ZARZĄDZANIE RYZYKIEM ZAGROŻEŃ W SYSTEMIE UTRZYMANIA SAMOLOTÓW WIELOZADANIOWYCH F-16

(1)

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

mgr inż. Sławomir SZRAMA

ZARZĄDZANIE RYZYKIEM ZAGROŻEŃ

W SYSTEMIE UTRZYMANIA SAMOLOTÓW WIELOZADANIOWYCH F-16

ROZPRAWA DOKTORSKA

Promotor: dr hab. inż. Adam KADZIŃSKI Promotor pomocniczy: dr inż. Anna KOBASZYŃSKA-TWARDOWSKA

Poznań 2019

(2)

2 Spis treści

Recenzenci rozprawy powołani przez Radę Wydziału Inżynierii Transportu Politechniki Poznańskiej

dr hab. inż. Katarzyna CHRUZIK, prof. Akademii WSB płk dr hab. inż. Mariusz ZIEJA, prof. ITWL

Opracowanie komputerowe mgr inż. Sławomir Szrama

(3)

SPIS TREŚCI

STRESZCZENIA ... 5

1. WSTĘP DO PROBLEMATYKI ROZPRAWY ... 13

2. UTRZYMANIE SAMOLOTÓW LOTNICTWA TAKTYCZNEGO .... 27

2.1. Wprowadzenie ... 27

2.2. Kompendium wybranych pojęć ... 28

2.3. System eksploatacji samolotów wojskowych ... 31

2.4. System utrzymania samolotów lotnictwa taktycznego ... 32

2.5. Model systemu utrzymania samolotów lotnictwa taktycznego .. 41

2.6. Podsumowanie ... 45

3. PROBLEMATYKA BADAWCZA ROZPRAWY ... 46

3.2. Obszar problemowy rozprawy ... 48

3.3. Wskazanie luki badawczej ... 54

3.4. Cele i zakres rozprawy ... 55

4. METODY ZARZĄDZANIA RYZYKIEM ZAGROŻEŃ W LOTNICTWIE ... 59

4.2. Zarządzanie ryzykiem zagrożeń w lotnictwie ... 59

5. METODA ZARZĄDZANIA RYZYKIEM ZAGROŻEŃ DEDYKOWANA WYBRANYM DOMENOM SYSTEMU UTRZYMANIA SAMOLOTÓW WIELOZADANIOWYCH F-16 .... 80

5.2. Procedura wyboru i wybór metody do dalszych badań ... 84

5.3. Charakterystyka domeny analiz ... 85

5.4. Model ryzyka w systemie utrzymania samolotów wielozadaniowych F-16 ... 86

(4)

4 Spis treści

6. ZASTOSOWANIE METODY ZARZĄDZANIA RYZYKIEM ZAGROŻEŃ DEDYKOWANEJ WYBRANYM DOMENOM SYSTEMU UTRZYMANIA SAMOLOTÓW

WIELOZADANIOWYCH F-16 ... 93

6.2. Zarządzanie ryzykiem zagrożeń w procesie usuwania niezdatności samolotów F-16 i jego komponentów ... 93

7. ZAKOŃCZENIE ... 145

7.1. Podsumowanie rozprawy ... 145

7.2. Uwagi i wnioski ... 147

7.3. Propozycje obszarów dalszych badań ... 149

LITERATURA ... 150

ZAŁĄCZNIKI ... 161

ZAŁĄCZNIK NR Z1. BAZA POJĘĆ ROZPRAWY ... 161 ZAŁĄCZNIK NR Z2. ANALIZA METOD ZARZĄDZANIA RYZYKIEM

WEDŁUG METODYKI ZARZĄDZANIA RYZYKIEM I PORADNIKA PODSTAWY ZARZĄDZANIA RYZYKIEM (płyta CD) ZAŁĄCZNIK NR Z3. KODY STATYSTYCZNE ZDARZEŃ

LOTNICZYCH (płyta CD)

ZAŁĄCZNIK NR Z4. WYNIKI ANALIZY PORÓWNANIA METOD ZARZĄDZANIA RYZYKIEM STOSOWANYCH W LOTNICTWIE (płyta CD)

(5)

STRESZCZENIA

ZARZĄDZANIE RYZYKIEM ZAGROŻEŃ W SYSTEMIE UTRZYMANIA SAMOLOTÓW WIELOZADANIOWYCH F-16

Streszczenie

Pomimo opracowania i wdrożenia w 2010 roku w Siłach Powietrznych RP Metodyki Zarządzania Ryzykiem, w dalszym ciągu brak jest szczegółowych opra- cowań zagadnień związanych z procesami realizowanymi w systemach utrzymania samolotów wielozdaniowych F-16 uwzględniającymi ocenę wpływu ryzyka zagrożeń na bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych.

Problematyka badawcza rozprawy dotyczy zagrożeń bezpieczeństwa lotów generowanych w systemie utrzymania samolotów F-16 stanowiącego kluczowy element systemu zarządzania bezpieczeństwem lotów.

Część pierwsza rozprawy stanowi wstęp oraz genezę problematyki rozprawy, w której przedstawiono charakterystykę lotnictwa taktycznego oraz charakterystyki wypadkowości samolotów F-16. W części wstępnej rozprawy zaprezentowano podstawowe zagadnienia związane z utrzymaniem samolotów wielozadaniowych F-16. Przeanalizowano oraz porównano systemy utrzymania funkcjonu- jące w lotnictwie taktycznym Polskich Sił Powietrznych. Część druga pracy stanowi charakterystykę oraz porównanie metod zarządzania ryzykiem stosowanych w lotnictwie zarówno wojskowym jak i cywilnym.

Głównym celem rozprawy było opracowanie metody pozwalającej na efek- tywne zarządzanie ryzykiem zagrożeń w systemie utrzymania samolotów wielozadaniowych F-16. Opracowano autorski modelu ryzyka dedykowany domenie analiz stanowiącej system utrzymania samolotów F-16 i uwzględniający proble- matykę udziału czynnika ludzkiego w procesach realizowanych w domenie analiz oraz jego wpływu na poziom bezpieczeństwa realizowanych zadań lotniczych.

Przydatność metody wykazano poprzez jej zastosowanie dla domeny analiz związanej z procesem usuwania skomplikowanych niezdatności silników lotniczych F100. Efektem przeprowadzonych rozważań są propozycje systemowych rozwiązań mających na celu ograniczenie ryzyka zagrożeń w systemie utrzymania samolotów wielozdaniowych F-16.

Rozprawa stanowi rozwiązanie istotnych zagadnień praktycznego zastosowa- nia procedur zarządzania ryzykiem wspierających proces eksploatacji samolo- tów F-16.

(6)

(7)

RISK MANAGEMENT IN THE MAINTENANCE SYSTEM OF THE MULTIROLE F-16 AIRCRAFT

Summary

Although it has already been eight years since Polish Air Forces developed and implemented Risk Management Methodology, still no one has taken under de- tailed consideration and concern processes conducted in the maintenance systems of the multirole F-16 aircraft, assessing hazards risk effect on the flight operations safety.

Research conducted in this dissertation is concerned with the safety hazards generated in the maintenance system of the multirole F-16 aircraft being the key element of the safety management system.

First part of the dissertation is the genesis and introduction to the main research issue, where polish tactical air forces and F-16 mishap characteristics were presented. In the first part of the dissertation main issues of the F-16 maintenance system were discussed. The main purpose of this part was to compare two types of maintenance systems existing in polish tactical air forces. Second part of this dissertation is the characteristics and comparison of the risk management methods used in military and civilian aviation.

The main purpose of this dissertation is to develop risk management method which could be effectively used in the maintenance system of the multirole F-16 aircraft. New risk model dedicated to the analysis domain being the maintenance system of the multirole F-16 aircraft was developed and presented. This model includes human factors issues and their influence on the processes conducted in the domain analysis as well as flight operations safety level.

Relevance of this method was confirmed by its application in the analysis domain for the processes performed at the intermediate maintenance level, such as F100 aircraft engine discrepancy removal. As a result of the considerations, new system improvements were proposed in order to mitigate hazards risk in the maintenance system of the multirole F-16 aircraft.

Dissertation constitutes solution and guidance for the practical implementation of the risk management procedures supporting F-16 flight operations.

(8)

(9)

Streszczenie graficzne

(10)

(11)

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH SKRÓTÓW I OZNACZEŃ 5M – model wykorzystywany w procesie identyfikacji zagrożeń bezpie-

czeństwa lotów w ramach zarządzania ryzykiem lub w trakcie badania zdarzeń lotniczych zgodnie z podziałem: Man (człowiek), Media (środowisko), Machine (technika), Management (zarządzanie), Mis- sion (zadanie)

AFI – Air Force Instruction – instrukcja Sił Powietrznych USA AFSA – Air Force Safety Agency – Agencja Bezpieczeństwa Sił Powietrz-

nych

ALARP – As Low As Reasonably Practicable – tak niski jak to jest racjonalnie uzasadnione

AZR – arkusz zarządzania ryzykiem BL – bezpieczeństwo lotów BLT – baza lotnictwa taktycznego

CENC – Convergent Exhaust Nozzle Controller – regulator dyszy wylotowej CETADS – Comprehensive Engine Trending and Diagnostics System – system

zbierania i analizy danych dotyczących pracy silnika F100 CRM – Crew Resource Management – zarządzenie zasobami w załodze DEEC – Digital Engine Electronic Controller – komputer sterowania silni-

kiem

EDU – Engine Diagnostic Unit – urządzenie diagnostyczne silnika ELT – eskadra lotnictwa taktycznego

EMMS – Engine Maintenance Management System – system zarządzania sys- temem utrzymania silnika

EO – eskadra obsługi

EPC – Error Producing Conditions – czynniki wpływające na popełnianie błędów

ERLOA – Engine Related Loss of Aircraft – utrata samolotu związana z nie- zdatnością silnika

ET – eskadra techniczna

ETA – Event Tree Analysis – metoda drzewa zdarzeń

EASA – European Aviation Safety Agency – Europejska Agencja Bezpieczeń- stwa Lotniczego

FAA – Federal Aviation Administration – Federalna Administracja Lotnic- twa

FMEA – Failure Mode and Effects Analysis – analiza rodzajów i skutków po- tencjalnych wad

FOD – Foreign Object (debris) Damage – uszkodzenie ciałem obcym (szczątkami)

FTA – Fault Tree Analysis – analiza drzewa błędów GDL – Grupa Działań Lotniczych

GIZZR – Grupa Implementacji Zasad Zarządzania Ryzykiem GOT – Grupa Obsługi Technicznej

GRZR – Grupa Robocza Zarządzania Ryzykiem

HDET – Hazard Source Detection Potential – możliwość wykrycia źródła za- grożenia

(12)

12 Spis treści

HEART – Human Error Assessment and Reduction Techniques – metoda oceny i redukcji ryzyka błędu ludzkiego

HEP – Human Error Probability – prawdopodobieństwo popełnienia błędu przez człowieka

HPC – High Pressure Compressor – sprężarka wysokiego ciśnienia ICAO – International Civil Aviation Organization – Organizacja Międzyna-

rodowego Lotnictwa Cywilnego IAW – In accordance with – zgodnie z ….

IFSD – In-Flight Shutdown – wyłączenie silnika w trakcie lotu

JEIM – Jet Engine Intermediate Maintenance – klucz obsługi i naprawy sil- nika

KOiNS – klucz obsługi i naprawy silnika KSR – karta szacowania ryzyka

LDS – laboratorium diagnozowania silnika

MRM – Maintenance Risk Management – zarządzanie ryzykiem w systemie utrzymania

MZR – metodyka zarządzania ryzykiem

NRIFSD – Non-Recoverable In-Flight Shutdown – wyłączenie silnika w trakcie lotu bez możliwości jego ponownego uruchomienia

POL – pilot operacyjny lotów

QA – Quality Assurance – zapewnienie jakości

RCVV – Rear Compressor Variable Vanes – regulowane aparaty kierujące sprężarki wysokiego ciśnienia

SESL – system eksploatacji samolotów lotnictwa taktycznego SIL – służba inżynieryjno-lotnicza

SLTkt – system lotnictwa taktycznego SLT – skrzydło lotnictwa taktycznego SpW – sprzęt wojskowy

SUtSLT – system utrzymywania samolotów lotnictwa taktycznego SUżSLT – system użytkowania samolotów lotnictwa taktycznego

TCI – Time Change Item – komponent statku powietrznego podlegający wymianie po wypracowaniu zakładanego resursu

TOPAZ – Traffic Organization and Perturbation AnalyZer – metoda ana- lizy organizacji ruchu lotniczego i jego zakłóceń

TRACER – Technique For The Retrospective And Predictive Analysis Of Cognitive Error – retrospektywna i predyktywna technika analizy błędów ludzkich

Trans-Risk – metoda zarządzania ryzykiem zagrożeń w transporcie

USAF – United States Air Force – Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych WOiNS – warsztat obsługi i naprawy silnika

WZES – warsztat zabezpieczenia eksploatacji silnika ZBL – zespół bezpieczeństwa lotów

ZT – związek taktyczny

(13)

W Polsce funkcjonuje System Lotnictwa Rzeczpospolitej Polskiej (SL RP), w którego skład wchodzi lotnictwo cywilne i lotnictwo państwowe. Jedną z części składowych lotnictwa państwowego jest lotnictwo wojskowe, które na równi z lotnictwem cywilnym jest elementem lotnictwa Rzeczypospolitej Polskiej.

Funkcjonuje ono na podstawie Ustawy „Prawo lotnicze” [195] oraz innych uwa- runkowań prawnych wskazanych w (np. [32, 33]), rozporządzeniach, decyzjach, zarządzeniach, regulaminach i instrukcjach. Określają one zasady organizacji, dowodzenia i kierowania oraz sposoby działania jednostek, pododdziałów, a nie- kiedy nawet pojedynczych załóg i samolotów [36].

Lotnictwo wojskowe

Za autorem pracy [203] można stwierdzić, iż lotnictwo wojskowe to ogół stat- ków powietrznych (samolotów, śmigłowców, bezzałogowych statków powietrznych) przeznaczonych do wykonywania różnych misji wojskowych takich jak:

niszczenie celów powietrznych, naziemnych i morskich; rozpoznanie powietrzne;

transport powietrzny; zadania specjalne i pomocnicze.

Lotnictwo wojskowe dzieli się – pod względem funkcjonalnym oraz w zależ- ności od przeznaczenia eksploatowanych statków powietrznych – na kilka rodza- jów przedstawionych na rysunku 1.1.

Rys. 1.1. Schemat ideowy struktury lotnictwa wojskowego.

Opracowanie własne na podstawie [92]

Funkcjonalnie lotnictwo wojskowe wchodzi w skład Sił Powietrznych Rzecz- pospolitej Polskiej (SP RP) (dalej zwanych Siłami Powietrznymi RP), które prze- znaczone są do obrony przestrzeni powietrznej kraju. Schematycznie strukturę Sił Powietrznych RP przestawiono na rysunku 1.2.

(14)

14 Rozdział 1

Legenda:

1.SLT – 1.Skrzydło Lotnictwa Taktycznego, 2.SLT – 2.Skrzydło Lotnictwa Taktycznego, 3.SLTr – 3.Skrzydło Lotnictwa Transportowego, 4.SLSz – 4.Skrzydło Lotnictwa Szkolnego, 1.BLWL – 1.Brygada Lotnictwa Wojsk Lądowych, BLMW – Brygada Lotnictwa Marynarki Wojennej, 3.BRt – 3.Brygada Radiotechniczna, 25.BKP – 25.Brygada Kawalerii Powietrznej, 1.dlot –1.dywizjon lotniczy, 7.dlot – 7.dywizjon lotniczy

Rys. 1.2. Schemat ideowy struktury Sił Powietrznych. Opracowanie własne na podstawie [146]

W czasie pokoju SP RP funkcjonują operacyjnie w ramach Systemu Obrony Powietrznej RP oraz NATINAMDS (NATO Integrated Air and Missile Defence System) [36, 126]. Siły Powietrzne RP składają się z następujących rodzajów wojsk [31]: lotniczych, obrony przeciwlotniczej, radiotechnicznych. Wojska lotnicze mają możliwość wykonywania misji uderzeniowych, transportowych i roz- poznawczych. Zajmują się także szkoleniem pilotów i obsługi naziemnej. Zorga- nizowane są w następujące skrzydła: 1. i 2. Skrzydło Lotnictwa Taktycznego (SLT), 3. Skrzydło Lotnictwa Transportowego (SLTr), 4. Skrzydło Lotnictwa Szkolnego (SLSz). Wojska lotnicze dysponują łącznie około 300 statkami powietrznymi. W tej liczbie jest około 100 samolotów bojowych, a resztę stanowią śmigłowce, samoloty szkolne i transportowe.

Za dowodzenie i kierowanie Siłami Powietrznymi RP odpowiada Dowództwo Generalne Rodzajów Sił Zbrojnych, które mieści się w Warszawie.

Przeznaczenie i realizacja zadań przez współczesne lotnictwo wojskowe Współczesne lotnictwo wojskowe stanowi jeden z najefektywniejszych środ- ków na polu walki, odgrywając kluczową rolę w większości konfliktów zbrojnych odbywających się w ostatnich latach. Odpowiednie zastosowanie środków wykrywania i śledzenia celów, precyzyjnego rażenia czy walki elektronicznej, może za- pewnić panowanie nad przeciwnikiem w miejscu i czasie kluczowym z punktu widzenia ogólnej sytuacji [145].

(15)

Zadania stawiane przed lotnictwem wojskowym nadają mu charakter uniwer- salny. Musi być ono zdolne nie tylko do obrony przestrzeni powietrznej własnego terytorium (lub innego obszaru w ramach zobowiązań sojuszniczych), ale również do osłony i wsparcia wojsk własnych, osłony ludności cywilnej i najważniejszych obiektów w państwie. Jego zadaniem jest zapewnienie szybkiej reakcji na zagro- żenie atakiem, oddziaływanie elektroniczne i nadzorowanie obszaru walki, a także przekazywanie i analiza danych oraz informowanie o zagrożeniach ze strony przeciwnika [36].

Lotnictwo wojskowe nie służy wyłącznie do walki. Do jego zadań należy rów- nież zapewnienie transportu, ewakuacji i ratownictwa, czy pełnienie misji osłono- wych przed działaniem np. terrorystycznym. Zadania lotnictwa wojskowego realizowane są zarówno na rzecz wojsk, jak i ludności oraz infrastruktury cywilnej [55].

Do głównych zadań realizowanych przez współczesne lotnictwo wojskowe za- licza się [145]:

− wywalczenie przewagi w powietrzu,

− niszczenie struktury dowodzenia i kierowania potencjałem obronnym przeciwnika,

− niszczenie i osłabianie sił zbrojnych przeciwnika (w tym jego potencjału uderzeniowego, komunikacyjnego czy wsparcia),

− zapewnienie obrony powietrznej własnego terytorium lub obszaru działań w ramach operacji sojuszniczych,

− wsparcie lotnicze wojsk własnych,

− przekazywanie i analizę danych oraz walkę elektroniczną,

− transport powietrzny.

Siły powietrzne realizują wsparcie walczących wojsk na poziomie operacyjnym. Wsparcie taktyczne zapewniają siły lotnicze rodzajów wojsk, którego główny trzon stanowi lotnictwo taktyczne.

Lotnictwo taktyczne

Lotnictwo taktyczne to rodzaj lotnictwa wojskowego prowadzącego operacje na poziomie taktycznym tzn. na poziomie, na którym planuje się i prowadzi bitwy i inne działania dla osiągnięcia celów wojskowych przydzielonych siłom taktycznym [6]. Lotnictwo taktyczne na całym świecie działa jako szczególnie skompli- kowane środowisko składające się z wielu równolegle funkcjonujących syste- mów, obiektów, komponentów, które muszą harmonijnie współpracować.

Zasadniczy potencjał lotnictwa taktycznego w Polsce stanowią Skrzydła Lot- nictwa Taktycznego (SLT).

W Polsce funkcjonują dwa SLT wraz z podległymi jednostkami. 1. Skrzydło Lotnictwa Taktycznego (1. SLT) ma na wyposażeniu samoloty MiG-29 i Su-22.

W skład 1. SLT wchodzą 22. i 23. Bazy Lotnictwa Taktycznego (dalej BLT) użyt- kujące samoloty MiG-29 oraz 21. BLT w Świdwinie, gdzie stacjonują samoloty szturmowo-bombowe: jednoosobowe SU-22M4K oraz dwuosobowe

(16)

16 Rozdział 1

Su-22UM3K. 2. Skrzydło Lotnictwa Taktycznego to jednostka, w której zgrupo- wano 48 samolotów F-16, w dwóch wersjach: F-16C (wersja jednomiejscowa – 36 samolotów) oraz F-16D (wersja dwumiejscowa – 12 samolotów). Samoloty F-16 nazwane w Polsce „Jastrzębiami”, stacjonują obecnie w 31. BLT w Pozna- niu-Krzesinach (dwie eskadry) i w 32. BLT w Łasku (jedna eskadra) [6]. Bazy Lotnictwa Taktycznego są jednostkami lotniczymi szczebla (poziomu) taktycznego przeznaczonymi głównie do realizacji zadań bojowych w ramach Systemu Bezpieczeństwa Narodowego (SBN). Poza tym wykonują zadania w zakresie do- skonalenia zdolności militarnym i niemilitarnym w przeciwdziałaniu aktywizacji zagrożeń kryzysowych, w tym terroryzmowi powietrznemu. Prowadzą również działania związane z realizacją zabezpieczenia szkolenia głównie personelu lata- jącego Eskadr Lotnictwa Taktycznego (ELT), które służą do realizacji zadań lotniczych zgodnie z operacyjnym przeznaczeniem jednostki lotniczej. Realizację tych zadań umożliwia odpowiednia struktura organizacyjna BLT, w której wyróż- nia się cztery następujące podstawowe elementy [178]: Sztab, Grupy Działań Lot- niczych (GDL), Grupy Obsługi Technicznej (GOT) oraz Grupy Wsparcia.

Grupy Działań Lotniczych odpowiadają za proces szkolenia lotniczego personelu latającego podległego ELT oraz za przygotowanie i prowadzenie operacji lotniczych. W składzie Grupy Działań Lotniczych 31. Bazy Lotnictwa Taktycz- nego w Krzesinach jest 3. i 6. eskadra lotnicza, zaś w składzie Grupy Działań Lotniczych 32. Bazy Lotnictwa Taktycznego w Łasku jest 10. eskadra lotnicza.

Głównym zadaniem tych trzech eskadr jest zwalczanie celów powietrznych w ramach systemu obrony powietrznej i w ramach walki o powietrzną przewagę.

Każda z eskadr lotniczych ma dodatkową specjalizację: 3. eskadra lotnicza – prze- szkolenie personelu latającego na samolot F-16, 6. eskadra lotnicza – zwalczanie celów naziemnych, a 10. eskadra lotnicza przeznaczona jest dodatkowo do prowadzenia rozpoznania powietrznego [168].

Grupy Obsługi Technicznej zajmują się utrzymaniem sprzętu lotniczego, wy- konując na nim prace obsługowe, naprawcze i remontowe. Poprzez swoją działal- ność zabezpieczają tym samym procesy szkolenia lotniczego i działalność bojową ELT. Ponadto szkolą personel Służby Inżynieryjno-Lotniczej (SIL) do obsług samolotu F-16 [58]. Realizacją zadań przewidzianych w BLT dla GOT zajmują się podległe tej komórce organizacyjnej Eskadry Techniczne (ET) oraz Eskadry Ob- sługi (EO) [178].

Z punktu widzenia systemów utrzymania największe znaczenie odgrywają eskadry techniczne i eskadry obsługi. Są to te elementy struktur BLT, które mają bezpośredni związek z eksploatacją samolotów. Eskadry zazwyczaj dzielą się jeszcze na mniejsze elementy – nazywane kluczami [126].

(17)

Samoloty na wyposażeniu lotnictwa taktycznego

Zasadniczymi samolotami wojskowymi będącymi na wyposażeniu eskadr lotnictwa taktycznego w 1. Skrzydle Lotnictwa Taktycznego są samoloty Su-22 oraz MiG-29.

Su-22 jest eksportową wersją radzieckiego samolotu szturmowo-bombowego Su-17. Samolot używany był przez armie państw byłego Układu Warszawskiego.

W latach 80-tych XX wieku do Polski dotarło 110 tych samolotów w następują- cych wersjach: SU-22M4−90, SU-22UM3K−20 (wersja szkolno-bojowa). Su-22 wyposażony jest w silnik Lyulka AL-21F3 o ciągu 76,5 kN (ok. 110 kN z dopalaniem). Wyposażony jest w skrzydła o zmiennej geometrii. Dzięki mocy silnika oraz możliwości zmiany kąta skosu skrzydła jest w stanie przekraczać prędkość dźwięku. Maksymalna prędkość tych samolotów to 1850 km/h [145]. W 2017 roku w Siłach Powietrznych RP pozostało 18 egzemplarzy tego samolotu.

Wszystkie znajdują się w 21. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Świdwinie.

MiG-29 to naddźwiękowy samolot przeznaczony do walki powietrznej na bli- skich i średnich odległościach. Projekt samolotu powstał w 1972 roku w ZSRR.

Nowy odrzutowiec miał zastąpić starsze konstrukcje MiG-21 i MiG-23. Prototyp wniósł się w powietrze w 1977 roku, a do służby wszedł siedem lat później. Pierw- sze MiG-i w Polsce wystartowały w 1989 roku. Myśliwce MiG-29 przez lata były modernizowane i unowocześniane. Zmodernizowane samoloty wyposażone są m.in. w ciekłokrystaliczny ekran, nowoczesny system nawigacyjny współpracu- jący z wojskowym i cywilnym GPS-em oraz laserową platformę, dzięki której piloci określą swoje położenie w przestrzeni powietrznej [146]. W 2017 roku w Siłach Powietrznych RP znajdowało się 31 tego typu samolotów. Stacjonują one w 23. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Mińsku Mazowieckim oraz w 41. Eskadrze Lotnictwa Taktycznego w Malborku.

Fotografie samolotów Su-22 oraz MiG-29 będących na wyposażeniu 1. Skrzy- dła Lotnictwa Taktycznego, przedstawiono na rysunku 1.3.

Rys. 1.3. Fotografie samolotów Su-22 (po lewej) oraz MiG-29 (po prawej). Źródło: www.epwa.pl

(18)

18 Rozdział 1

Najnowocześniejszym samolotem lotnictwa taktycznego będącym na wyposa- żeniu Sił Powietrznych RP jest samolot F-16 Fighting Falcon „Jastrząb”. Fotogra- fię tego samolotu, z zamontowanymi zbiornikami konforemnymi i w okoliczno- ściowym malowaniu, zaprezentowano na rysunku 1.4.

Rys. 1.4. Widok samolotu F-16 block 52+ „Jastrząb” będącego na wyposażeniu Sił Powietrznych RP. Źródło: www.defence24.pl

Samolot wielozadaniowy F-16 został zaprojektowany przez amerykańską wy- twórnię General Dynamics i oblatany w 1974 roku. Od 1993 roku produkowany był przez Lockheed Corporation (obecnie Lockheed Martin). Od drugiej połowy lat 70-tych XX wieku, do końca roku 2016 wyprodukowano 4573 samolotów [154]. Samolot F-16 jest użytkowany przez siły powietrzne 26 krajów, w tym w Polsce (do której pierwsza para samolotów trafiła 8 listopada 2006 r.) [154, 168]. W 2017 roku, na świecie nadal eksploatowanych było 2 957 samolo- tów F-16 [154]. Od początku eksploatacji powstało kilkanaście wersji tego samolotu. Część z nich była poddawana wyłącznie testom, a tylko część weszła do produkcji seryjnej. Samoloty F-16 były sukcesywnie modernizowane. Jedną z naj- nowszych wersji tego samolotu jest F-16C/D Block 52 Advanced. Jest to zmody- fikowany samolot ostatniej wielkiej serii dla sił powietrznych Stanów Zjednoczo- nych, czyli Block 50/52.

Samolot F-16C/D Block 52+, będący na wyposażeniu Sił Powietrznych RP, jest jednosilnikowym samolotem wielozadaniowym, mogącym wykonywać zadania myśliwskie, szturmowe, rozpoznawcze oraz uderzeniowe na obiekty na- ziemne / nawodne daleko od linii frontu. Samolot F-16 zbudowany jest w ukła- dzie klasycznego średniopłata, z pojedynczym statecznikiem pionowym. Płato- wiec samolotu zaprojektowany i wykonany został zgodnie z zasadami tzw. „bez- piecznego uszkodzenia” (ang. fail-safe) na 8 tys. godzin lotu i nie ma ustalonego

(19)

ograniczenia okresu eksploatacji w latach kalendarzowych [80]. Dzięki zastosowaniu modułowej konstrukcji kadłuba, wykorzystaniu w maksymalnym stopniu stopów aluminium, zastosowaniu tych samych elementów konstrukcyjnych w różnych miejscach płatowca, a także zminimalizowanie liczby i różnorodności elementów złącznych (śruby, sworznie, nity) uzyskano optymalny stosunek masy płatowca do kosztów jego produkcji. Modułowa konstrukcja kadłuba zapewnia możliwość unowocześniania technologii produkcji, jak również możliwość przy- stosowania konstrukcji do nowych wymagań i rozwoju samolotu. Dzięki użyciu tych samych elementów konstrukcyjnych w różnych miejscach (np. klapolotka, statecznik poziomy, elementy podwozia) uzyskuje się nie tylko mniejsze koszty produkcji, ale również mniejsze koszty eksploatacji (mniej części wymiennych, mniejsze koszty logistyczne) [154].

Najistotniejszymi elementami wyposażenia samolotu F-16 Block 52+ są:

− wielofunkcyjny radar,

− zasobnik celowniczy PANTERA służący do wykrywania celów naziemnych i naprowadzania uzbrojenia,

− zasobniki rozpoznawcze firmy Goodrich,

− hełmy zintegrowane z systemem celowania nahełmowego,

− paliwowe zbiorniki konforemne,

− zintegrowany system walki elektronicznej którego elementami są urządze- nia wykrywające.

Wraz z samolotami dostarczane są różne typy uzbrojenia klasy powietrze-powietrze, powietrze-ziemia, bomby kierowane, zasobniki szybujące dużego za- sięgu, taktyczne pociski manewrujące o obniżonej wykrywalności oraz bomby klasyczne różnych wagomiarów.

Siły Powietrzne RP wyposażono w 36 jednomiejscowych samolotów bojowych F-16C i 12 dwumiejscowych samolotów szkolno-bojowych F-16D. Do 2017 roku samoloty F-16 w Polsce „wylatały” ponad 60 tysięcy godzin, osiągając maksymalny nalot roczny na poziomie 8 tysięcy godzin.

W tabelach 1.1 – 1.3 przedstawiono podstawowe dane techniczne oraz lotne samolotu F-16 Block 52+ z podziałem na dane geometryczne (tab. 1.1), masowe (tab. 1.2) oraz lotno-taktyczne (tab. 1.3).

Tabela 1.1 Podstawowe dane geometryczne samolotów F-16C/D

Parametr Wymiar w sto-

pach [ft]

Wymiar w [m]

Długość samolotu (z rurką Pitota) 49,3 15,0

Rozpiętość (bez rakiet na końcach skrzydeł) 31,0 9,5

Rozpiętość (z rakietami AIM-120C na końcach skrzydeł) 33,1 10,1

Wysokość 16,7 5,1

Rozstaw kół 7,8 2,4

Baza podwozia 13,1 4,0

Źródło: opracowanie własne na podstawie [185]

(20)

20 Rozdział 1

Tabela 1.2 Podstawowe dane masowe samolotów F-16C/D

Parametr Wersja samolotu

F-16C F-16D

Masa samolotu pustego (z pilotem, olejami, wyrzut- niami pocisków rakietowych na końcach skrzydeł)

20400 lb (ok. 9250 kg)

21600 lb (ok. 9795 kg) Masa paliwa w zbiornikach wewnętrznych 7116 lb

(ok. 3230 kg)

5874 lb (ok. 2665 kg) Normalna masa startowa

(bez podwieszeń zewnętrznych)

27520 lb (ok. 12480 kg)

27475 lb (ok. 12460 kg)

Maksymalna masa startowa 48000 lb

(ok. 21770 kg) Masa podkadłubowego zbiornika paliwowego

300 gal. (masa zbiornika, belki i paliwa)

2430 lb (ok. 1100 kg) Masa podskrzydłowego zbiornika paliwowego

370 gal. (masa zbiornika, belki i paliwa)

3047 lb (ok. 1380 kg)

Maksymalna masa podwieszeń 21900 lb

(ok. 9940 kg) Źródło: opracowanie własne na podstawie [185]

Tabela 1.3 Podstawowe dane lotno-taktyczne samolotów F-16C/D

Parametr Wartość

Maksymalna liczba Macha 2,05

Prędkość maksymalna na poziomie morza ok. 1 500 km/h

Prędkość wznoszenia (maksymalna) 340 m/s

Pułap praktyczny 15 200 m

Dopuszczalne przeciążenia normalne od +9 do –3,2

Rozbieg 400 m

Dobieg 850 m

Zasięg maksymalny 3 650 km

Taktyczny promień działania ok. 550 km

Długotrwałość lotu (bez tankowania w locie) ok. 4 godz.

Geneza rozprawy

Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych (USAF) dzielą wypadki lotnicze na 4 klasy. Zgodnie z wydaną w 2017 roku instrukcją badania wypadków lotniczych (AFI91-204 Safety Investigations and Reports) [2, 147] wypadki zostały sklasy- fikowane według bezpośrednich kosztów wypadku (stanowiących sumę wartości samolotu, jego ewentualnej naprawy i ewentualnych kosztów odnowy środowi- ska) oraz dotkliwości (skutków) odniesionych przez personel urazów. Zestawie-

(21)

nie poszczególnych klas wypadków przedstawiono w tabeli 1.4. Wypadek zakwa- lifikowany do danej klasy musi spełniać co najmniej jedno z kryteriów przedstawionych w tabeli 1.4.

Tabela 1.4 Zestawienie wskazań do kwantyfikacji wypadków i poszczególnych ich klas wg USAF Klasa wy-

padku

Kryteria kwantyfikacji wypadków Bezpośredni koszt

wypadku w [$]

Skutki dla personelu

Skutki dla samolotu

Skutki dla realizacji zadań A 2 mln lub więcej Ofiara śmiertelna lub

trwałe kalectwo

Utrata samolotu

Trwała utrata zdolności do realizacji zadań

B 500 tys. – 2 mln

Trwałe częściowe kalectwo lub leczenie szpitalne trzech lub

więcej osób

Uszkodzony, na- prawa / remont w zakładzie remon-

towym

Trwałe zmniejszenie zdolności do realizacji podstawowych oraz do- datkowych zadań lub całkowita utrata zdolno-

ści realizacji zadań do- datkowych

C 50 tys. – 500 tys.

Jakikolwiek uraz lub choroba powodujące

co najmniej jedno- dniową nieobecność w

pracy lub wymusza- jące zmianę zawodu

Uszkodzony, na- prawa w bazie

lotniczej

Trwała utrata lub zmniejszenia zdolności do realizacji zadań niż- szego stopnia ważności

D 20 tys. – 50 tys.

Jakikolwiek uraz lub choroba charakteryzo- wane w ramach tego kryterium w inny spo- sób niż dla klas wy-

padków A, B lub C

Bez wpływu Bez wpływu

W latach 1979-2017 doszło do 608 wypadków klasy A z udziałem samolotów F-16. Dane pokazane na rysunku 1.5 wskazują charakterystyki samolotów F-16 wycofanych na świecie z eksploatacji wskutek wypadków powodujących ich utratę. Przedstawiono liczby utraconych samolotów w kolejnych latach kalendarzowych (wykres słupkowy) oraz odpowiadające im wartości współczynników strat samolotów stanowiące procentowe udziały liczb samolotów utraconych w odniesieniu do liczebności całej floty samolotów F-16 eksploatowanych na świecie w danym roku kalendarzowym (wykres liniowy). Dla przykładu, w roku 1979 utracono 2 samoloty, a wyznaczony współczynnik strat wyniósł 2%. Zwią- zane to było z faktem, iż w roku 1979 na świecie eksploatowano 100 samolotów F-16. W 1991 utracono 36 samolotów, ale współczynnik strat kształtował się na poziomie 1,29%, gdyż flota F-16 eksploatowanych na świecie liczyła już 2791 samolotów.

(22)

22 Rozdział 1

Rys. 1.5. Ilustracja ilościowych charakterystyk wypadków klasy A samolotów F-16 obejmująca lata 1978-2017 [154]

Na rysunku 1.6. przedstawiono liczbę samolotów F-16 straconych w wyniku awarii lub katastrofy dla poszczególnych jego użytkowników.

Rys. 1.6. Ilustracja graficzna zmian liczby straconych samolotów F-16 u ich wybranych użytkow- ników [154]

Dwa główne czynniki determinują liczbę samolotów straconych w trakcie procesu eksploatacji i działań operacyjnych. Pierwszy z nich to rozmiar floty samo- lotów. Im więcej samolotów będących na wyposażeniu sił powietrznych tym sta- tystycznie więcej samolotów może zostać straconych. Drugi czynnik to czas eksploatacji. Im dłużej samolot jest eksploatowany w danych siłach powietrznych, tym dłuższy okres zbierania danych i tym większa liczba całkowita straconych samolotów.

0 2 5

12 1921

16 19

23 19

2627

18 36

3133

2323

11 20192020

141615 10

5 21

12 8 8 7

6 5 9

6 12

7 4

0 0,5 1 1,5 2 2,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Liczba wycofanych samolotów F-16 Współczynnik strat samolotów w [%]

349

37 34 30 30 18 18

15 11 10 9 8 7 6 6

3 3 3

2 2 2

1 1 1 1 1

10 100 1000

(23)

Dla przykładu Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych jako operator najwięk- szej liczby (1200 egzemplarzy samolotów F-16, w chwili pisania rozprawy) stracił największą liczbę samolotów, czyli 349. USAF nie tylko ma największą flotę ak- tywnych samolotów (50% wszystkich samolotów F-16 na świecie jest eksploatowanych przez USAF), lecz również jako pierwszy rozpoczął w roku 1979 eksplo- atację samolotów F-16. Do pozostałych państw, które najdłużej, bo od początku lat 80-tych, eksploatują samoloty F-16 należą: Holandia, Belgia, Izrael, Turcja, Egipt, Norwegia, Korea Płd., Grecja i Dania. Siły Powietrzne Holandii oraz Belgii straciły największą liczbę samolotów – odpowiednio 37 i 34. Holandia rozpoczęła działania operacyjne na samolotach F-16 w 1979 roku i większość z samolotów straciła właśnie w tym okresie. Na uwagę zasługuje przykład Włoskich Sił Po- wietrznych, które leasingowały 34 samoloty F-16A/B, ale straciły aż 6 samolo- tów. W chwili pisania rozprawy Polska i Chile nie odnotowały strat samolotów F-16. Analiza danych statystycznych pokazuje jednak, że możliwość wystąpienia wypadku lotniczego jest największa w początkowym okresie eksploatacji i rośnie wraz ze wzrostem wykorzystanego resursu kalendarzowego i technicznego.

Średnioroczny (za lata 1978-2017) współczynnik strat dla całej floty samolo- tów F-16 na świecie wynosi 0,33%, a to oznacza, że średnio 15 samolotów F-16 jest wycofywanych z eksploatacji z powodu wypadków. Prezentowane dane nie obejmują takich krajów jak Egipt oraz Izrael, które nie dostarczają szczegółowych danych, lub dane te nie są kompletne. To jak kształtuje się, w dotychczasowej eksploatacji, roczny współczynnik strat samolotów F-16 w odniesieniu do ich użytkowników, przedstawia rysunek 1.7. Współczynnik ten obliczany jest jako stosunek współczynnika strat samolotów F-16 danego użytkownika i liczonego w latach czasu eksploatacji samolotów F-16 w danym kraju. Współczynnik strat obliczany jest jako procent całkowitej liczby samolotów F-16 dostarczonych do danego użytkownika.

Po analizie danych z rysunku 1.7 można zauważyć bardzo ciekawy fakt, a mia- nowicie, że wieloletni użytkownicy samolotów F-16 mają współczynnik strat po- wyżej średniej, podczas gdy u użytkowników, którzy od niedawna eksploatują samoloty F-16 współczynnik ten jest poniżej średniej (0,33%). Przyczyną takiego stanu rzeczy może być fakt, iż użytkownicy, którzy jako pierwsi wprowadzili do użytkowania samoloty F-16 (USA, Belgia, Dania, Holandia, Norwegia), w po- czątkowym okresie eksploatacji musieli dostosować system użytkowania, oraz utrzymania do wymagań nowego typu samolotów. Ponadto użytkownicy ci zmu- szeni byli do borykania się z problemami tzw. wieku dziecięcego nowych konstrukcji, podczas gdy kolejni użytkownicy otrzymywali już wersje samolotów zmodernizowane oraz ulepszone na bazie wieloletnich doświadczeń z eksploatacji tych samolotów.

(24)

24 Rozdział 1

Rys. 1.7. Ilustracja graficzna zmian rocznego współczynnika strat samolotów F-16 u ich wybranych użytkowników [154]

Na rysunku 1.8 przedstawiono natomiast zależność pomiędzy “wiekiem” pła- towca a liczbą wypadków samolotów F-16. Dane na wykresie przedstawiają liczbę straconych samolotów F-16 w funkcji wykorzystanego resursu kalendarzowego (wieku) płatowca oraz skumulowany rozkład straconych samolotów. Dla przykładu liczba wypadków samolotów F-16 w „wieku” do dwóch lat wynosi 13,51% samolotów całej floty F-16 na świecie.

Rys. 1.8. Ilustracja graficzna liczby straconych samolotów F-16 w odniesieniu do „wieku” samolo- tów [154]

Dla większości produktów technicznych wykres liczby uszkodzeń w funkcji wieku produktu przedstawia krzywą „wannową”. Wysoki wskaźnik liczby uszko- dzeń w początkowym okresie eksploatacji, niski w środkowym okresie i ponow- nie wysoki w okresie „starzenia się” produktu. Na przedstawionym na rysunku 1.8

1,85

1,26

0,660,57 0,56 0,520,46

0,37 0,37 0,36 0,36 0,35 0,35 0,35 0,3 0,3

0,22 0,22 0,21 0,2 0,2 0,17 0,17 0,15 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

Roczny współczynnik strat samolotów dla poszczególnych krajów w [%] floty samolotów F-16 na świecie Roczny współczynnik strat samolotów w [%] całej floty samolotów F-16 na świecie

25 57 58

42 37

52

38

22 322931

2624

17 14

108 13

7 7 5 8 7 7 6 4 3 3 6

2 3 2 0 2

0 0 0 0 0 0 0 0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40 50 60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Liczba straconych samolotów F-16 Liczba straconych samolotów w stosunku do całej floty [%]

(25)

wykresie można zauważyć tylko część krzywej „wannowej”. Wskaźnik strat jest wysoki w trakcie pierwszych pięciu lat eksploatacji, a następnie zmniejsza się.

Powodem, dla którego na rysunku 1.8 nie zauważa się wzrostu liczby straconych samolotów F-16 wraz ze wzrostem „wieku” płatowca może być fakt, iż sta- rzejące się samoloty poddawane są kompleksowym przeglądom i monitorowane na bieżąco (np. w ramach programu ASIP – Aircraft Structure Integrity Program – program monitorowania integralności struktury płatowca). Ponadto większość użytkowników samolotów F-16 wycofuje je z eksploatacji przed końcem resursu kalendarzowego. Dodatkowo większość „starszych” płatowców samolotów F-16 przeszło program modernizacji i przedłużenia resursu (Service life extension program, Mid-life Update, Operation Capabilities Upgrade lub Falcon-Up czy Falcon Star). Realizacja tych programów umożliwia przywrócenie tzw. zdatności począt- kowej samolotu, która pozwala wyjaśnić brak krzywej wznoszącej na wykresie wannowym.

Wskaźnikiem charakteryzującym poziom bezpieczeństwa i wykorzystywa- nym w lotnictwie wojskowym jest współczynnik wypadkowości rozumiany jako liczba wypadków w przeliczeniu na 100 tys. godzin lotu. Ze względu na brak danych statystycznym dotyczących całej floty F-16 na świecie, odniesiono się jedy- nie do danych prezentowanych przez USAF, czyli użytkownika największej liczby, bo 2256 samolotów F-16. I tak, na podstawie danych z U.S. Air Force Sa- fety Agency (AFSA), przeanalizowano wszystkie wypadki klasy A w USAF z udziałem samolotów F-16 w latach 1975-1993. W tym czasie, przez okres 19 lat, zanotowano 190 wypadków z udziałem 204 samolotów F-16. Współczynnik wy- padkowości za ten okres wyniósł 5,09 na 100 tys. godzin lotu (flight hours) i był ponad dwukrotnie wyższy niż w całej flocie Sił Powietrznych Stanów Zjednoczo- nych. Dane te wskazują również, iż uszkodzenie silników było podstawową przy- czyną wypadków (35%), a zderzenie z ziemią kolejną najczęstszą (24%). Ofiary śmiertelne pojawiły się jako skutek 27% wypadków [167].

W tabeli 1.5 za [172] przestawiono dane statystyczne dotyczące wypadków z udziałem samolotów F-16 z lat 1999-2005 w USAF. Analizy tych danych wska- zują, iż od 18% do 54% całkowitej liczby wypadków samolotów F-16 w latach 1999-2005 spowodowanych było uszkodzeniem ich silnika. Wszystkie wypadki klasy A związane z uszkodzeniem silników zakończyły się całkowitym zniszcze- niem samolotu. Przyczyną takiego stanu rzeczy, jest oczywiście fakt, iż samolot F-16 wyposażony jest tylko w jeden silnik, a możliwość kontynuowania lotu w sytuacji uszkodzenia silnika jest bardzo utrudniona i ogranicza się z reguły do kilku minut pracy awaryjnych źródeł zasilania elektrycznego oraz hydraulicznego.

Z zamieszczonych zestawień danych źródłowych oraz ich analiz wynika, iż w dotychczasowej eksploatacji samolotów F-16 nie było roku, aby nie doszło do wypadku i utraty samolotu. Niestety brak jest w oficjalnych zestawieniach danych dotyczących bezpośrednich oraz źródłowych przyczyn zaistniałych wypadków.

(26)

26 Rozdział 1

Tabela 1.5 Zestawienie danych statystycznych Agencji Bezpieczeństwa Lotów Sił Powietrznych Stanów

Zjednoczonych dotyczących wypadków z udziałem samolotów F-16 w latach 1999-2005

Rok podatkowy

Liczba wypadków samolotów F-16 klasy A

Wypadki klasy A związane z uszkodzeniem silnika

Samoloty F-16 utracone w związku z uszkodzeniem

silnika Liczba

wypadków

Procent wypadków

Liczba samolotów

Procent wypadków

FY99 18 9 50% 9 100%

FY00 9 3 33% 3 100%

FY01 13 7 54% 7 100%

FY02 7 2 29% 2 100%

FY03 11 2 18% 2 100%

FY04 2 0 0% 0 0%

FY05 5 2 40% 2 100%

Razem 65 25 38% 25 100%

Na podstawie biuletynów bezpieczeństwa publikowanych przez USAF można wywnioskować, iż część z nich związana była z niezdatnościami samolotów.

W odnotowanych przypadkach była ona konsekwencją błędów lub pomyłek personelu technicznego bezpośrednio zajmującego się obsługą samolotów. Inne do- tyczyły przedwczesnego zużycia komponentów samolotów, które nie zostały wła- ściwie zdiagnozowane w trakcie prac obsługowych lub remontowych. Można więc przypuszczać, iż część z wypadków ma swoje źródło w systemie utrzymania samolotów wielozadaniowych F-16.

Analiza przedstawionych danych wskazuje jednoznacznie na wpływ procesów realizowanych w ramach systemu utrzymania na „wypadkowość” samolotów F-16.

Istnieje więc konieczność poszukiwania źródeł zagrożeń związanych z użyt- kowaniem samolotów wielozadaniowych F-16 w procesach zachodzących w do- menach systemu ich utrzymania.

(27)

2.1. WPROWADZENIE

Współczesny samolot wojskowy, stanowi swoistą hybrydę bardzo zaawanso- wanych rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i organizacyjnych [198].

Implementacja nowych technologii wymusiła zmianę mentalności personelu

„współpracującego" z samolotem F-16. Nowoczesne technologie stawiają ponad- przeciętne wymagania dla całego personelu systemu utrzymania. Samolot F-16 należy traktować nie jako pojedynczy samolot, ale jako system walki powietrznej.

W związku z tym koniecznym było zastosowanie systemowego podejścia do jego eksploatacji na wielu płaszczyznach. Ze względu na specyfikę samolotu wielozadaniowego, jego eksploatacja może odbywać się tylko w ramach określonego systemu, który zapewnia warunki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania samolotu. System ten określany jest mianem Systemu Lotniczego (SL) i obejmuje swoim zasięgiem samolot, osoby uczestniczące w procesie eksploatacji oraz urzą- dzenia stanowiące elementy systemu zapewniające zabezpieczenie ciągłości procesu eksploatacji (w sensie funkcjonalnym) [85]. Przykład schematu ideowego takiego systemu przedstawiono na rysunku 2.1.

Rys. 2.1. System Lotniczy. Opracowanie własne na podstawie [86]

Podstawowym celem eksploatacji samolotów wojskowych w warunkach pokoju jest utrzymanie, zarówno sprzętu technicznego, jak i personelu, na odpo- wiednim poziomie niezawodności i wyszkolenia, w celu zapewnienia wysokiej skuteczności działania w warunkach konfliktu zbrojnego [198].

(28)

28 System utrzymania samolotów lotnictwa taktycznego

Obszarem rozważań w pracy jest system utrzymania traktowany jako wyróż- niona przestrzeni zainteresowań składająca się z trzech elementów – środowiska, ludzi i techniki, w związku z którymi osobno lub w ich różnych kombinacjach mogą pojawiać się źródła zagrożeń.

Celem rozdziału jest wprowadzenie w problematykę systemu utrzymania sa- molotów lotnictwa taktycznego. Wymaga to wyjaśnienia kilku kluczowych pojęć związanych z tym systemem, które zostaną przedstawione w kolejnym podroz- dziale. Należą do nich: eksploatacja, złożony obiekt techniczny, eksploatacja obiektów technicznych, statek powietrzny, samolot, utrzymanie techniczne samo- lotów oraz obsługa techniczna.

2.2. KOMPENDIUM WYBRANYCH POJĘĆ Pojęcie eksploatacji

W literaturze pojawiło się bardzo wiele definicji eksploatacji oraz ich interpre- tacji. Niektóre z nich przedstawiono w załączniku nr Z1.

W pracy używana będzie definicja przedstawiona w PN-82/N-0400: Eksploa- tacja jest to zespół celowych działań́ organizacyjno-technicznych i ekonomicznych ludzi z obiektem technicznym oraz wzajemne relacje, występujące między nimi od chwili przyjęcia obiektu do wykorzystania zgodnie z przeznaczeniem aż̇

do chwili likwidacji [110].

Eksploatacja obiektów technicznych

Eksploatacja interesuje się całym procesem istnienia obiektów technicznych, począwszy od koncepcji ich powstania i projektowania, poprzez konstruowanie, wytwarzanie i użytkowanie aż do likwidacji i utylizacji po wykorzystaniu [102].

Eksploatacja obiektu technicznego określana jest jako zespół celowych działań organizacyjno-technicznych i ekonomicznych ludzi związanych z obiektem technicznym oraz wzajemne relacje występujące w trakcie całego tzw. „cyklu życia”

obiektu (ang. life cycle) [86].

Fazy „cyklu życia” obiektu technicznego przedstawiono schematycznie na rysunku 2.2.

W procesie eksploatacji wyodrębnia się cztery rodzaje działań: użytkowanie, utrzymanie, zasilanie, zarządzanie [132].

Działania te obejmują:

− w zakresie użytkowania: dobór i rozmieszczenie środków trwałych oraz ich wykorzystanie,

− w zakresie utrzymania: ocenę stanu technicznego (bezpośrednią i diagno- styczną), obsługę techniczną i naprawę środków trwałych,

− w zakresie zasilania: zasilanie w części wymienne i inne materiały eksploatacyjne, w płyny eksploatacyjne oraz w energię elektryczną i cieplną.

(29)

Rys. 2.2. Fazy „cyklu życia” obiektu technicznego. Opracowanie własne na podstawie [86]

Rodzaje działań realizowanych w procesie eksploatacji przedstawiono schematycznie na rysunku 2.3.

Rys. 2.3. Rodzaje działań w procesie eksploatacji. Opracowanie własne na podstawie [86]

W dynamicznym systemie utrzymania obiektów technicznych podstawowymi operacjami są: diagnozowanie, prognozowanie i genezowanie. Procesy te mogą być realizowane różnymi metodami [132].

Ze względu na charakter działań, utrzymanie obiektów technicznych może być utrzymaniem technicznym lub utrzymaniem organizacyjnym.

Utrzymanie techniczne (ang. maintenance) możemy określić jako zespół wszystkich czynności technicznych i organizacyjnych, włącznie z czynnościami nadzoru, mających na celu utrzymanie lub przywrócenie takiego stanu obiektu, w którym może on wypełniać wymagane funkcje [200].

(30)

Obsługa techniczna to wykonywanie prac (zadań) ułożonych w pewien system, z zamiarem przeprowadzenia ich tak, aby przywrócić zarówno jakościowo jak i ilościowo wymagany poziom charakterystyk, które mogą pogarszać się podczas systemowo prowadzonego użytkowania, naruszając poziom bezpieczeństwa [121].

Złożony obiekt techniczny (ang. complex) to urządzenie w skład, którego wchodzą elementy składowe (podsystemy, zespoły, instalacje, agregaty itp.).

Przykład samolotu wielozadaniowego jako złożonego obiektu technicznego przedstawiono na rysunku 2.4.

Rys. 2.4. Przykład samolotu wielozadaniowego jako złożonego obiektu technicznego. Opracowa- nie własne na podstawie [121]

Na rysunku 2.5 przedstawiono przykładową klasyfikację statków powietrznych.

Rys. 2.5. Przykładowa klasyfikacja statków powietrznych. Opracowanie własne na podstawie [121]

SAMOLOT WIELOZADANIOWY

System 1 System 2 System awioniki System n

Złożony obiekt techniczny (Samolot)

SYSTEM

System nawigacji

System sterowania samolotem

System

łączności System

radiolokacji PODSYSTEM

Radiowysokościomierz Stacja radiolokacyjna

Zintegrowany wyświetlacz

wielofunkcyjny WYPOSAŻENIE

ANTENA NADAJNIK

/ODBIORNIK WYŚWIETLACZ PROCESOR ANTENA NADAJNIK /ODBIORNIK

MODUŁY WYMIENNE WYPOSAŻENIA

STATKI POWIETRZNE

Samolot jednosilnikowy Samolot biznesowy

Duży samolot transportowy

Śmigłowiec

Wiatrakowiec Szybowiec Balon

Sterowiec Lotnia

Liczba regulacji zależy od stopnia skomplikowania konstrukcji

(31)

Statek powietrzny (ang. aircraft) to wg [121] każde urządzenie, które może uzyskiwać nośność w atmosferze z oddziaływań powietrza, innych niż pocho- dzące z oddziaływań powietrza na powierzchnię ziemi.

Samolot (ang. aeroplane) to wg [122] wyposażony w napęd statek powietrzny cięższy od powietrza, uzyskujący siłę nośną w locie przede wszystkim na skutek sił aerodynamicznych występujących na jego powierzchniach, pozostających w stałym położeniu w danych warunkach lotu.

2.3. SYSTEM EKSPLOATACJI SAMOLOTÓW WOJSKOWYCH

Samolot wojskowy eksploatowany jest w określonym systemie eksploatacji, w którym przebiegają określone procesy wynikające z oddziaływania człowieka (zarządzanie eksploatacją), otoczenia lub sił przyrody [198].

System wg autora pracy [13] to byt przejawiający istnienie przez synergiczne współdziałanie swych części.

System eksploatacji samolotów wojskowych jest zbiorem zasobów ludzkich i technicznych oraz zasad normatywno-prawnych powiązanych wzajemnymi za- leżnościami warunkującymi realizację procesów eksploatacji dotyczących stat- ków powietrznych. Schematycznie system eksploatacji przedstawiono na rysunku 2.6.

Rys. 2.6. System eksploatacji. Opracowanie własne na podstawie [86]

(32)

Eksploatacja samolotów wojskowych w praktyce oznacza realizację kolejnych programów eksploatacji.

Program eksploatacji jest zbiorem czynności wykonywanych przez operatora (pilota, nawigatora, personel systemu utrzymania, itp.) w trakcie eksploatacji samolotu wojskowego.

Eksploatacja samolotów wojskowych obejmuje określone rodzaje obsług (np. obsługę przed lotem, nazywaną przedlotową, obsługę po zakończeniu lotu nazywaną polotową), diagnostykę, naprawę oraz wiele zadań wykonywanych w locie (np. lot do strefy, lot rozpoznawczy, lot na strzelanie itp.).

Ogólnie system eksploatacji samolotów wojskowych można przedstawić jak na rysunku 2.6, tj. w postaci schematu prezentującego zbiór operacji wykonywa- nych w powietrzu (ang. flight operations) oraz czynności utrzymania wykonywa- nych na ziemi lub w powietrzu (ang. maintenance operations).

Rys. 2.7. System eksploatacji samolotów wojskowych. Opracowanie własne

2.4. SYSTEM UTRZYMANIA SAMOLOTÓW LOTNICTWA TAKTYCZNEGO System lotnictwa taktycznego

System Lotnictwa Taktycznego, za autorami pracy [6], można przedstawić w postaci modelu systemu technicznego (rys. 2.8).

W modelu tym poziom 3 stanowią Systemy Eksploatacji Samolotów Lotnic- twa Taktycznego (SESLT). Użytkowanie obiektów technicznych odbywa się w tzw. Systemie Użytkowania Samolotów Lotnictwa Taktycznego (SUżSLT), a utrzymywanie w tak zwanym Systemie Utrzymywania Samolotów Lotnictwa Taktycznego (SUtSLT). Głównym zadaniem SUtSLT jest utrzymywanie (pod- trzymywanie, zapewnianie) zdatności samolotu (technicznej, do lotu) na potrzeby SUżSLT. Warunkiem podstawowym użytkowania jest status zdatności technicznej samolotu, a po uzupełnieniu w paliwo, tlen, azot, dane nawigacyjne itp. podczas przygotowania przedstartowego, samolot uzyskuje status „zdatności samolotu do lotu” [86].

Operacje lotnicze Czynności utrzymania

(33)

Rys. 2.8. Model Systemu Lotnictwa Taktycznego [6]

Samolot może być elementem SUżSLT lub SUtSLT w zależności od jego stanu niezawodnościowego, a przebieg zmienności stanu niezawodnościowego opisuje proces eksploatacji [6]. Personel latający wraz z samolotami funkcjonują- cymi w Grupach Działań Lotniczych GDL/Eskadrach Lotniczych ELT stanowi

(34)

SUżSLT. Natomiast SUtSLT stanowi zbiór takich elementów jak: personel systemu utrzymania (technicy Grup Obsługi Technicznej (GOT), Eskadr Technicz- nych (ET), Eskadr Obsługi (EO)), obiekt techniczny – przedmiot utrzymania (samoloty), urządzenia diagnostyczne, narzędzia, materiały eksploatacyjne, elementy wymienne, infrastruktura [58].

W oparciu o tak skonstruowany model możliwe jest sformułowanie pojęcia Systemu Lotnictwa Taktycznego SLTkt jako: byt militarny stanowiący syner- giczny zbiór elementów hierarchicznej struktury organizacyjnej, personelu oso- bowego oraz samolotów lotnictwa taktycznego, jako złożonych obiektów technicznych uczestniczących w procesie eksploatacji.

System utrzymania samolotów wojskowych produkcji radzieckiej

System utrzymania samolotów produkcji radzieckiej oparty był na filozofii prowadzenia konfliktów zbrojnych. Zakładała ona, iż będzie on intensywny i krótkotrwały.

W systemie utrzymania samolotów produkcji radzieckiej główny nacisk poło- żono na częste wykonywanie obsług technicznych oraz realizację obsług profilak- tycznych wymaganych krótkimi okresami międzyremontowymi agregatów zabudowanych w samolocie. W związku z niską jakością produkowanych komponen- tów samolot wymaga przeprowadzania częstych przeglądów, sprawdzeń oraz realizacji czynności serwisowych takich jak smarowania, regulacje itp. Konsekwen- cją tego jest potrzeba zaangażowania większej liczby personelu technicznego oraz roboczogodzin na przeprowadzanie niezbędnych czynności obsługowych. Więk- szość specjalistycznych prac przeprowadzanych jest w zakładach remontowych oraz Wojskowych Zakładach Lotniczych. System utrzymania bazuje na dostar- czaniu dużej liczby części wymiennych oraz agregatów, które podlegają wymianie po wykorzystaniu krótkiego resursu kalendarzowego lub godzinowego, ewen- tualnie po wystąpieniu niezdatności. W związku z potrzebą szybkiego przywró- cenia samolotu do lotu, preferuje się wymianę zamiast naprawę jego komponen- tów. Takie podejście upraszcza również proces planowania długoterminowego.

Celem utrzymania wysokiej niezawodności samolotów główne komponenty sa- molotów, silniki oraz płatowiec, poddawane są częstym remontom. System ten różni się więc znacząco od systemu eksploatacji wg stanu technicznego, który bazuje na utrzymywaniu komponentów pracujących zgodnie z wymaganiami tech- nicznymi zabudowanych w samolocie oraz przeprowadzaniu remontu tylko w sy- tuacjach tego wymagających. Pozytywnym aspektem takiego systemu jest fakt, iż rzadko dochodzi do sytuacji, w której niezdatność elementu samolotu pojawia się nieoczekiwanie i możliwe jest utrzymywanie wysokiej gotowości operacyjnej samolotów wojskowych. W ramach takiego systemu realizuje się następujące czynności obsługowe:

− przeglądy bieżące

− przeglądy okresowe

(35)

− naprawy bieżące (wymiany, regulacje)

− remont średni

− remont główny

Czynności takie jak smarowanie, uzupełnianie płynów eksploatacyjnych realizowane są wg cyklu kalendarzowego, najczęściej w cyklach miesięcznych lub dwumiesięcznych. Remont średni obejmuje wymianę ograniczonej liczby zasadniczych komponentów samolotu, które następnie poddawane są remontom (o ile mają jeszcze zapas resursu całkowitego) lub wybrakowywane. Remont główny obejmuje kompleksową naprawę samolotu (silnika) oraz wszystkich zasadniczych jego komponentów. Remont ten realizowany jest w zakładach lotniczych i za- wiera obszerne i szczegółowe sprawdzenie wszystkich systemów samolotu.

Większość głównych elementów samolotów ma narzucony przez producenta mię- dzyremontowy oraz całkowity resurs kalendarzowy i techniczny. Resurs kalendarzowy wyrażony jest w latach eksploatacji, natomiast resurs technicznych pła- towca w godzinach lotu. Na podstawie doświadczeń z eksploatacji, średniego czasu pomiędzy niezdatnościami, możliwe jest przedłużenie resursu realizowane we współpracy z Instytutem Technicznym Wojsk Lotniczych oraz Wojskowymi Zakładami Lotniczymi. Cechą charakterystyczną jest różny resurs całkowity pła- towca i silnika. Podczas, gdy płatowiec może być poddany np. pięciu i więcej remontom, to silnik z kolei dwóm lub trzem. Sytuacja ta wymusza posiadanie spo- rej liczby silników zapasowych. Resurs techniczny silnika liczony jest w godzinach pracy na zakresie pracy bez dopalania oraz z dopalaniem.

System utrzymania samolotów Su-22 lub MiG-29 oparty jest na strategii eksploatacji statków powietrznych z planowanymi pracami profilaktycznymi. W tym systemie podstawą eksploatacji jest resurs lub zapas resursu samolotu [117]. Wy- różnikiem, według którego wykonuje się określony rodzaj obsługi jest ilość pracy (nalot) samolotu. W procesie eksploatacji wg planowej profilaktyki jednym ze stanów eksploatacyjnych jest stan pośredniej zdatności. W stanie tym samolot jest przeważnie zdatny, ale utracił zdolność do wykonywania lotów z uwagi na wy- pracowanie resursu technicznego. W takiej sytuacji samolot powinien być wyco- fany z eksploatacji lub poddany badaniom w celu ustalenia nowego resursu technicznego.

Personel służby inżynieryjno-lotniczej jest zorganizowany w struktury bazu- jące na doświadczeniach z eksploatacji samolotów produkcji radzieckiej. Główne jego założenia przedstawiono schematycznie na rysunku 2.10 i są to:

− podział personelu służby inżynieryjno-lotniczej (SIL) na 4 specjalności;

− dwupoziomowy system obsługowy;

− dokumentowanie procesu obsługowo-remontowego zgodnie z przepisami

„Instrukcji Służby Inżynieryjno-Lotniczej”.