Nieuszkadzalność

do poprawnego działania nieprzerwanego uszkodzeniem. W sensie ilościowym nieuszkadzalność może być wyrażona np. jako prawdopodobieństwo, że obiekt będzie działał bez uszkodzenia w określony sposób, w określonych warunkach i w określonym przedziale czasu.

Przytoczona definicja nieuszkadzalności obejmuje więc wszystkie rodzaje uszkodzeń powodujących przerwanie poprawnego działania obiektu bez względu na przyczynę ich powstania. Takie ujęcie problematyki nieuszkadzalności jest mało przydatne do prowadzenia analiz dotyczących gotowości technicznej. W procesie eksploatacji występuje bowiem wiele różnych źródeł uszkodzeń statków powietrznych. Aby umożliwić ocenę udziału poszczególnych kategorii przyczyn w ogólnej liczbie uszkodzeń, konieczna jest ich identyfikacja. W tym celu, do dalszych analiz przyjęto następujący podział kategorii przyczyn usterek i uszkodzeń statków powietrznych:

 nieuszkadzalność własna obiektu technicznego (statku powietrznego),

 trwałość,

 użytkowanie,

 obsługi techniczne i odnowa,

 remont,

 system logistyczny,

 system zabezpieczenia operacji lotniczych,

 otoczenie (środowisko).

Przy doborze kryteriów decydujących o powyższej klasyfikacji brano pod uwagę przede wszystkim doświadczenia eksploatacyjne i względy praktyczne. Wprowadzono między innymi pojęcie nieuszkadzalność własna. Jest ona zdefiniowana jako właściwość obiektu technicznego, charakteryzująca jego podatność na uszkodzenia powstające z przyczyn produkcyjnych, a więc konstrukcyjnych i związanych z procesem wytwarzania.

Wprowadzenie pojęcia nieuszkadzalność własna pozwoli wyodrębnić te usterki i uszkodzenia, których źródłem jest sam statek powietrzny. Z tego zbioru wyłączone zostały przyczyny związane z trwałością. Mimo, że trwałość jest cechą zaliczaną do właściwości, to na etapie eksploatacji o jej poziomie czasem decyduje nie tylko producent, ale także inna uprawniona organizacja. Z tego względu dla tej grupy przyczyn wyodrębniono nową kategorię.

Zarówno w literaturze jak i w powszechnym rozumieniu dość często zdarza się, że pojęcie nieuszkadzalności jest uważane za synonim niezawodności. Należy jednak zauważyć, że takie podejście jest niewłaściwe, gdyż niezawodność jest pojęciem znacznie szerszym i oprócz nieuszkadzalności obejmuje szereg innych właściwości.

Usterki i uszkodzenia statków powietrznych generalnie można podzielić na trzy kategorie:

 usterki i uszkodzenia nie mające wpływu na zakres wykonywanych zadań lotniczych (stan zdatny),

 usterki i uszkodzenia ograniczające zakres wykonywanych zadań (stan zdatny z ograniczeniami),

 usterki i uszkodzenia uniemożliwiające wykonywanie lotów (stan niezdatny).

Do pierwszej kategorii zalicza się te usterki i uszkodzenia, które nie pociągają za sobą żadnych ograniczeń zakresu użytkowania, dzięki czemu statek powietrzny nadal pozostaje w stanie zdatności. Przykładem takiej sytuacji jest uszkodzenie powłoki lakierniczej lub dopuszczalne pęknięcie pokrycia płatowca.

Drugą kategorię stanowią usterki i uszkodzenia, które uniemożliwiają wykonywanie określonych misji przy jednoczesnym zachowaniu zdatności do realizacji pozostałych rodzajów zadań lotniczych. W takim przypadku statek powietrzny przechodzi do stanu zdatny z ograniczeniami. Jako przykład może posłużyć samolot bojowy z niesprawnym technicznie systemem sterowania uzbrojeniem bombardierskim. Jest on wówczas zdolny do wykonywania wszystkich rodzajów zadań, z wyjątkiem zwalczania celów naziemnych.

Z kolei trzecią kategorię stanowią usterki i uszkodzenia, które uniemożliwiają wykonywanie jakichkolwiek lotów i powodują przejście statku powietrznego w stan niezdatności. Do niej zaliczane są również te, które stwarzają bezpośrednie zagrożenie dla bezpieczeństwa lotów.

Powstałe usterki i uszkodzenia statków powietrznych powinny być wykrywane przede wszystkim podczas przeglądów i obsług technicznych. W praktyce eksploatacyjnej zdarza się jednak, że pojawiają się one w trakcie lotu. W zależności od wywoływanych przez nie skutków i wpływu na bezpieczeństwo lotu, załoga może wówczas kontynuować zadanie, przerwać je i powrócić do bazy, albo, jeżeli sytuacja tego wymaga, wykonać awaryjne lądowanie. Czasem zdarza się jednak, że konieczne jest awaryjne opuszczenie samolotu w powietrzu. Nowoczesne statki powietrzne są wyposażone w pokładowe systemy diagnostyczne, które w znakomity sposób ułatwiają i znacznie przyspieszają proces wykrywania niesprawności technicznych we wczesnej fazie ich powstawania.

Współczesne systemy monitorujące parametry lotu oraz pracę poszczególnych zespołów, instalacji i systemów pokładowych, nie tylko umożliwiają pozyskanie zarejestrowanych danych wraz z ich wstępną analizą po zakończonym locie, ale dodatkowo w czasie rzeczywistym generują dla załogi komunikaty o pojawiających się nieprawidłowościach.

Powstające w procesie eksploatacji statków powietrznych usterki i uszkodzenia mają różne kategorie przyczyn. Aby ułatwić ich analizę zostały one usystematyzowane zgodnie

z cechą, nazwaną wcześniej nieuszkadzalnością własną. Są one bowiem następstwem nieprawidłowości popełnianych w fazie:

 projektowania,

 konstruowania, w tym obliczeń dotyczących wytrzymałości i trwałości,

 prób dowodowych (naziemnych i w locie),

 procesu produkcji (materiały, wykonanie, technologie, montaż),

 działalności producenta w okresie eksploatacji (biuletyny techniczne, modernizacje

i modyfikacje).

Niewłaściwe założenia i rozwiązania oraz błędy popełniane w fazie projektowania i konstruowania mają charakter powszechny, tzn. dotyczą całej populacji wyrobów wyprodukowanych do czasu wprowadzenia ewentualnych zmian. Czasem zdarza się, że wady konstrukcyjne ujawniają się dopiero po wielu latach użytkowania. Przykładem takiej sytuacji jest awaria myśliwca MiG–21, która wydarzyła się po ponad dwudziestu latach eksploatacji tego typu samolotów. W wyniku niewłaściwego rozwiązania konstrukcyjnego, destrukcja łożyska podczas startu doprowadziła do zsunięcia się koła podwozia głównego z osi. W konsekwencji, zmusiło to załogę do awaryjnego opuszczenia samolotu, przy użyciu foteli katapultowych. W nowoczesnych statkach powietrznych czasem pojawia się problem z oprogramowaniem komputerów pokładowych, które mogą doprowadzić do poważnych awarii. Najczęściej pojawiają się one w przypadku wystąpienia podczas lotu szczególnej sytuacji, której wcześniej nie przewidywano.

Awarie i uszkodzenia z powodu niewystarczającej wytrzymałości lub trwałości najczęściej wynikają z przyjęcia błędnych założeń dotyczących modelu obciążeń albo niewłaściwej oceny oddziaływania środowiska. Niekiedy dochodzi do nieodpowiedniego modelowania prób długotrwałych stanowiących podstawę do prognozowania trwałości i nieuszkadzalności.

Przykładem niewłaściwej oceny rzeczywistych obciążeń eksploatacyjnych struktury płatowca, jest samolot F–16. Wytrzymałość zmęczeniowa niektórych elementów przenoszących znaczne obciążenia (wręgi siłowe, węzły mocowania silnika i skrzydeł) okazała się niewystarczająca. W efekcie konstrukcja tych elementów musiała zostać wzmocniona, a samoloty początkowych serii produkcyjnych zostały wycofane z eksploatacji lub skierowane do naprawy głównej, mimo wykorzystania zaledwie około połowy resursu.

Tabela 4.2. Czynniki wpływające na powstawanie uszkodzeń i usterek statków

Wady produkcyjne (fabryczne) są najczęściej wynikiem zastosowania w procesie wytwarzania niewłaściwych materiałów lub nieprzestrzegania obowiązującej technologii, a zwłaszcza obróbki mechanicznej, chemicznej i termicznej. Tego typu przypadki występują stosunkowo rzadko ze względu na stosowanie wnikliwej kontroli na poszczególnych etapach wytwarzania, zarówno u producenta finalnego, jak i u poddostawców. Niezależnie od tego, dodatkową kontrolę nad jakością procesu produkcji lotniczej sprawuje wojskowy lub cywilny organ nadzoru.

Mimo tak zaawansowanej kontroli, czasem zdarza się, że do eksploatacji dopuszczony zostaje wyrób z ukrytą wadą. Przykładem takiej sytuacji jest zdarzenie z udziałem samolotu typu Lim 6 bis, kiedy to z powodu awarii silnika pilot podjął decyzję o katapultowaniu. Po uruchomieniu mechanizmu zrzutu osłony kabiny, została ona zablokowana w położeniu pośrednim, co uniemożliwiło katapultowanie i zmusiło pilota do lądowania w terenie przygodnym. Przeprowadzone badania wykazały, że przyczyną awarii systemu katapultowania było niewłaściwe określenie w dokumentacji technicznej łańcucha tolerancji montażu cięgien w układzie zrzutu osłony kabiny. Warto wspomnieć, że dokumentacja ta obowiązywała w niezmienionej postaci od ponad trzydziestu lat przed wystąpieniem przytoczonego zdarzenia, mimo wielu przypadków awaryjnego opuszczania tego typu samolotu, nigdy nie doszło do podobnej awarii.

Do kategorii usterek i uszkodzeń związanych z nieuszkadzalnością należą również te, których źródłem jest przeprowadzona modernizacja, modyfikacja lub wykonane biuletyny

obowiązującego zakresu prac, w tym integracji modernizowanych urządzeń i systemów z pozostałymi systemami statku powietrznego.

Nieuszkadzalność jest opisywana poprzez charakterystyki niezawodnościowe określające bezawaryjny czas działania, czyli czas do wystąpienia uszkodzenia. Typowym ich przykładem są:

 MTTF – (ang. mean time to failure) średni czas do wystąpienia uszkodzenia,

 MTBF – (ang. mean time between failure) średni przedział czasu pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami.

Wszystkie usterki i uszkodzenia, obniżające poziom gotowości technicznej powinny być jak najszybciej zlokalizowane i usunięte. Niezwykle ważne jest przy tym, aby została ustalona i usunięta przyczyna ich powstania. W przeciwnym razie istnieje bowiem duże prawdopodobieństwo ponownego ich wystąpienia. Szczególnie wnikliwej analizie powinny być poddane przyczyny usterek i uszkodzeń często powtarzających się, a także tych, które stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa lotów. Pozwoli to bowiem na podejmowanie systemowych działań mających na celu skuteczne eliminowanie tego rodzaju przypadków.