomocą przy nowych konstrukcjach.