Приветствую Вас, Гость Пятница, 07.08.2020, 01:08 Главная Регистрация RSS
Главная » Статьи » Теория параплана » 2. Классификация ППС. Системы сертификации парапланерных систем

Системы сертификации
Автор Иванов П.И.

Системы сертификации парапланов

1. История

Вероятнее всего, параплан возник как естественная модификация планирующего парашюта для соревнований, когда в ветреную погоду можно было стартовать с места с вершин гор, используя планирующий парашют. Естественно, что у конструкторов возникала мысль о повышении дальности полета, а, следовательно, и аэродинамического качества парашюта за счет увеличения удлинения его крыла. К тому же, учитывая, что теперь этот планирующий парашют не нужно вводить в действие на больших скоростных напорах (как после отделения от самолета), можно значительно облегчить его, изготавливая крыло и стропы из менее прочных, облегченных материалов. Вырисовывался новый тип планирующего летательного аппарата на базе конструкции планирующего парашюта. Возможно, что именно так и появился первый параплан.
C 1980 по 1990–й год был период зарождения парапланеризма, когда появились первые парапланы с относительно невысокими летно-техническими характеристиками и характеристиками надежности, а их конструктора искали способы совершенствования своих конструкций.
Это было время большого количества травм пилотов, поскольку знания приходилось приобретать на практике и сам конструктор был, как правило, и испытателем своей конструкции. Высокая степень травматизма среди разработчиков и пилотов-парапланеристов, а также желание иметь как можно лучшие летно-технические характеристики своих конструкций, заставило их объединяться, в смысле обмена имеющейся у них информации, и приводило к мысли о необходимости создания общих методов, правил и принципов проведения летных испытаний как парапланерной техники, так и систем спасения парапланериста.
В то время еще не было единой системы сертификации парапланов и спасательных систем к ним, более или менее учитывающей опыт наработок молодого, развивающегося парапланеризма.
К 1990 году стало уже отчетливо ясно, что нужно объединить опыт летных испытаний всех разработчиков парапланерных систем и выработать единую стратегию и систему сертификации. Основная цель – снижение уровня травматизма пилотов и повышение летно-технических и тактических характеристик парапланерных систем (ЛТХ).
В 1991году объединением общих усилий на конференции французских конструкторов, разработчиков и производителей парапланов была принята первая в Европе система сертификации ACPUL (Association des Constructeurs des Planeurs Ultra-Legers) – Ассоциация конструкторов безмоторных сверхлегких летательных аппаратов [1-5].
Целей у первооткрывателей новой системы сертификации было две.
Первая– очевидная и благородная, – стремление к снижению уровня травматизма пилотов, приобретающих парапланерную технику европейских производителей за счет строгого контроля как парапланерной техники, так и систем спасения.
Вторая– не очень очевидная и не очень благородная, стремление с помощью законов, принятых на высоких уровнях, сконцентрировать в своих руках доходы от сертификации систем различных производителей, стремящихся выйти на рынки Европы со своей продукцией, заставляя проходить сертификацию только у них.
Стоимость сертификации была достаточно высока, и не все производители могли себе ее позволить. Это сразу же закрывало выход на рынок множества малоизвестных производителей, чья продукция, в своем большинстве, не отличалась высокой надежностью и высокими ЛТХ.
Сертификацию парапланерной техники по системе ACPUL, на основе специально узаконенных документов, выполняла только лаборатория AEROTESTS под руководством Andre Rose. Никто другой не имел права сертифицировать парапланерную продукцию по системе ACPUL.
Система сертификации ACPUL включала в себя 12 тестов летно-тактических характеристик с тремя оценками: А, В, С, а также испытания на прочность.
Оценка А соответствовала максимальной степени пассивной безопасности, В – средней, а С– минимально допустимой.
Под степенью пассивной безопасности понимается способность парапланерной системы, после ввода ее в критический режим, выходить в нормальный режим полета без помощи пилота за определенное время, не превышая определенных, заранее установленных количественных и качественных показателей-ограничений.
Летные сертификационные испытания проводились по специально разработанной программе с четко выраженным принципом – от простого к сложному.
Аппарат на относительно большой высоте над водой преднамеренно вводился в опасные режимы, перечень которых был заранее определен системой сертификации, после чего тест-пилот, выполняя роль пассивного наблюдателя, не вмешиваясь в управление, следил за эволюциями перехода аппарата в нормальный режим полета.
Испытания на прочность по системе ACPUL заключались в следующем.
1. Статическое нагружение параплана до пяти крат верхних значений вилки полетных весов, предоставляемых разработчиком конструкции.
2. Динамическое (ударное) нагружение параплана, например, методом сбрасывания подвешенного и предварительно загруженного параплана с некоторой высоты до восьми крат верхних значений вилки полетных весов, предоставляемых разработчиком конструкции.
Конструкция считалась успешно прошедшей прочностные испытания, если она не имела видимых повреждений и аппарат после этого в полете был управляем, устойчив, с допустимыми значениями скоростей снижения.
В ходе летных и прочностных испытаний накапливался опыт, система сертификации ACPUL непрерывно совершенствовалась.
В середине девяностых годов система сертификации ACPUL стала частью французского государственного стандарта AFNOR (Assotiation Francaise de NORmalisation) – Французская ассоциация по сертификации.
Структура системы ACPUL фактически осталась в государственном стандарте AFNOR, – летные и прочностные испытания парапланерной техники и систем спасения, однако количество тестов летных испытаний для парапланов возросло.
Система сертификации AFNOR включала в себя также испытания на прочность, но уже 17 тестов летно-тактических характеристик с четырьмя градациями (оценками) класса аппаратов: Standard, Performance, Competition, Biplace (двухместный аппарат– тандем).
Оценку Standard получали аппараты с наибольшей степенью пассивной безопасности. Понятие наибольшей степени безопасности соответствовало характеристикам заранее выбранного эталонного аппарата, который, по мнению экспертов, обладал ими.
Далее, по шкале градации класса аппаратов (Performance, Competition) степень пассивной безопасности уменьшалась – это была плата за увеличение летно-тактических характеристик аппаратов этих классов. Класс Competition обладал минимальной степенью пассивной безопасности и максимально возможными ЛТХ. Для этого класса некоторые летные тесты могли даже не проводиться.
По результатам тестирования результирующая оценка для аппарата в целом выбиралась как самая низкая из всех частных, полученных им в ходе испытаний.
Французский стандарт на парапланерную технику– система сертификации AFNOR, так же, как и другие системы сертификации, существовавшие в отдельных странах Евросоюза, в 2006 году был заменен единой европейской нормой сертификации CEN.
C 1980 по 1990–й год, когда появились первые парапланы с относительно невысокими летно-техническими характеристиками и характеристиками надежности, примерно в середине этого промежутка времени в Германии появилась своя система сертификации– DHV.
DHV (Deutscher Hangegleiter Verband) – Немецкая ассоциация дельтапланеризма, – организация, обладавшая широкими федеративными полномочиями. Она имела в своей структуре систему сертификации летной техники, включавшей в себя дельтапланы, парапланы, спасательные системы парапланериста, подвесные системы и протекторы. Испытания по этой системе сертификации имела право проводить только тестовая лаборатория DHV, и сертификация по этой системе была обязательна для всех аппаратов, производимых в Германии.
В этой системе сертификации также предусматривались как летные, так и испытания на прочность.
Летные испытания предусматривали 17 тестов летно-тактических характеристик с пятью градациями (оценками) класса аппаратов: 1, 1-2, 2, 2-3, 3. Максимальную пассивную безопасность имела оценка DHV 1 –аппаратов прощающих пилоту целый ряд ошибок, минимальную – DHV 3 – весьма чувствительных к мастерству пилота и строгих в управлении.
Летные испытания по каждому тесту проводятся для каждого параплана дважды: для минимальной и максимальной границы диапазона весовой вилки, заявленной производителем. Оценка по каждому тесту берется минимальной для каждого из двух весов. По результатам этих испытаний выводится оценка для аппарата в целом, как самая низкая, выбранная из всей совокупности.
Например, если крыло имеет практически все оценки 1-2, но при асимметричном сложении 2-3, то оно автоматически попадает в класс 2-3.
Таким образом система DHV гарантировала соответствие испытанного аппарата или изделия не только классу сертификации, но и так называемую монотипичность всех аппаратов данной модели.
С этой целью службы DHV сертифицируют производство парапланерной техники, периодически инспектируя его. Это также послужило причиной того, что мелкие фирмы, производящие парапланерную технику, не имеют сертификата DHV, поскольку для них вопрос повышения класса и уровня качества производства, обеспечивающий монотипичность, не может быть решен эффективно в связи с их ограниченными финансовыми возможностями.
Сравнение системы сертификации DHV с системами ACPUL и AFNOR по конечному результату – надежности и безопасности сертифицированной парапланерной продукции, показало, что DHV более совершенна и имеет более высокий уровень качества за счет своих более жестких требований и ограничений к образцам парапланерной техники, предъявляемых на испытания.
Особенно очевидным это стало на отдельных примерах, когда сертификацию по AFNOR класса Standard проходили аппараты с крыльями больших удлинений, с весьма строгой системой управления и с высокими требованиями к пилоту. Эти аппараты необходимо было бы на самом деле относить, как минимум, к классу Performance.
Примеры, аналогичные вышеприведенному, заставили Евросоюз в начале 2000 года начать разработку единых норм и стандартов сертификации – CEN.
Влиятельные круги немецкой ассоциации DHV, чувствуя, что от них может уйти весьма прибыльный контроль за производством парапланерной техники не только за рубежом, но и в своей стране, тормозили процесс внедрения новых общеевропейских норм сертификации, из-за чего он растянулся более чем на пять лет.
Отметим, что сертификация DHV и сегодня обязательна для парапланерной продукции, реализуемой в Германии и Австрии. Иностранцы же, посещающие эти страны, для полетов могут использовать свои парапланы любой сертификации.
Первая качественная версия сертификации CEN для парапланерной техники появилась в 2005 году и заменила собой DHV и AFNOR.
Как и следовало ожидать, система CEN совместила в себе лучшие качества от DHV (каждый летный тест проводится дважды для обеих границ весовой вилки) и строгость критериев контроля; от AFNOR– объективные методики контроля летно-испытательных тестов.
Система сертификации CEN включает в себя испытания на прочность и уже 23 теста летно-тактических характеристик с четырьмя градациями (оценками) класса аппаратов по степени убывания их пассивной безопасности, от высшей A, до низшей D: A, B, C, D, для всех аппаратов, в том числе и тандемов.
Оценка каждого летного тестирования по системе берется низшая из двух для верхней и нижней границ вилки весов, а итоговая для аппарата в целом– как самая низшая из всех оценок индивидуальных тестов.
В 2010 году в Европе существовало два сертификационных центра: французский AEROTESTS и швейцарский центр сертификации Air Turquoise (под руководством Allain Zoller), имевших право проводить испытания по системе AFNOR и проводящих их сегодня по системе CEN. Например, тестирующая лаборатория Air Turquoise, контролируемая ISO (International Standard Organization –Международная организация по стандартизации), сдала соответствующие экзамены в ISO, признана Швейцарским институтом стандартов и получила права на экспертизу и сертификацию парапланерной продукции.

2. Базовые положения испытательных тестов в системах сертификации
парапланов

2.1 В качестве входных параметров воздействия на систему, при тестировании парапланерных систем, являются величины отклонений органов управления – ход (положение) строп управления (СУ), ход (положение) фиксирующего элемента при затягивании триммера и ход (положение) акселератора.
Естественно, что перед летными испытаниями предварительно должна быть выполнена разметка ходов (отклонений) CУ с определенным шагом на всех органах управления. Например, на СУ эта разметка обычно выполняется с шагом 5-10см. То же и для акселератора. Для триммера – это заданные конструктором фиксированные положения узла затяжки и фиксации, заложенные в конструкцию параплана.
2.2 Определяется полный перечень всех основных испытательных режимов, требующих проверки для данного класса параплана, каждый из которых тестируется, как минимум, дважды.
2.3 Выходными параметрами, зависящими от входных и требующих отчета от пилота-испытателя (протокола испытаний), являются:
– величина нагрузки и характер ее изменения в отклоняемых органах управления: СУ и акселераторе;
– визуальный и видеоконтроль за поведением системы при входе в режим и поведение в режиме при заданных отклонениях органов управления, с последующим описанием-отчетом сценариев дальнейшего развития ситуации;
– визуальный и видеоконтроль за поведением системы при выходе из режима с последующим описанием-отчетом сценариев выхода.
2.4 Пилот-испытатель каждой фирмы, производящей парапланерную технику, обязан предварительно квалифицировать новый параплан, с целью подтверждения его класса, до того, как отправить его в тестирующую лабораторию.
Пилот-испытатель каждой фирмы является тем первым бастионом, который принимает на себя все недостатки новой конструкции, часто расплачиваясь за это своим здоровьем. Пилоты-испытатели тестирующей лаборатории – это уже второй бастион, который должен обнаружить ошибки конструкции, пропущенные или не обнаруженные пилотом-испытателем фирмы, представившей аппарат на сертификацию.
Как правило, тестирующие лаборатории проводят специальные курсы для пилотов-испытателей фирм-производителей (конечно же, не бесплатно), повышая их опыт и квалификацию, что, вероятно, снижает процент травматизма на начальных стадиях испытаний новых конструкций.
2.5 Аппараты более высоких классов: 2, 2-3, 3, как правило, имеют крылья большого удлинения (около 6 и более), а за счет этого и более высокое аэродинамическое качество. Превосходство аппаратов этих классов над классом 1-2 может проявляться и в большей горизонтальной составляющей воздушной скорости, а также в большей полной воздушной скорости при полетах на акселераторе.
Что касается эффективности обработки восходящих потоков, а также дальности полета по маршруту, то к ним уже вплотную приближается класс 1-2.
Конечно, аппарат может иметь низкую степень пассивной безопасности и тогда он автоматически попадает в класс 2-3 или 3. Но если он, к тому же, имеет и плохие ЛТХ, то такой аппарат никто приобретать не будет, и он просто не попадет на парапланерный рынок. Таким образом, в классе 2-3 или 3 на рынке останутся только аппараты с высокими ЛТХ. В этом случае относительно невысокий уровень пассивной безопасности, требующий высокого уровня мастерства пилота, будет платой за высокие летно-технические характеристики аппарата.

3. Анализ некоторых протоколов испытаний при сертификации аппаратов по системе DHV

1. Подъем крыла в стартовое положение
Здесь определяющее значение для оценки класса имеют следующие факторы:
– равномерность наполнения крыла как единого целого (равномерное, неравномерное асимметричное);
– скорость (время) наполнения (быстрое, замедленное);
Оценку 1 получает равномерное быстрое наполнение. Оценку 3 – замедленное асимметричное. Остальные комбинации возможных вариантов получают оценки – от 1-2 до 2-3.
2. Старт
Скорость отрыва крыла должна быть как минимум «средняя» –до 30км/час (8,33м/с).
2. Прямолинейный полет
Пилот летит с полностью отпущенными СУ.
Здесь определяющее значение для оценки класса имеют следующие факторы:
– реакция крыла на турбулентность. Нестабильность полета в турбулентности имитируется раскачкой аппарата по крену и тангажу с помощью СУ. В протоколе пилот описывает свои ощущения о времени демпфирования колебаний. Оценку 1 аппарат получает в случае быстрого или среднего времени гашения колебаний. В остальных случаях это оценки 2 и выше.
3. Управляемость в виражах (маневренность)
Большое значение здесь имеет приращение угловой скорости виража и характер приращения усилия в СУ на единицу хода стропы управления. Должен быть достаточным безопасный запас по ходу СУ.
4. Скорость полета
Аппарат, скорость которого менее 30 км/ч, может вообще не пройти сертификацию DHV. Разность между минимальной и крейсерской скоростью должна составлять минимум 10 км/ч. Чем больше эта разница в скоростях, тем лучше. Режим минимальной скорости достигается медленным, плавным симметричным затягиванием СУ до режима парашютирования. У некоторых аппаратов граница между режимом парашютирования и режимом полного заднего срыва может практически отсутствовать, и аппарат при перетягивании СУ может сразу оказаться в режиме заднего срыва. Для получения оценки 1, например, в системе DHV, ход СУ должен быть не менее 75см. Если она меньше 60см, то аппарат получает оценку 2 или выше. Для категории 1 необходимо, чтобы после полного отпускания СУ, аппарат выходил из режима быстро и самостоятельно. Если он выходит из режима замедленно, то это, как минимум, оценка 2. Для аппаратов категории 1 граничные режимы по величине хода СУ должны достигаться как можно позже, а усилия на СУ должны быть высокими. Если это не так, т.е. малые значения хода СУ до реализации срывных режимов и малые усилия в СУ, аппарат получает оценку 2 и выше.
5. Критические режимы
Сложение консолей крыла – это один из наиболее опасных режимов, приводящий к серьезным травмам пилотов. Характер выхода из режима асимметричного складывания консолей без вмешательства пилота в большинстве случаев является главным показателем безопасности и надежности аппарата. В ходе тестирования пилот-испытатель с помощью затягивания вниз свободных концов старается получить максимально возможную асимметрию, например 75% от размаха крыла, после чего свободные концы отпускаются и оценивается как вход в режим, так и выход из него без вмешательства пилота.
Здесь основными показателями режима являются:
– угол разворота;
– характер раскрытия крыла;
– скорость вращения.
По углам разворота приняты следующие оценки:
– после выхода из срывного режима разворот до угла в 900 – оценка 1;
– после выхода из срывного режима разворот до угла в 1800 – оценка 1-2;
Характер раскрытия крыла и скорость вращения системы неразрывно связаны между собой. Если скорость вращения системы мала и угол броска крыла по тангажу не превосходит 450, а разворот системы происходит на угол меньше 900, она получает оценку 1. Большая скорость вращения и доворот на 1800 дают оценку 2 и выше.
Т.е., чем быстрее система выходит из срывного режима, чем меньше при этом потеря высоты, углы разворота, скорость вращения и броски крыла по тангажу, тем лучшую оценку получит система.
6. Экстренное снижение
Существует несколько методов быстрой потери высоты:
– складывание консолей крыла;
– В-срыв;
– глубокая спираль.
Качественно оцениваются вход и выход из режимов: «Вход хороший»; «Выход самостоятельный, быстрый». Системы с такими показателями получают оценки 1 и 1-2. Если при выходе из режима В-срыв система попадает в режим длительного парашютирования, она получит оценку 2-3. У некоторых спортивных парапланов в инструкции по эксплуатации может быть даже указано, что для них режим В-срыв запрещен. В случае длительных задержек в режиме парашютирования аппарат может даже не пройти сертификацию.
Глубокая спираль тестируется до скорости снижения 14м/с. Оцениваются характер входа, выхода и тенденции к штопору. Если вход в режим простой, аппарат получит оценку 1. Если для входа в режим необходимо раскачать аппарат, то оценка будет 1-2 и выше. Из глубокой спирали система может перейти в штопор при сильном затягивании СУ. Если тенденция к штопору отсутствует, аппарат получит оценку 1.
В процессе выхода, если полностью отпущены СУ, и аппарат остается в спирали не более чем половину оборота, он получает оценку 1. Больше половины оборота – оценку 2 и выше. Главное, чтобы крыло не имело режима устойчивой спирали, из которой выход затруднен.
7. Приземление
Простое, без проблем приземление дает аппарату оценку 1. Если приземление требует повышенного внимания и специальных навыков, аппарат получит оценку 2 или выше.
Выше был приведен краткий анализ типовых сертификационных протоколов испытаний.

Литература

1. Электронный сайт http:\\paraplan.ru/articles/certification_en/
2. Электронный сайт http:\\paraplan.ru/forum/viewpost.php?p=297249
3. Электронный сайт http:\\paraplan.ru/ articles /dhv/:
4. Клаус Иршик «Как понимать сертификацию DHV», Fly and Glide, №10,2005. Перевод на русский язык А. Мартынова.
5. Иванов П.И. Проектирование, изготовление и испытания парапланов (монография, ISBN 966-95903-0-2),- вып.4, Феодосия, 2007.– 280 с.
Категория: 2. Классификация ППС. Системы сертификации парапланерных систем | Добавил: Petr (23.11.2011)
Просмотров: 1420 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]