Правительство Израиля приняло решение оборудовать израильский гражданский парк воздушных судов системами направленного инфракрасного противодействия (системами DIRCM) в целях защиты воздушных судов от потенциальных угроз от переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК).
Система DIRCM в настоящее время проходит процедуру комплексной Дополнительной Сертификации Типа (ДСТ) под руководством Администрации гражданской авиации Израиля в целях демонстрации ее соответствия стандартам ИКАО и нормативному регулированию Израиля.
Настоящий документ касается полученного в последнее время Администрацией ГА Израиля опыта по процедуре ДСТ для одобрения установки и эксплуатации систем DIRCM на основе лазера на коммерческих и транспортных воздушных судах, эксплуатируемых израильскими авиаперевозчиками. Вопросы, представленные в прилагаемом документе, включают общее описание системы, определение сертификационной основы (базиса) и подход к анализу системы безопасности полетов, с особым акцентом на вопросы безопасной эксплуатации установленных на воздушных судах лазерах при проецировании в подлежащее навигационному управлению воздушное пространство.
Для вашей информации, начиная с 3-го квартала 2014 года израильские коммерческие авиакомпании (Эль Аль, Аркиа, и Изрэйр), как ожидается, начнут полеты по международным и внутренним маршрутам с таким установленным и работающим оборудованием. Буду признателен, если вы распространите данную информацию среди соответствующих эксплуатационных предприятий в пределах своего государства, которые обычно взаимодействуют с израильскими авиакомпаниями.
При возникновении вопросов, прошу обращаться ко мне за разъяснениями.
С уважением, Г.Ромм
Генеральный директор, Администрация гражданской авиации Израиля
1. Введение
Правительство Израиля приняло решение оборудовать гражданские воздушные суда транспортной категории, находящиеся в эксплуатации у израильских авиакомпаний, системами защиты от потенциальных угроз, возникающих от переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК).
Решение было принято в качестве ответа на растущее распространение такого вида вооружения и их известное сосредоточение в руках негосударственных объединений, ряд которых вовлечен в атаки против гражданских самолетов, как, например, атака на Боинг-757 израильской авиакомпании Аркиа 28.11.2002 при взлете из международного аэропорта Мои, Кения.
2. Выбор защитных систем
Правительство Израиля изучало системы, как уже имеющиеся, так и находящиеся в разработке, способные защитить большие коммерческие самолеты от угроз ПЗРК. Рассматривались системы активной и пассивной защиты от этого вида вооружения, в которых применены как меры противодействия с использованием расходуемых магазинов (сигнальных ракет), так и электро-оптические меры противодействия. В итоге было принято решение о том, что системой, которая бы обеспечивала доступность в самые краткие сроки, наиболее эффективный оборонный щит, и была бы наиболее эксплуатационно-приемлемой в окружающей среде коммерческих потоков воздушного транспорта, является система, комбинирующая в себе пассивные, оптические детекторы обнаружения ракеты, и направленные,
инфракрасные меры противодействия.
3. Присуждение программы контракта
В июне 2009 года Министерство транспорта Израиля определило «Элбит Системе» в качестве исполнителя по контракту на поставку систем DIRCM. Система была установлена на множестве коммерческих пассажирских воздушных судов, эксплуатируемых израильскими авиакомпаниями Эль Аль, Аркиа и Изрэйр, в качестве части комплексного плана авиатранспортной защиты «Небесный щит». Системой, выбранной для программы, является система С-МУЗЫКА (аббревиатура C-MUSIC расшифровывается как коммерческая система мультиспектрального инфракрасного противодействия), одна из растущего семейства схожих систем MUSIC («МУЗЫКА»), каждая из которых адаптирована под использование платформы на конкретном типе самолетов или вертолетов. Все они основаны на оптоволоконном лазере и технологии направленных инфракрасных мер противодействия. Лазерный луч, генерируемый системой, срывает атаку ракеты, выпущенной по самолету, и вынуждает ее отклониться от курса.
4. Система С-МУЗЫКА
Основными компонентами, которые включает в себя система С-МУЗЫКА, являются пассивные системы: электро-оптоволоконная система предупреждения о ракетной угрозе, система заклинивания турели/лазерный генератор, и система основного электронного узла. Все основные элементы системы размещаются в соответствующем, монтируемом снаружи блоке-капсуле, зафиксированном в нижней кормовой части фюзеляжа . Капсула С-МУЗЫКА идентична для всех моделей самолетов, подлежащих оборудованию в рамках текущей программы. Система разработана таким образом, чтобы минимизировать свой интерфейс с бортовыми системами и работать автоматически без дополнительной рабочей нагрузки на экипаж. Капсулы могут демонтироваться для технического обслуживания или ремонта, переустановка занимает менее часа. Самолет может контролироваться со снятой капсулой путем использования легко устанавливаемого обтекателя.
5. Программа сертификации системы С-МУЗЫКА
Электро-оптоволоконная система «Элбит Системе» применена для нескольких Дополнительных Сертификаций Типа (ДСТ) для типов транспортных самолетов в реестре Израиля в июле 2009 года. К этой дате имелось 8 заявок на ДСТ, по одной на каждый из следующих типов самолетов: Боинг 737-800, 737-900 ER, 757-300, 767-300, 747-400, 777-200, Эрбас А320-200, Эмбраер ERJ190-200ER (ЕМВ 195). Каждый из ДСТ является самостоятельным проектом в рамках Инженерного офиса по поддержанию летной годности Администрации гражданской авиации Израиля. Первым для прохождения сертификационного процесса по присуждению ДСТ определен тип ВС Боинг 737-800. Проект находится на продвинутой стадии сертификации, с первым успешно выполненным в июне 2013 года тестовым полетом с установленной капсулой С-МУЗЫКА.
5.1. Концепция сертификационной программы
Система С-МУЗЫКА предполагается при сертификации как «система не по обязательному требованию» и сертифицируется на основе «невмешательства». Это означает, что сертификационный процесс гарантирует, что установка и эксплуатация этой системы соответствует применяемому регулированию по летной годности, но не оценивает аспекты производительности и эффективности системы. Эти аспекты отнесены к сфере ответственности Минобороны Израиля. В процессе сертификации будет обосновано, что установка и применение системы С-МУЗЫКА не несет отрицательного влияния на безопасность полетов воздушного судна, включая потенциальное влияние на системы самолета, структуры и производительность качественных характеристик управления. Более того, оценка безопасности полетов, включая Оценку функциональной опасности системы С-МУЗЫКА и Оценку безопасности систем, включает потенциальное влияние системы на «лиц вне воздушного судна», а также на материалы в окружающей среде самолета.
5.2. Сертификационный базис
Государство Израиль приняло US 14 CFR Part 25 в качестве Стандарта летной годности для сертификации воздушных судов транспортной категории. Применяемый статус дополнения для существенно изменяемых частей определяется с даты применения ДСТ, для первичной группы типов, регулируемых Дополнением 25-128, и последующих - Дополнением 25-134. Для каждого типа представлены отдельные сертификационные планы и чек-листы соответствия. Дополнительно к общим стандартам летной годности, Администрация гражданской авиации Израиля опубликовала несколько выпусков документов касательно проекта сертификации системы С-МУЗЫКА, охватывающих такие вопросы, как структуры, (аэродинамические) вибрации и бафтинг, рабочая нагрузка на членов экипажа, наружный (внешний) шум, Руководство по гарантии программируемых электронных устройств аппаратных средств (ДО-254).
5.3. Лазерная безопасность как часть сертификационного процесса
На ранней стадии сертификационного проекта Администрация гражданской авиации Израиля определила, что вопрос лазерной безопасности является центральным для успешного сертификационного процесса и последующей приемлемости эксплуатации модифицированных воздушных судов для международных полетов. Поскольку в системе С-МУЗЫКА планируется проецировать лазерную энергию в подлежащее навигационному управлению воздушное пространство и, потенциально, в непосредственную зону гражданских аэродромов, авиационное ведомство Израиля уделяет особое внимание вопросу лазерной безопасности. Оно определило, что правильным способом для фокусирования на этом вопросе, было издание Документа, директивно предписывающего эксплуатанту рассмотреть потенциальное воздействие лазера на людей вне самолета, в дополнение к пассажирам и экипажу на борту, которые обычно учитываются при сертификационной оценке безопасности. В своем ответе на изданный Документ эксплуатант представил тщательный анализ лазера системы С-МУЗЫКА и его потенциальное воздействие на людей и материалы. Результаты этого отчета легли в основу категорирования потенциальной лазерной опасности в рамках Оценки функциональной опасности, одобренной Администрацией гражданской авиации Израиля. Этот документ определяет инструкции к разработке смягчающих элементов системы С-МУЗЫКА, которые препятствуют проецированию лазерной энергии при нахождении на земле.
При нахождении в полете экипаж и пассажиры остаются вне влияния лазера системы С-МУЗЫКА в связи с тем, где находится место установки системы. Поскольку лазер в системе С-МУЗЫКА работает в инфракрасной длине волн, невидимых человеческому глазу, то не существует аспектов ослепления или ухудшения зрения членов экипажа и других лиц, как находящихся на земле, так и в зоне работающего оборудования системы. Параллельно с анализом безопасности, выполненным в составе сертификационного процесса Администрации гражданской авиации Израиля, система С-МУЗЫКА была представлена на оценку в Институт стандартов Израиля. После тщательной оценки системы С-МУЗЫКА, включающей ее смягчение по аспектам безопасности, Институт стандартов Израиля выдан сертификат, определяющий что система С-МУЗЫКА отнесена к классу 1 лазерной продукции (безопасна по всем условиям нормального применения) в соответствии с международно-признанными стандартами.
Приложение А: Дополнение по лазерной безопасности
Рассматривалось взаимодействие с биологическими тканями и материалами двух лазерных волн системы С-МУЗЫКА.
1. Взаимодействие с биологическими тканями
Система С-МУЗЫКА классифицируется Институтом стандартов Израиля в соответствии с Классом 1 лазерной продукции и в разработанных смягчающих действие параметрах надежно предотвращает любое лазерное воздействие при нахождении на земле или в полете ниже минимально безопасной для использования системы высоты. Совокупная опасная дистанция лазеров по критерию 5-МРЕ (в соответствии с
ARP 5674 (5) составляет 32,1 м. Наносящий повреждения механизм лазерного воздействия на ткани для обоих лазеров С-МУЗЫКА является термальным. Были идентифицированы различные типы повреждений и рассчитаны вероятности переносимости таких повреждений в случае облучения лазером определенного органа (кожи или роговицы).
В следующей таблице приведены виды повреждений и расстояния с вероятностью 1:1,000,000 для 100% рабочего цикла экспозиций:
Таблица 1. Сводная таблица расстояния по типам повреждений
На расстоянии, меньшем, чем вышеуказанные, вероятность поражения увеличивается пропорционально статистическим характеристикам (кривая Probit). Минимальное видимое воздействие лазера на роговицу с вероятностью 1:1,000,000 составляет расстояние 253 метра.
2. Взаимодействие с материалами
Воздействие лазера на материалы также анализировалось. Анализ включал в себя вероятность возгорания для различных материалов и комбинации материалов. В анализ были включены следующие материалы: реактивное топливо Джет-А и Джет А-1, бетон, асфальт, кирпич, нейлон, резина, алюминий, хлопок, полиэстер, покрышки, сухая трава и древесина. Был проведен анализ колебания температур, а также анализ волатильности (для топлива и паров топлива), заключение состоит в том, что лазеры С-МУЗЫКИ не представляют никакой опасности для взаимодействия вспышки лазера с материалами в окружающей его среде.
2.1. Режим воздействия №1
В Таблице 2 в сводном виде представлены конечные температуры, рассчитанные для каждого материала, после ЗОсек выдержки лазеров в системы С- МУЗЫКА в диапазоне Оm. Выходная мощность лазера была принята равной CW для группы I по лазеру и 1МгЦ по импульсу без модуляции для группы IV по лазеру.
Таблица 2 Конечная температура материалов после лазерного воздействия в режиме №1
Таким образом, взаимодействие лазеров С-МУЗЫКИ с различными материалами не несет никакой опасности.
2.2. Режим воздействия №2
Применение лазера имеет различные варианты временных распределений:
1. Рабочий цикл - Макс. возможно: 100% для группы I и 30% для группы IV.
2. Условие генерации лазера: периодически макс.возможно в течение 3 часов; по 60 сек. из 135-секундных периодов в течение 3 часов.
Анализ (включая все уравнения, параметры и допущения) следует из анализа в NSLS-nPO-0043 для случая теплопроводности.
Следует отметить, что предполагаемый 3-часовой период определяется уравнением теплопроводности для достижения его устойчивого состояния, при котором теплоотведение путем проводимости и конвекции равняется входному тепловому потоку от лазерного излучения. Более того, при рассмотрении периодического временного распределения, интервал времени между двумя соседними излучениями является достаточно длинным для того, чтобы дать возможным надлежащее рассеивание тепла, эффекта тепловой камеры не происходит.
Следовательно, в этом случае общее теплообразование уменьшается по сравнению с непрерывным вариантом.
При этом существенным эффектом становится длительная по продолжительности выдержки конвекция. Ее описывает закон охлаждения Ньютона:
где h-коэффициент тепловой конвенции воздуха (100Вт/км2), А - поверхность нагреваемого объекта, , Су-теплоемкость, Tamb - температура окружающей среды.
В таблице 3 показана максимальная температура материала в течение времени излучения, не учитывая пороговые эффекты, красный фон указывает на температуру выше допустимых значений.
Таблица 3: Конечная температура материала после лазерного воздействия в режиме №2 в течение 3 часов
Как можно увидеть, в этих экстремальных условиях излучения, взаимодействие лазеров системы С-МУЗЫКА с различными материалами не несет какой-либо опасности.
3. Предотвращение лазерного излучения при нахождении на земле и в полете ниже минимальной безопасной высоты
Существует несколько аппаратных механизмов, как в системе лазеров, так и на системном уровне, для предотвращения небезопасного излучения:
• Дискретные сигналы производятся двумя независимыми системами «Вес-на-Колёса», обе из которых должны показать условие «В полёте» для включения лазерного излучения.
• Излучение прекращается ниже минимальной высоты над уровнем земли в соответствии с показаниями от двух независимых радиовысотомеров воздушного судна.
• В дополнение, электро-механические безотказные механизмы предотвращают любое излучение лазерной энергии при нахождении на земле.
комментарии (0):
ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS