Uszkodzenie ciała obcego - Foreign object damage

Uszkodzenie przez ciała obce łopatek sprężarki silnika turbowałowego Honeywell LTS101 na Bell 222 , spowodowane przez małą śrubę, która przeszła przez ochronny ekran wlotowy
System odchylania FOD na PT6T zainstalowany na Bell 412 . Powietrze wchodzi z prawego górnego rogu, a czyste powietrze podąża zakrzywioną rampą w dół do wlotu sprężarki (również osłoniętego ekranem). Wszelkie zassane szczątki będą miały na tyle rozpędu, że nie zrobią tak ostrego zakrętu i uderzą w ekran w lewym górnym rogu i zostaną wyniesione w lewo, wyrzucając je za burtę.
Potencjalne szczątki ciał obcych (w tym przypadku sowa Scops ) znalezione w otworze koła F/A-18 Hornet na amerykańskim lotniskowcu

W lotnictwie i kosmonautyce uszkodzenie obiektami obcymi (FOD) to każda cząsteczka lub substancja obca statkowi powietrznemu lub systemowi, która może potencjalnie spowodować uszkodzenie.

Zewnętrzne zagrożenia FOD obejmują zderzenia ptaków, grad, lód, burze piaskowe, chmury popiołu lub obiekty pozostawione na pasie startowym. Wewnętrzne zagrożenia FOD obejmują przedmioty pozostawione w kokpicie, które zakłócają bezpieczeństwo lotu poprzez zaplątanie się w kable sterujące, zakleszczenie ruchomych części lub zwarcie połączeń elektrycznych.

Termin FOD jest używany do opisania zarówno samych ciał obcych, jak i wszelkich przypisywanych im uszkodzeń.

Przykłady

FOD może być wewnętrzny lub zewnętrzny.

Wewnętrzne FOD to uszkodzenia lub zagrożenia spowodowane przez ciała obce wewnątrz samolotu. Na przykład FOD w kokpicie to sytuacja, w której jakiś przedmiot luzuje się w kokpicie i zacina się lub ogranicza działanie elementów sterujących. Narzędzie FOD stanowi poważne zagrożenie spowodowane narzędziami pozostawionymi wewnątrz samolotu po wyprodukowaniu lub serwisowaniu. Narzędzia lub inne przedmioty mogą zaplątać się w przewody sterownicze, zablokować ruchome części , zwierać połączenia elektryczne lub w inny sposób zakłócać bezpieczny lot. Zespoły obsługi technicznej samolotów zwykle stosują ścisłe procedury kontroli narzędzi, w tym inwentaryzacje skrzynek narzędziowych, aby upewnić się, że wszystkie narzędzia zostały usunięte z samolotu przed dopuszczeniem go do lotu. Narzędzia używane podczas produkcji są oznaczone numerem seryjnym, więc jeśli zostaną znalezione, można je prześledzić.

Przykłady FOD obejmują:

  • Części samolotów, skały, połamane chodniki, wyposażenie ramp.
  • Części z pojazdów naziemnych
  • Śmieci, narzędzia do konserwacji itp. omyłkowo lub celowo osadzone na nawierzchniach pasów startowych i/lub asfaltu.
  • Grad : może pęknąć przednie szyby i uszkodzić lub zatrzymać silniki.
  • Lód na skrzydłach, śmigłach lub wlotach silnika
  • Zderzenia ptaków z silnikami lub innymi wrażliwymi częściami samolotu.
  • Pył lub popiół zatykają wloty powietrza (jak podczas burz piaskowych w warunkach pustynnych lub chmur popiołu w erupcjach wulkanicznych ). W przypadku śmigłowców jest to również poważny problem podczas awarii zasilania .
  • Narzędzia, śruby, wióry metalowe, drut zabezpieczający itp. omyłkowo pozostawione wewnątrz samolotu podczas procesu produkcyjnego lub konserwacji.

Wszystkie samoloty mogą czasami tracić małe części podczas startu i lądowania. Części te pozostają na pasie startowym i mogą spowodować uszkodzenie opon innych samolotów, uderzenie w kadłub lub przednią szybę/budynek lub wciągnięcie do silnika. Chociaż personel naziemny lotniska regularnie sprząta pasy startowe, katastrofa lotu Air France Flight 4590 pokazała, że ​​wypadki nadal mogą się zdarzyć: w tym przypadku katastrofę przypisano szczątkom tytanu zrzuconym przez samolot Continental DC-10, który odleciał zaledwie cztery minuty wcześniej.

Uszkodzenie ciała obcego schodzi na pokład lotniskowca USS John F. Kennedy (CV 67) .

Na lotniskowcach, a także na lotniskach wojskowych i niektórych cywilnych, przed rozpoczęciem operacji lotniczych przeprowadzane są przeglądy. Szereg członków załogi przechadza się ramię w ramię (często określane jako spacer FOD) wzdłuż powierzchni operacji lotniczych, szukając i usuwając wszelkie ciała obce.

Konstrukcja silnika odrzutowego i FOD

Nowoczesne silniki odrzutowe mogą ulec poważnym uszkodzeniom, nawet jeśli małe przedmioty zostaną zassane do silnika. FAA ( Federalna Administracja Lotnictwa ) wymaga, aby wszystkie typy silników przeszły test, który obejmuje wystrzelenie świeżego kurczaka (martwego, ale nie zamrożonego) do działającego silnika odrzutowego z małej armaty. Silnik nie musi pozostać sprawny po teście, ale nie może powodować znaczących uszkodzeń reszty samolotu. Tak więc, jeśli uderzenie ptaka spowoduje „rzucenie łopaty” (rozpadnie się w taki sposób, że części odlatują z dużą prędkością), nie może to spowodować utraty samolotu.

Konstrukcje silników i płatowców, które unikają FOD

Niektóre samoloty wojskowe miały unikalną konstrukcję, która zapobiegała uszkodzeniu silnika przez FOD. Konstrukcja obejmowała wygięcie w kształcie litery S w przepływie powietrza, dzięki czemu powietrze wchodziło do wlotu, było wygięte do tyłu w kierunku przodu samolotu i ponownie wygięte w tył przed wejściem do silnika. Z tyłu pierwszego zakrętu mocna sprężyna przytrzymywała drzwi zamknięte. Każdy obcy przedmiot lecący w wlocie wleciał, uderzył w drzwi, otworzył je, przeleciał, a następnie wyszedł z samolotu. W ten sposób do silnika mogły dostać się tylko małe przedmioty porwane przez powietrze. Taka konstrukcja rzeczywiście zapobiegła problemom z FOD, ale zwężenie i opór wywołane zagięciem przepływu powietrza zmniejszyły efektywną moc silnika, a zatem projekt nie został powtórzony.

Podobne podejście jest stosowane w wielu śmigłowcach z napędem turbowałowym , takich jak Mi-24 , które wykorzystują wlot „wirowy” lub „odśrodkowy”, w którym powietrze jest zmuszane do przepływu przez spiralną ścieżkę przed wejściem do silnika; cięższy pył i inne zanieczyszczenia są wypychane na zewnątrz, gdzie są oddzielane od strumienia powietrza przed wejściem do wlotu silnika.

Te rosyjskie MiG-29 i Su-27 bojowników mają specjalną konstrukcję wlotu, aby zapobiec spożyciu FOD podczas startu z szorstkich lotnisk. Główne wloty powietrza można było zamknąć drzwiami z siatki, a specjalne wloty na górze wlotów tymczasowo otworzyć. Pozwoliłoby to na wystarczający dopływ powietrza do silnika do startu, ale zmniejszyłoby szanse na zassanie obiektów z ziemi przez silnik.

Inną ciekawą konstrukcją minimalizującą ryzyko FOD jest Antonov An-74, który ma bardzo wysoko umiejscowione silniki.

Boeing zaoferował żwirowy zestaw pasów startowych do wczesnych 737, który umożliwia korzystanie z samolotu z nieulepszonych i żwirowych pasów startowych, pomimo posiadania bardzo nisko zawieszonych silników. Ten zestaw zawierał deflektory żwiru na podwoziu; składane światła na dole samolotu; oraz ekrany, które zapobiegały uderzaniu żwiru, który dostałby się do otwartych wnęk kół po wypuszczeniu przekładni, przed uderzeniem w krytyczne elementy. W zestawie znalazły się również rozpraszacze wirowe, czyli urządzenia, które ograniczyłyby dopływ powietrza do silnika od dołu, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo połknięcia żwiru.

Inżynierowie Airbusa badają nowatorskie podejście do redukcji FOD. Dzięki opracowaniu, we współpracy z Israel Aerospace Industries , Taxibot , ciągnika kontrolowanego przez pilota, samoloty nie będą musiały używać silników odrzutowych podczas kołowania, a zatem nie będą podatne na FOD na płytach postojowych lub drogach kołowania.

Przykłady uszkodzeń FOD

Śledzenie opon pojazdu

Zanieczyszczenia często są uwięzione w bieżnikach opon pojazdów wjeżdżających na lotnisko. Rodzaje zanieczyszczeń uwięzionych w oponie pojazdu mogą obejmować kamienie, błoto, kamienie, luźny sprzęt (śruby, podkładki, śruby itp.) i wiele innych form małych materiałów. Mogą to być ciężarówki z załogą i paliwem, pojazdy serwisowe i wiele innych, które nieumyślnie przywożą i odkładają szczątki wokół linii lotniczej. Tego typu FOD są bardzo trudne do śledzenia i zarządzania po wprowadzeniu na lotnisko. Odpady można następnie łatwo zebrać przez wlot silnika odrzutowego, podmuch silnika i ciąg śmigła/wirnika. Materiał ten, gdy zostanie poluzowany wokół działającego statku powietrznego, może prowadzić do poważnych problemów związanych z bezpieczeństwem, w tym obrażeń personelu i uszkodzenia sprzętu / mienia.

Gruz z pasa startowego

Wypadek z Concorde , Air France Flight 4590 , przy Charles de Gaulle koło Paryża w dniu 25 lipca 2000 roku został spowodowany przez FOD; w tym przypadku kawałek tytanu na pasie startowym, który był częścią odwracacza ciągu , który spadł z samolotu Continental Airlines McDonnell Douglas DC-10 podczas startu około cztery minuty wcześniej. Zginęło wszystkich 100 pasażerów i 9 członków załogi na pokładzie, a także 4 osoby na ziemi.

Gates Learjet 36A , numer rejestracyjny N527PA został startujący z Newport News / międzynarodowego lotniska w Williamsburgu w Wirginii w dniu 26 marca 2007 roku, kiedy załoga usłyszała głośne „pop”. Po przerwaniu startu załoga próbowała zapanować nad „fishtailingiem” i uruchomić spadochron hamujący . Spadochron nie działał i Learjet zjechał z pasa startowego z przepalonymi oponami. Personel lotniska zgłosił, że po wypadku widział kamienie i kawałki metalu na pasie startowym . Krajowa Rada Bezpieczeństwa Transportu powiedział, że wypadek został spowodowany przez FOD na pasie startowym. Do wypadku przyczyniła się awaria spadochronu hamującego.

Pył wulkaniczny

24 czerwca 1982 r. lot nr 9 British Airways w drodze do Perth w Australii wleciał w chmurę popiołu wulkanicznego nad Oceanem Indyjskim. Boeing 747-200B cierpiał silnik skoki we wszystkich czterech silników, dopóki wszyscy nie powiodło się . Pasażerowie i załoga mogli zobaczyć wokół samolotu zjawisko znane jako ogień św. Elma . Lot 9 zanurkował, dopóki nie opuścił chmury, pozwalając popiółowi na oczyszczenie silników, które następnie zostały ponownie uruchomione. Przednia szyba kokpitu była mocno podziurawiona przez cząstki popiołu, ale samolot wylądował bezpiecznie.

W dniu 15 grudnia 1989 roku, KLM Flight 867 , na trasie do międzynarodowego lotniska Narita , Tokio przeleciał przez grubą chmurę popiołu wulkanicznego z Mount Redoubt, który wybuchł dzień wcześniej. Boeing 747-400 „s cztery silniki podpalany zewnątrz. Po zejściu ponad 14 000 stóp załoga ponownie uruchomiła silniki i bezpiecznie wylądowała na międzynarodowym lotnisku Anchorage .

Przedmiot wyrzucony z samolotu

Niezwykły przypadek FOD miał miejsce 28 września 1981 roku nad zatoką Chesapeake . Podczas testów lotu na F / A-18 Hornet The Air Test Center Naval w United States Navy używał Douglas TA-4J Skyhawk jako płaszczyzny chase filmować test jettison zębatki bomby z Hornet. Stojak na bomby uderzył w prawe skrzydło Skyhawka, odcinając prawie połowę skrzydła. Skyhawk zapalił się w kilka sekund po uderzeniu; dwie osoby na pokładzie wysunęły się .

Uderzenia ptaków

20 listopada 1975 roku samolot Hawker Siddeley HS.125 startujący z lotniska Dunsfold Aerodrome przeleciał przez stado czajek północnych natychmiast po wzniesieniu się z pasa startowego i utracił moc w obu silnikach. Załoga wylądowała samolotem z powrotem na pasie startowym, ale przekroczył koniec i przeciął drogę. Samolot uderzył w samochód na drodze, zabijając sześciu pasażerów. Chociaż samolot został zniszczony w wyniku pożaru, dziewięciu pasażerów samolotu przeżyło katastrofę.

17 listopada 1980 Hawker Siddeley Nimrod z Królewskich Sił Powietrznych rozbił się wkrótce po wystartowaniu z RAF Kinloss . Przeleciał przez stado gęsi kanadyjskich , powodując awarię trzech z czterech silników. Pilot i drugi pilot zginęli; pilot został następnie pośmiertnie odznaczony Krzyżem Sił Powietrznych za swoje działania w utrzymaniu kontroli nad samolotem i ratowaniu życia 18-osobowej załogi. Na pasie startowym lub w jego pobliżu znaleziono szczątki 77 ptaków.

15 stycznia 2009 r. samolot US Airways Flight 1549 wleciał do stada gęsi kanadyjskich i doznał awarii podwójnego silnika. Pilot porzucił samolot w rzece Hudson, ratując życie wszystkim na pokładzie.

Dzika przyroda i tereny podmokłe w pobliżu lotnisk

Poważne problemy występują na lotniskach, na których tereny były lub stały się obszarami gniazdowania ptaków. Ogrodzenia mogą uniemożliwić łosiowi lub sarnie wejście na pas startowy, ale ptaki są trudniejsze do kontrolowania. Często lotniska stosują rodzaj odstraszacza ptaków, który działa na propan, powodując hałas wystarczająco głośny, aby odstraszyć ptaki, które mogą znajdować się w pobliżu. Zarządzający portami lotniczymi wykorzystują wszelkie dostępne środki (w tym wyszkolone sokoły, a także drony przypominające sokoła rudzika), aby zmniejszyć populację ptaków. Innym badanym rozwiązaniem jest wykorzystanie sztucznej murawy w pobliżu pasów startowych, ponieważ nie zapewnia ona pożywienia, schronienia ani wody dla dzikich zwierząt.

Konferencje

W Stanach Zjednoczonych najważniejszym spotkaniem ekspertów FOD była coroczna Narodowa Konferencja Aerospace FOD Prevention. Każdego roku odbywa się w innym mieście przez National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), stowarzyszenie non-profit, które koncentruje się na edukacji, świadomości i profilaktyce FOD. Informacje o konferencji, w tym prezentacje z poprzednich konferencji, są dostępne na stronie internetowej NAFPI. Jednak NAFPI znalazło się pod pewną krytyką, ponieważ koncentruje się na kontroli narzędzi i procesach produkcyjnych, a inni członkowie branży zrobili krok naprzód, aby wypełnić luki. BAA zorganizowało pierwszą na świecie konferencję na ten temat zorganizowaną przez port lotniczy w listopadzie 2010 r.

Technologie wykrywania i zapobieganie FOD

Toczy się debata na temat systemów wykrywania FOD, ponieważ koszty mogą być wysokie, a zakres odpowiedzialności nie jest jasny. Jednak jedno z portów lotniczych twierdzi, że ich system wykrywania FOD mógł się zwrócić w jednym incydencie, w którym personel został ostrzeżony o stalowej linie na pasie startowym, zanim jeden samolot został zagrożony. FAA zbadała technologie wykrywania FOD i ustanowiła standardy dla następujących kategorii:

Poprawa odporności na uszkodzenia

Negatywne skutki FOD można zmniejszyć lub całkowicie wyeliminować, wprowadzając do części podczas procesu produkcyjnego ściskające naprężenia szczątkowe w krytycznych obszarach zmęczenia. Te korzystne naprężenia są indukowane w części poprzez obróbkę części na zimno w procesach kulkowania: kulkowanie lub kulkowanie laserowe . Im głębsze naprężenie szczątkowe ściskające, tym większa poprawa trwałości zmęczeniowej i tolerancji uszkodzeń. Kulkowanie zwykle wywołuje naprężenia ściskające o głębokości kilku tysięcznych cala, kulkowanie laserowe zazwyczaj wytwarza naprężenia ściskające o głębokości od 0,040 do 0,100 cala. Naprężenia ściskające indukowane laserem są również bardziej odporne na działanie ciepła.

Technologie, informacje i materiały szkoleniowe pomocne w zapobieganiu FOD

  • Systemy sterowania narzędziami lotniczymi
  • Podręczniki programów profilaktycznych FOD
  • Pręty magnetyczne
  • Materiały promocyjne i informacyjne
  • Kontrola/pobieranie narzędzi i części
  • Zamiatarka cierna za holowaniem
  • Zamiatarki holowane
  • Materiały treningowe
  • Zamiatarki do wózków próżniowych
  • Zamiatarki prowadzone
  • Maty profilaktyczne FOD

Wpływ ekonomiczny

Międzynarodowym, FOD kosztuje branży lotniczej US $ 13 miliardów dolarów rocznie na kosztach bezpośrednich oraz pośrednich. Koszty pośrednie są aż dziesięciokrotnie wyższe od wartości kosztów bezpośrednich, reprezentując opóźnienia, zmiany samolotu, poniesione koszty paliwa, nieplanowaną konserwację i tym podobne. powoduje kosztowne, znaczne uszkodzenia samolotów i części oraz śmierć i obrażenia pracowników, pilotów i pasażerów.

Szacuje się, że FOD kosztuje główne linie lotnicze w Stanach Zjednoczonych 26 USD za lot w naprawie samolotu, plus 312 USD dodatkowych kosztów pośrednich, takich jak opóźnienia lotów, zmiany samolotów i brak paliwa.

„Istnieją inne koszty, które nie są tak łatwe do obliczenia, ale są równie niepokojące” – mówi dowódca brytyjskich Królewskich Sił Powietrznych i badacz FOD Richard Friend. „Wypadki, takie jak Air France Concorde, Flight AF 4590 , powodują utratę życia, cierpienie i wpływ na rodziny zmarłych, podejrzenie o nadużycia, poczucie winy i winy, które mogą trwać przez całe życie. Ta wstrząsająca udręka jest nieobliczalny, ale nie należy zapominać, kiedykolwiek . Jeśli każdy trzymane to na uwadze, chcielibyśmy pozostać czujni i zawsze zapobiec obcy przedmiot zanieczyszczenia z przyczyną problemu. w rzeczywistości, wiele czynników połączyć spowodować łańcuch zdarzeń, które mogą prowadzić do awarii ”.

Studia

Przeprowadzono tylko dwa szczegółowe badania kosztów ekonomicznych FOD dla operacji cywilnych linii lotniczych. Pierwszym był Brad Bachtel z Boeinga , który publikował wartość 4 miliardów dolarów rocznie. Ta odgórna wartość była przez kilka lat standardową wartością branżową dla kosztów FOD. Druga praca (2007) została napisana przez Iaina McCreary'ego z firmy konsultingowej Insight SRI Ltd. Ten bardziej szczegółowy raport oferował pierwsze cięcie kosztów FOD, oparte na oddolnej analizie zapisów dziennika konserwacji linii lotniczych. Tutaj, dane zostały podzielone na na koszty bezpośrednie i za lot kosztów pośrednich dla top 300 światowych lotniskach, ze szczegółowymi przypisami na podstawie danych uzupełniających. Badanie Insight SRI było standardowym punktem odniesienia dla lat 2007-2009, ponieważ było to jedyne źródło prezentujące koszty i dlatego było cytowane zarówno przez organy regulacyjne, porty lotnicze, jak i dostawców technologii.

Jednakże, podczas gdy dokument Insight SRI z 2007 r. pozostaje najlepszym bezpłatnym publicznym źródłem danych, nowa analiza (2010) z Insight SRI oferuje nowe dane. Autor nowego raportu (nie za darmo) mówi: „Czytelnicy są ostrzegani, aby nie polegali na liczbach z raportu Insight SRI 2007-08 „Koszt ekonomiczny FOD dla linii lotniczych” . dokument wyszczególniający bezpośrednie i pośrednie koszty FOD, który został oparty na danych dotyczących obsługi linii lotniczych (cały dokument składał się z jednej strony danych, a następnie 8 stron przypisów)."

Bezpośrednie koszty lotu wynoszące 26 USD są obliczane z uwzględnieniem wydatków na konserwację silnika, wymiany opon i uszkodzeń nadwozia samolotu.

Koszty pośrednie na lot obejmują łącznie 33 poszczególne kategorie:

  1. Straty wydajności lotnisk
  2. Kwestie węglowe/środowiskowe
  3. Zmiana samolotu
  4. Zamknij lotnisko
  5. Zamknij pas startowy
  6. Zabójstwo korporacyjne / odpowiedzialność karna
  7. Koszt działań naprawczych
  8. Koszt zatrudnienia i wymiany szkolenia
  9. Koszt wynajmu lub dzierżawy sprzętu zastępczego
  10. Koszt przywrócenia porządku
  11. Koszt dochodzenia
  12. Opóźnienie dla samolotów w powietrzu
  13. Opóźnienia przy bramce
  14. Grzywny i cytaty
  15. Straty wydajności paliwowej
  16. Hotele
  17. Odejście w powietrzu
  18. Podwyższone składki ubezpieczeniowe
  19. Zwiększone koszty operacyjne na pozostałym sprzęcie
  20. Udziały własne ubezpieczeniowe
  21. Wynikające z tego opłaty prawne
  22. Roszczenia z tytułu odpowiedzialności przekraczającej ubezpieczenie
  23. Utrata samolotu
  24. Utrata biznesu i uszczerbek na reputacji
  25. Utrata produktywności poszkodowanego personelu
  26. Utrata części zamiennych lub specjalistycznego sprzętu
  27. Stracony czas i nadgodziny
  28. Nieodebrane połączenia
  29. Morale
  30. Reakcja załóg prowadząca do zakłócenia harmonogramu
  31. Loty zastępcze u innych przewoźników
  32. Zaplanowana konserwacja
  33. Nieplanowana konserwacja

Z badania wynika, że ​​po dodaniu tych kosztów pośrednich koszt FOD wzrasta nawet dziesięciokrotnie.

Zarówno Eurocontrol, jak i FAA badają FOD. Eurocontrol opublikował wstępną ocenę technologii wykrywania FOD w 2006 r., podczas gdy FAA prowadzi testy czterech wiodących systemów firmy Qinetiq (PVD, Providence TF Green Airport ), Stratech (ORD, Chicago O'Hare International Airport ), Xsight Systems (BOS). , Boston Logan International Airport ) oraz Trex Aviation Systems (ORD, Chicago O'Hare Airport) w latach 2007 i 2008. Wyniki tego badania powinny zostać opublikowane w 2009 roku.

Bibliografia

Uwagi

Link zewnętrzny