Колико је авион добар? Који је авион бољи?

[Милан Ракић]

Ваздухопловни опитни инжењер Марко Иванковић је јуче на Танго Сикс Блогу Петра Војиновића најавио да ће серијом текстова на овом порталу покушати да одговори на низ питања о ваздухопловству и ваздухопловној индустрији. Први текст је управо овај из наслова, а то је тема која се и на ЖРУ форуму више пута појављивала и о којој смо дебатовали. Текст је пренешен са блога у интегралном облику са пресловљавањем са латинице на ћирилицу....

 

Питања из наслова добијам често. Да бих пробао да одговорим најпре ћу покушати да објасним како изгледа сам процес процене квалитета авиона, како се авион оцењује према намери коришћења и како изгледа испитивање прототипова авиона ради сертификације, куповине или пак анализе могућности потенцијалног противника у борби. Мораћу унапред да се извиним уско стручној популацији због (намерног) прескакања неких техничких детаља који су по мом мишљењу за овакву врсту текста били сувишни, а са друге стране и широкој популацији која можда овај текст схвати као сувише компликован, сувише стручан и помало досадан. Писање је било подједнако компликовано колико и пројектовање  „вишенаменског“ авиона.

 

Две основне поделе приликом испитивања или процене квалитета авиона су испитивање карактеристика стабилности и управљивости као и испитивање и одређивање (или потврђивање) перформанси самог авиона. Ова испитивања имају своје подгрупе које су дефинисане сертификационим захтевима са једне стране и самим техничким карактеристикама авиона са друге стране.

 

Трећи правац је испитивање система и опреме авиона, њихових карактеристика и перформанси који такође може имати своје подгрупе и поделе на основне системе авиона, наоружање, авионику, гориво, електричне инсталације, стајни трап, АПУ и сл.

 

Поред мерљивих ствари у перформансама авиона (максимална брзина, радијус заокрета, долет, брзина пењања и сл. Сведених на вредности при стандардној температури од 15 степени Целзијуса на нивоу мора) или перформанси и карактеристика система авиона (домет радара, опсег и домет оптоелектронске опреме, фрекфенцијски опсег система за ометање и његова јачина, домет ракета и сл) постоји и део који се односи на вероватно најслабију карику у овом пакету а то су перформансе човека (односно посаде) у датом окружењу.

 

Пројектовање

 

Почетак пројектовања авиона почиње са детаљним дефинисањем тактичко техничких захтева које тај авион треба да испуни. Сваки ТТЗ мора бити у складу са сертификационим захтевима према цивилним стандардима, МИЛ препорукама према војном систему, захтевима који су специфични за планирану мисију или пак комбинација и једних и других.

 

Оцењивање квалитета и карактеристика управљања и рада са авионом је посао опитних пилота и опитних инжењера. Ови људи су обучени да себе ставе у улогу “просечног пилота” (било да је то просечан саобраћајни пилот, просечан пилот ученик или просечан борбени пилот) и да са те стране дају свој критички осврт на посматране ситуације приликом извршавања опитних летова, задатака и тестова.

 

Пошто оцене за карактеристике управљања авионом могу бити и квантитативне и квалитативне, потребно је да постоји већи број опитних пилота различите конституције, навика, менталитета, филозофије и фреквенције управљања приликом оцењивања. Овај број је обицно 3 до 6 мада може да достигне и 30 пилота који представљају статистички узорак просечног пилота. Према антропометријским таблицама, тежи се да се покрију величине измедју 5-ог и 95-ог перцентила пилотске популације.

 

Оцењивање квалитета управљања авионом са аспекта радног оптерећења (менталног и физичког) се врши према дефинисаним мерним скалама. Једна од најраспрострањенијих и најчешће коришћених мерних скала је тзв. “Cooper-Harper” (у даљем тексту HQR) скала (мада постоје и друге, нпр. NASA-TLX, CH-M и сл.) која се користи ради утврђивања нивоа квалитета управљања авионом.

 

HQR скала нам пружа могућност избора оцене од 1 до 10 где је HQR1 најбоља оцена дефинисана као “Карактеристике авиона су најприближније жељеним а радно оптерећење пилота је занемарљив фактор у испуњавању траженог задатка”

Или рецимо HQR10 најгору оцену авиона за дати задатак дефинише као “Карактеристике авиона са великим недостатцима а радно оптерећење огромно и контрола над авионом је изгубљена током дела извршења задатка”. Да будем јаснији, под овим карактеристикама авиона мисли се на квалитет одзива авиона на задату команду од стране пилота.

 

3 нивоа квалитета

 

Ниво 1 је оцена квалитета управљања где пилот уз минимално радно оптерећење испуњава задатак са“жељеним” перформансама, карактеристикама и толеранцијама.

 

Ниво 2 је оцена где је радно оптерећење повећано или велико али је пилот у стању да“адекватно” изврши задатак.

 

Док је Ниво 3 оцена где је безбедан лет могућ али испуњење задатка није могуће.

 

Ова скала се готово увек користи у комбинацији са још једном скалом а то је скала која дефинише Осцилације Индуковане од стране Пилота приликом управљања авионом или тзв. PIO скала.

 

 

PIO скала је скала која оцењује магнитуду осцилација авиона изазваних командовањем од стране пилота приликом извршења сложеног маневра. PIO обично долази до изражаја прилком прецизног командовања са великом фреквенцијом задатих команди од стране пилота. Неки класични примери који служе за откривање PIO - а су задатак пуњења горива у ваздуху, задатак брзе промене циља близу земље, дог фајт и сл. PIO може бити катастрофалан и велики број удеса се десио захваљујући лошим PIO карактеристикама авиона.

Неки од типичних задатака који се постављају пред опитне посаде су следећи:

Оцењивање карактеристика и квалитета управљања авионом према Cooper-Harperu приликом заокрета од 9Г при брзини од 850 км/х, конфигурација авиона та и та, итд… Фактори који се оцењују су способност да се одржава брзина приликом маневра +/ - 10 км/х, способност да се одржава константно Г оптерећење +/ - 0. 25Г, способност држања нагиба +/ - 2 степена и сл. Дате вредности су “жељене” перформансе док би “адекватне” перформансе биле са мало већом толеранцијом, на пример +/ - 15 км/х, +/ - 0. 35Г, +/ - 4 степена и сл.

 

Оцењивање карактеристика и квалитета управљања авионом према Cooper-Harperu током задатка слетања са чистим бочним ветром брзине 5 м/с а конфигурација авиона та и та, итд. Фактори који се оцењују су способност да се одржава константантна путања авиона +/ - 2 степена према жиро дирекционалу а у оси писте, способност слетања у зону додира на писти +/ - 10 м, способност праћења ИЛС - а приликом прилаза +/ - толико и толико одступањеи сл.

 

Оцењивање

 

Ови и овакви задаци су мање више одавно дефинисани у индустрији и већ су ту годинама. Користе се како би се авиони тестирали и сертификовали пред цивилним или војним властима и како би се демонстрирала сагласност са постављеним тактичко технолошким захтевима за авион.

А типична квалитативна оцена опитне посаде би била следеће садржине:

 

ДОБРА оцена:

Квалитети и каралктеристике управљања авиона XYZ су тестирани дана тог и тог на аеродрому том и том. Авион серијски број тај и тај коришћен приликом тестирања опремљен моторима тим и тим. Конфигурација авиона: (стајни трап увучен, Флапс 0, ваздушне кочнице увучене, центар тежишта тај и тај, тежина приликом тестирања та и та, висина та и та, спољна температура ваздуха та и та, снага мотора по потреби, брзина 850 км/х, конфигурација подвесног терета та и та). Приликом агресивног увођења у заокрет и током иницијалног заузимања Г оптерећења посматран је јасан одзив авиона, брзина ваљања је предвидива и одговара задатој команди од стране пилота а заустављање ваљања моментално на процењеном углу нагиба (око 85 степени) , одржавање константног нагиба не захтева додатни рад од стране пилота. Заузимање задате Г силе је остварено једноставним лонгитудиналним командовањем са јасним порастом градијента силе на палици приликом раста Г оптерећења. Силе по латералној и лонгитудиналној оси у складу, пружају јасну назнаку растућег Г оптерећења и брзине ваљања пилоту. Одзив авиона без осцилација по све три осе, командовање предвидиво, без прекомерних инпута. Способност одржавања Г оптерећења (9Г) је лако и једноставно и не захтева прекомеран рад, постиже се једноставним фиксирањем палице. Посматране вредности у границама жељених перформанси +/ - 0. 1Г. Одржавање линије хоризонта као и константног нагиба и брзине не представља проблем, брзина се одржава једноставним радом ручице гаса у границама жељених перформанси, рад мотора стабилан, 78% N1 сув режим. Свеукупно HQR2 за захват и одржавање жељених пераметара, без изражене тенденције за PIO, PIO1. Посматране перформансе и карактеристике командовања у оквиру овог теста у потпуности задовољавајуће.

 

НАПОМЕНА: Значај нагиба седишта од 30 степени долази до изражаја приликом дужег рада на оптерећењима 7+Г, седиште је удобно, наслон за руку добро позициониран обезбеђује неометан рад са палицом са стране (сајдстик) и ослобађа пилота додатног стреса на руци. Дугмад на палици и гасу позиционирана на правом месту и јасно разврстана по облику обезбеђују пилоту могућност неометаног рада и селектовања команди једноставним притиском палцем или кажипрстом приликом маневара са великим Г силама и пружају му могућност додатног фокуса на циљ.

 

ЛОША оцена:

Квалитети и карактеристике управљања авиона XYZ су тестирани дана тог и тог на аеродрому том и том. Авион серијски број тај и тај коришћен приликом тестирања опремљен моторима тим и тим. Конфигурација авиона: (стајни трап увучен, Флапс 0, ваздушне кочнице увучене, центар тежишта тај и тај, тежина приликом тестирања та и та, висина та и та, спољна температура ваздуха та и та, снага мотора по потреби, брзина 850 км/х, конфигурација подвесног терета та и та). Приликом агресивног увођења у заокрет и током иницијалног заузимања Г оптерећења примећена је повећана осетљивост авиона по латералној оси, иницијални одзив је много оштрији од командованог те је авион непредвидив по латералној оси. Заузет угао нагиба приликом иницијалног задавања команде и циљања номиналног угла од 85 степени је премашио 97 степени што је изазвало моменталну контра реакцију пилота и поновно агресивно ваљање у контра смеру назад до 60 степени нагиба. Даље заузимање угла је обезбеђено са додатним командовањем а укупан број подбачаја и пребачаја циљаног нагиба је 6. Осцилација по латералној оси изазвана непредвидивим одзивом авиона изузетно отежава рад и не дозвољава брзо и прецизно заузимање жељених параметара. HQR7 / PIO4 за заузимање и одржавање нагиба. Праћење линије хоризонта отежано због константног рада по нагибу. Заузимање оптерећења од 9Г отежано додатним трењем у командном систему палице које резултира константним прекомерним командовањем због малих сила на палици те онемогућује прецизан рад, посматране вредности +/ - 1 Г. HQR7 за заузимање и одржавање Г оптерећења. Заузимање брзине у овој конфигурацији отежано, рад мотора при пуној снази (100% Н1) са додатним сагоревањем једва обезбеђује захтеване перформансе, авион без резерве снаге. Пилот приликом задатка борбе у ваздуху у овим ситуацијама неће бити у могућности да посвети своју пажњу борби и циљу већ ће већина његове пажње бити фокусирана на одржавању самог безбедног лета те испуњење борбеног задатка неће бити могуће.

 

НЕЗАДОВОЉАВАЈУЋЕ / НЕПРИХВАТЉИВО. Препоручујемо смањење трења у командном колу, повећање градијента сила по латералној и лонгитудиналној оси (сила по Г и сила по брзини ваљања).

 

НАПОМЕНА: Положај пилота у авиону непогодан за дужи боравак на великим оптерећењима, ноге пилота доста ниско, седиште и систем веза неудобни. Недостатак команди селектора наоружања и мода радара на палици и гасу као и могућности избацивања ИЦ и радарских мамаца командовањем са ручице гаса и палице приморавају пилота да скине руку са гаса и при великим оптерећењима покуша да командује прекидачима на командној табли авиона, пилот НИЈЕ био у могућности да дохвати дугме селектора мода радара као и команду за избацивање ИЦ мамаца на сили већој од 7 Г, НЕПРИХВАТЉИВО.

 

Стандарди једноставности

 

Последњих тридесетак година захтев за карактеристике и квалитете управљања авиона Нивоа 1 је постао стандард те сви новији авиони у западном свету пројектују и сертификују према том захтеву. Ово је великим делом било покретач развоја "Fly-by-Wire” система пошто FBW врло ефикасно омогућује штеловање оваквих карактеристика.

 

Авион који на пример има одличне перформансе и најмањи радијус заокрета не мора као такав бити најбољи авион за догфајт уколико пилот има потешкоћа са одржавањем заокрета од 9Г на дуже време или уколико захтеване толеранције држања мете на нишану изискују огромно ментално - физичко радно оптерећење од стране пилота.

 

Ментално - физичко оптерећење може у датим моментима постати толико да човек рецимо није у стању да гласно изговори своје име или пак да чује шта му неко други прича, то су једноставно ограничења људског бића приликом презасићења менталних капацитета у динамичним ситуацијама која изискују изузетну концентрацију.

 

Са друге стране можемо имати авион који је јако стабилна и мирна платформа и може послужити као изузетан јуришни авион али је слабо покретљив и није употребљив као авион за борбу и превласт у ваздуху.

 

Филозофија доброг авиона није и не сме да буде таква да захтева доброг пилота, добар пилот није онај који може са авионом да уради ствари које други не могу, то је погрешна поставка ствари која у већини случајева показује каубојштину и недостатак ваздухопловне културе у поменутом ратном ваздухопловству, компанији или организацији.

 

Добар пилот је пилот који са што мање напора и радног оптерећења може квалитетно и безбедно да изврши постављени задатак (маневар) поштујући норме и правила. Добар авион је онај који ту могућност пружа просечном пилоту.

 

Оно што је јако битно у свему овоме а готово увек буде занемарено када општа јавност оцењује неки авион је да се авиони не праве ради аеромитинга, импресионирања публике, или чињенице да се неко похвали да је суштински полетео и слетео на земљу. Авиони се праве како би омогућили извршење планираних задатака што лакше, ефикасније и што безбедније за посаду или околину а најбољи авион је онај који омогући посади да уз минималан напор то и оствари, било да је у питању авион за основну обуку, нови дуголинијски путнички авион или чистокрвни ловац који служи за превласт у ваздуху.

 

Дакле комбинација перформанси самог авиона, карактеристика управљања авионом, перформанси система авиона повезаних са радним оптерећењем и окружењем посаде је оно што одређује колико је неки авион добар или не, овај однос је деликатан баланс и познавање ових ствари до најситнијих детаља је кључно за одређивање свеобухватног квалитета авиона.

 

Извор: Танго-Сикс-Блог

 

 

 

[Sudija]

Филозофија доброг авиона није и не сме да буде таква да захтева доброг пилота, добар пилот није онај који може са авионом да уради ствари које други не могу, то је погрешна поставка ствари која у већини случајева показује каубојштину и недостатак ваздухопловне културе у поменутом ратном ваздухопловству, компанији или организацији.

 

Добар пилот је пилот који са што мање напора и радног оптерећења може квалитетно и безбедно да изврши постављени задатак (маневар) поштујући норме и правила. Добар авион је онај који ту могућност пружа просечном пилоту.

 

 

Bravo.Cela istina za citat.

 

Samo što bih ja dodao jednu notornu istinu,od koje beže svi stručnjaci i prave se najvni,da svaka kupovina kapitalnih vazduhoplova ima malo veze sa gorenavedim sistemom ocenjivanja već se sve svodi na političku odluku kupovine vazduhoplova od one zemlje od koje se očekuje neka podrška.

[Милан Ракић]

Samo što bih ja dodao jednu notornu istinu,od koje beže svi stručnjaci i prave se najvni,da svaka kupovina kapitalnih vazduhoplova ima malo veze sa gorenavedim sistemom ocenjivanja već se sve svodi na političku odluku kupovine vazduhoplova od one zemlje od koje se očekuje neka podrška.

 

 

Тако је! 

 

Ал` ако ипак икао може мало каубојштине... Мсм, кол`ко је добар за брисање и то...

[Milan Nikolic]

За два дана је јубиларна годишњица.