Основные причины крушения авиалайнеров
Автор: Мигидина Софья Сергеевна
Возраст:16 лет
Место учебы: МБОУ «Лицей №9 имени К.Э.Циолковского» город Калуга
Город, регион: Калужская обл., г. Калуга
Руководитель: Типикина Екатерина Николаевна, учитель физики,
МБОУ «Лицей №9 имени К.Э.Циолковского» город Калуга
Историко-исследовательская работа «В чем причины аварий и катастроф воздушных судов?»
План:
1. Введение.
2. Основное содержание.
2.1. История гражданской авиации.
2.2. Основные причины аварий и авиакатастроф.
2.3. Крушение самолётов на разных этапах полёта.
2.4. Мировая статистика аварий и катастроф.
2.5. Выбор моделей судов для исследования.
2.6. Исследование с построением диаграмм.
2.7. Анализ и вывод.
3. Заключение.
4. Источники информации.
Введение
Тема исследования: причины авиакатастроф и аварий и их анализ.
Цель работы: исследовать самые распространенные причины аварий.
Основные задачи:
- изучить технические данные авиалайнеров;
- систематизировать данные крушений;
- проанализировать полученные диаграммы;
- сделать выводы о соотношении различных причин авиакатастроф.
Авария воздушного судна - происшествие, произошедшее с воздушным судном, не понесшее за собой человеческие жертвы, в ходе которого авиалайнер получил повреждения.
Авиакатастрофа - происшествие, произошедшее с воздушных судном, в ходе которого люди погибли или пропали без вести, в том числе в ходе эвакуации.
В настоящее время, связи с увеличением количества авиаперевозок, вопрос безопасности является наиболее актуальным. Исследовательская работа, которая рассматривает основные причины крушения авиалайнеров, могла бы выявить с помощью анализа недостатки в организации летной работы. Проанализировав разные причины крушений , можно устранить часть аварий или снизить процент от общего количества аварий до минимума.
Основная часть
В чем причины аварий и катастроф воздушных судов?
История появление гражданской авиации
Прежде чем говорить об авиакатастрофах и их причинах, нужно начать с истории появления гражданской авиации. История гражданской пассажирской авиации (в дальнейшем ГА) началась с изобретением первого пассажирского самолета. Первым в мире самолетом, который мог перевозить пассажиров, стал российский аппарат под обозначением «Илья Муромец». Несмотря на то, что этот аппарат был изготовлен И. Сикорским еще в 1913 году, он был достаточно комфортабельным для пассажиров, поскольку на его борту был размещен ресторан, спальные помещения и ванная. Демонстрационный полет машины показал, что он может перевозить 16 человек. Этому самолету принадлежит первый рекорд по дальности перелета, он смог преодолеть расстояние от Петербурга до Киева и в обратную сторону. При этом аппарат осуществил лишь одну посадку.
Далее развитие пассажирских перевозок было неравномерным. На первых этапах развития ГА стояла задача перевозки большего количества людей, как можно быстрее и избавится от слишком масштабных двигателей. Одним из таких самолетов стал Ford Trimotor (США). Это был самолет с тремя поршневыми двигателями, при этом пассажировместительность была 8 человек. Это было очень мало, поэтому вскоре, в 1933 году, производство было закрыто, но эксплуатация продолжалась ещё достаточно долгое время.
На смену пришёл еще один «американец» DC-3, он же стал самым массовым по изготовлению в мире. Его пассажировместительность стала 32 человека, т.е. в два раза больше, чем у « Ильи Муромца» и в четыре, чем у «FordTrimotor». На тот момент это было огромное достижение в ГА. Потом началась война.
Во время войны основной упор был сделан на военную авиацию. По окончанию войны ГА делали на основе военных разработок. Тому яркий пример ТУ-104 (1955г) и Boeing-707 (1954г).
Что касается первых авиакатастроф ГА, то точных данных нет. Одной из крупнейших авиакатастроф в истории пассажирской авиации является столкновение двух самолетов Boeing-747 27 марта 1977 года на испанском острове Тенерифе в аэропорту Лос-Родеос. Произошло столкновение « лоб в лоб», т.к. оба самолета оказались на одной взлётно-посадочной полосе (далее ВПП). Тогда погибли 583 человека.
Основные причины аварий и авиакатастроф.
Причины авиакатастроф могут быть совершенно разные, но их можно разделить на три большие группы.
Первая группа – авиакатастрофы, причиной которых является человеческий фактор. К этому фактору можно отнести ошибки экипажа, неграмотную работу диспетчеров, халатность обслуживающего персонала и теракты. Например: авария Ту-154 01 марта 1980 г. Заход на посадку выполнялся по неустановленной для данного аэродрома схеме. Выход на посадочный курс был выполнен на удалении, меньше установленного с боковым уклонением в 1200 м, которое устранялось большими углами доворота. В дальнейшем снижение выполнялось с вертикальной скоростью 9-10 м/с. В результате ошибок экипажа в работе с поверхностями управления и механизацией, самолет выполнил посадку с перегрузкой в 3 единицы, отделился от ВПП, вновь приземлился с перегрузкой в 3.9 единицы и сошёл с ВПП. При расследовании было установлено, что причиной этой катастрофы стала ошибка экипажа в технике пилотирования, ошибка диспетчерской службы.
Вторая группа – авиакатастрофы, причиной которых является технические неполадки (=> технический фактор): крушения лайнеров по причине отказа оборудования, неправильной работы приборов, а так же некачественный поставарийный или текущий ремонт. Примером такой катастрофы является авиакатастрофа Ил-14 близ Воронежа. Тогда, экипаж пилотировал самолет уверенно и спокойно. Их действия были правильными и не повлияли на исход полета. Установлено, что ввиду отказа правого двигателя в нем начался пожар. На высоте 800-900 м после выхода из облаков у самолета правый мотор оторвался, а потом правая плоскость. В 15:18 самолет, горя, взорвался, упал на землю. Пассажиры и экипаж погибли.
Последняя, третья группа – авиакатастрофы, причиной которых является природный фактор. К этой группе можно отнести плохие метеоусловия, смог, пепел после извержения вулкана, а так же попадание птиц в двигатели. Например: 19 марта 2016 года пассажирский самолет Boeing 737-800 авиакомпании Flydubai, следовавший рейсом FZ-981 из Дубая в Ростов-на-Дону, столкнулся с землей вблизи ВПП аэропорта назначения и разрушился. Погибли все находившиеся на борту 62 человека - 55 пассажиров (в т.ч. 45 граждан РФ) и семь членов экипажа. Посадка проходила в условиях плохой видимости и сильных порывов ветра.
Крушение самолёта на разных этапах полёта
Процесс полёта можно разделить на три этапа: взлёт (от руления до выхода на заданную высоту), крейсерский полёт и посадка (от снижения до приземления). При этом взлёт и посадка - самые опасные этапы, т.к. при смене эшелона судно испытывает большие перегрузки. Именно в эти два этапа чаще всего происходят аварии. Об этом свидетельствует данные сайта www.1001crash.com, в которых показано распределение числа происшествий и количества погибших по стадиям полета (1999 – 2008 года):
|
Стадия
|
% от числа происшествий
|
% от числа погибших
|
|
Руление
|
12
|
0
|
|
Взлет и начальный набор высоты
|
20
|
30
|
|
Набор высоты
|
10
|
13
|
|
Крейсерский полет
|
8
|
16
|
|
Снижение
|
14
|
16
|
|
Приземление
|
36
|
25
|
Таким образом, крейсерский полёт - самый безопасный этап, но в случае аварии, чаще всего, гибнут все, поэтому процент по погибшим столь высокий.
Мировая статистика крушений и аварий
Прежде чем рассматривать причины на конкретных моделях, анализируем мировую статистику. Для этого воспользуемся Интернет ресурсами.
На этом графике видно, что за последнее время число катастроф уменьшилось, но ситуация всё равно нестабильная. Число жертв уменьшилось в два раза, а число катастроф лишь в полтора. Значит можно сделать вывод, что безопасность воздушных судов улучшилась. Можем заметить, что в 2001-2005 году было много жертв и катастроф. Это можно обосновать увеличением терактов. Самый большой столбец 2001 год. Тогда произошёл теракт 11 сентября в Нью-Йорке. Два самолёта были угнаны террористами и в ходе полёта были направлены в «Башни близнецы». В ходе этого погибло много людей: все пассажиры самолета и люди, находившиеся в торгово-офисном центре. После этой трагедии были предприняты новые меры безопасности.
Процентное соотношение причин авиакатастроф также менялось со временем. Снова воспользуемся Интернетом.
С 1950-2000-ых годов ситуация была разной. С 1950-ых по 1970-ые годы процент аварий связанных с ошибкой пилота значительно уменьшился, но с 1980-ых и до 2000-ых годов этот процент снова возрастал и почти пришёл к изначальному значению. Обратный процесс происходил с наземными службами. Процент ошибок наземного персонала сначала стремительно увеличивался, а потом начал снижаться. Что касается погодных явлений, то здесь сделать конкретных выводов нельзя, т.к. ситуация нестабильна, но процент таких аварий в среднем чуть выше 10%, а в последнее время даже меньше. Технические неисправности занимают не самый маленький процент, около 20%, но в последнее время этот значение выросло до 24%. Причиной этого, возможно, является износ судов, т.к. массовое возникновение авиакомпаний приходится на 1980-е годы, следовательно, закупка судов происходила в тоже время, и к 2000-ым годам многие суда устарели. Последнее, что хочется обсудить – теракты. К сожалению, эта проблема никуда не пропадает, в этом мы убедились в рассуждениях к прошлому рисунку. Пик терактов пришёлся на 1990‑годы и начало 2000-ых, сейчас их процент снизился, но по-прежнему остается высок. Исследуем следующую диаграмму:
И снова мы видим нестабильные результаты. Более массовые теракты происходили в 1990-е годы и начало 2000-ых, однако были всплески в 2014 году. Но в целом терактов стало меньше, следовательно, улучшилась безопасность: стала более тщательной предполётная проверка пассажиров и воздушного судна.
Выбор моделей судов для исследования.
Чтобы ответить на вопрос в чем же причина авиакатастроф, проведем небольшой анализ. Моё исследование будет проходить на основе данных об авиакатастрофах нескольких самолетов, имеющих примерно одинаковые технические характеристики и произведенных примерно в один и тот же промежуток времени, но в разных странах. Все шесть самолётов популярны на рынке авиалайнеров. Для своего анализа я решила представить три пары самолетов.
Первая из них будет тандем ТУ-104 (1956-1981) и Boeing-707(1958-1978, эксплуатируется). Оба самолета – одни из первых авиалайнеров с реактивными двигателями. Их технические характеристики схожи, различаются лишь количеством двигателей. У советского судна-2, иностранного‑4. Поэтому и различны массы самолётов и количество пассажиров, которое они могут транспортировать.
|
|
Масса пустого самолёта
|
Макс. взлётная масса
|
Кол-во пассажиров + экипаж
|
Крейсерская скорость
|
Дальность полёта
|
Потолок
|
Кол-во двигателей
|
|
Ту-104
|
42800кг
|
75500кг
|
50+ 5
|
850км/ч
|
2750 км
|
11500м
|
2
|
|
Boeing‑707
|
58700кг
|
151318кг
|
110+3
|
974 км/ч
|
6820 км
|
11900м
|
4
|
Следующей парой станут ТУ-154 (1968-2013, эксплуатируется в МО РФ) и Boeing‑727 (1964‑1984,эксплуатируется). В целом эти самолеты одинаковы по техническим характеристикам, оба являются трёхдвигательными. Значительных различий здесь нет, но стоит сказать, что дальность полёта у Boeing больше.
|
|
Масса пустого самолёта
|
Макс. взлётная масса
|
Кол-во пассажиров + экипаж
|
Крейсерская скорость
|
Дальность полёта
|
Потолок
|
Кол-во двигателей
|
|
Ту-154
|
50780кг
|
104001кг
|
160+4 чел
|
900км/ч
|
3500 км
|
12200м
|
3
|
|
Boeing‑727
|
44000кг
|
76000кг
|
141+3 чел
|
960 км/ч
|
4300км
|
11500м
|
3
|
Последние сравниваемые самолеты это ИЛ-86(1976‑1997, эксплуатируется ) и Boeing-747 (1970-н.в., эксплуатируется). Эти модели самолетов - первые широкофюзеляжные авиалайнеры. По дальности полёта всё так же лидирует зарубежный аналог.
|
|
Масса пустого самолёта
|
Макс. взлётная масса
|
Кол-во пассажиров + экипаж
|
Крейсерская скорость
|
Дальность полёта
|
Потолок
|
Кол-во двигателей
|
|
Ил-86
|
159000кг
|
208000кг
|
350+5 чел.
|
900км/ч
|
5250км
|
12000м
|
4
|
|
Boeing-747
|
162000кг
|
333400кг
|
366+5 чел.
|
895 км/ч
|
8700 км
|
13715м
|
4
|
Исследование данных происшествий для выбранных моделей с построением диаграмм
Проведём анализ с помощью таблицы, построенной в Excel и диаграмм по её данным.
|
Борт
|
Общее число самолетов
|
Число аварий
|
Кол-во аварии, %
|
Человеческий фактор
|
Техничкский фактор
|
Природный фактор
|
|
Кол-во аварий
|
% аварий
|
Число терактов от общего числа
|
% теракт-ов
|
Кол-во аварий
|
% аварий
|
Кол-во аварий
|
% аварий
|
|
ТУ-104
|
201
|
37
|
18,4
|
22
|
59,5
|
2
|
5,4
|
11
|
29,7
|
4
|
10,8
|
|
Boeing-707
|
1010
|
169
|
16,7
|
108
|
63,9
|
11
|
6,5
|
49
|
29,0
|
12
|
7,1
|
|
ТУ-154
|
1026
|
70
|
6,8
|
50
|
71,4
|
3
|
4,3
|
15
|
21,4
|
5
|
7,1
|
|
Boeing-727
|
1832
|
109
|
5,9
|
69
|
63,3
|
3
|
2,8
|
19
|
17,4
|
21
|
19,3
|
|
Ил-86
|
106
|
4
|
3,8
|
4
|
100,0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Boeing-747
|
1527
|
60
|
3,9
|
31
|
51,7
|
3
|
5,0
|
23
|
38,3
|
6
|
10,0
|
Так же, для более тщательного анализа, построим таблицу, в которой проанализируем ошибки экипажа и диспетчеров/персонала, а так же теракты, как процент от всех аварий, причиной которых стал человеческий фактор.
| |
Общее количество аварий
|
Количество терактов
|
Процент терактов
|
Количество аварий по причине ошибки экипажа
|
Процент аварий по причине ошибки экипажа
|
Количество аварий по причине ошибки персонала
|
Процент аварий по причине ошибки персонала
|
|
Ту-104
|
22
|
2
|
9,1
|
15
|
68,2
|
5
|
22,7
|
|
Boeing-707
|
169
|
11
|
6,5
|
150
|
88,8
|
8
|
4,7
|
|
Ту-154
|
50
|
3
|
6,0
|
31
|
62,0
|
16
|
32,0
|
|
Boeing-727
|
69
|
4
|
5,8
|
48
|
69,6
|
17
|
24,6
|
|
Ил-86
|
4
|
|
0,0
|
4
|
100,0
|
|
0,0
|
|
Boeing-747
|
31
|
4
|
12,9
|
19
|
61,3
|
8
|
|
Таким образом, проведя анализ, мы видим, что процент в среднем отличается от мировых показателей, но не намного. Хочется уточнить, что за ошибку персонала, в моих исследованиях, были взяты ошибки авиадиспетчеров, инженеров аэропорта, заправщиков и других работников аэропортовой деятельности. Процент терактов нестабилен: он колеблется от 5 до 13. Это достаточно большая разница. В остальном показатели более или менее одинаковые.
Анализ и вывод
Анализ данных таблицы показывает, что самой распространенной причиной аварий и авиакатастроф в этих самолётах является человеческий фактор. Аналогичное процентное соотношение показывает и мировая статистика.
Анализируя диаграммы можно сделать вывод, что общий процент аварий снизился, по сравнению с началом истории ГА. Актуальной проблемой остаются теракты. Что касается технических проблем, то их процент неутешительный, никогда этот показатель не становился меньше 10%, а в мировой статистике даже не был меньше 15%. Так же можно дополнить, что технические изъяны преобладают в основном в первые и последние годы работы воздушного судна, то есть можно предположить, что это либо недоработки, либо износ воздушного судна. Об этом же утверждают мировые значения.
Природный фактор - не самый массовый. Причины крушений , в ходе которых решительную роль сыграла природа, возможно, зависят от географии полетов. Аэропорты имеют разные географические координаты, а соответственно разные климатические условия. Горная местность, сложная роза ветров, короткая ВПП (т.к. нет возможности построить большую из-за особенности рельефа местности) – всё это осложняет взлёт и посадку. Но как показывает практика, люди научились справляться почти со всеми природными недугами.
Процентные значение крушений, рассчитанные от общего количества аварий того или иного авиалайнера, разных производителей попарно близки по значению, несмотря на незначительную разницу в технических характеристиках самолёта. В разных временных промежутках процентные значения причин крушений различны, например: ТУ-104 и Boeing-707, эксплуатировавшиеся в 1950-70-х годах, имели процент терактов приблизительно одинаковый, но если сравнить их с парой ТУ-154 и Boeing-727, эксплуатировавшихся в 1970-90-х годах, то у второго тандема процент меньше; чего не скажешь про крушения, причина которых стал человеческий фактор, здесь все с точностью наоборот. Большое число самолетов, пример тому Boeing-727, было потеряно связи с военными действиями в странах назначения, тем временем ТУ-154 не имел такую широкую географию, поэтому и аварий такого рода было меньше. В итоге, можно сказать, что модель самолёта и страна-производитель не влияют на процент аварий, но большое воздействие на этот показатель оказывает временной промежуток, в котором эксплуатировался авиалайнер, и место назначения полёта.
Заключение
К сожалению, аварий становится не меньше, так как гражданская авиация всё ещё на этапе развития. Устранить все причины нельзя, но можно снизить их процент. Например, более тщательная проверка самолета и пассажиров перед взлётом может уберечь от очередного теракта; более частый и качественный ремонт снизит процент аварий по технической причине; грамотное и непрерывное обучение (постоянная учёба связи с новыми системами и технологиями на воздушных суднах) может снизить аварии, причиной которых является человеческий фактор, в частности ошибка экипажа или недостаточность опыта у КВС. И всё же, однозначных причин крушений авиалайнеров не бывает, и каждый случай уникален, поэтому деление на три группы лишь условно.
Будьте осторожны и берегите себя и свою жизнь!
Источники информации.
|
