Тренды надежности
Александр Глебович Махоткин принадлежит уже к третьему поколению авиационной династии Махоткиных. В Инженерном центре корпорации «Иркут» он занимает должность заместителя главного конструктора по безопасности, надежности и сертификации. За свою долгую трудовую деятельность в ОКБ им. А.С. Яковлева Александр Глебович занимался вопросами надежности и безопасности многих самолетов. Основная задача на этот год для него, как и для всей корпорации «Иркут», – начальная сертификация самолета МС-21 в российских авиационных властях.
Мы встретились с Александром Глебовичем в стенах прославленного Яковлевского ОКБ, ныне – Инженерного центра им. А.С. Яковлева корпорации «Иркут». Здесь наш герой работает уже почти полвека. Как он сам рассказывает, его путь в авиацию был предопределен. Но чем заниматься и где работать Александр Махоткин выбирал сам. Дорога, которую он выбрал в жизни, плюс стечение обстоятельств и привели его к той важной работе, которую он сейчас выполняет. Она связана с обеспечением безопасности, надежности и сертификации новейшего российского пассажирского лайнера МС-21.
Четыре авиационных поколения Махоткиных
– Как Вы пришли в авиацию. Это была мечта детства, цель юности, счастливое стечение обстоятельств?
– Это обусловленная история. Я уже третье поколение Махоткиных в авиации. Первым был дед Василий Михайлович Махоткин – полярный летчик. Он из Копорья, что под Ленинградом. Дед начал летать еще до войны и чуть-чуть захватил войну. Возил в блокадный Ленинград продовольствие и боеприпасы. Потом по независящим от него обстоятельствам перестал летать. Когда он вернулся в 1956 году, то был по здоровью «нелетногоден». Дед потом работал в Управлении полярной авиации Главсевморпути напротив палат Романовых недалеко от Кремля (тогда это была улица Разина, сейчас – улица Варварка, дом 9 – Ред.).
Второе поколение – отец: начинал свою трудовую деятельность в СибНИА и затем с 1956 года до конца жизни проработал в ОКБ им. А.Н. Туполева. Он возглавлял отдел общих видов и был заместителем главного конструктора по семейству самолетов Ту-22. Работая в ОКБ им. А.Н. Туполева, отец также отдал много сил и энергии на проектирование, испытания и организацию серийного производства аэросаней-амфибий. Эти уникальные машины могли передвигаться по воде, снегу, заболоченной тундре со скоростью более 100 км/ч. В 1960-70 годы они работали на Крайнем Севере, Дальнем Востоке, в Карелии: перевозили почту и служили на границе…
…Я отношусь уже к третьему авиационному поколению Махоткиных. Моя младшая сестра сначала работала в фирме Челомея, а сейчас – в компании «Туполев», тоже занимается вопросами сертификации. Сейчас она заместитель главного конструктора Ту-204.
Мой сын Андрей тоже в авиации, правда, по экономической линии, работает в компании «Гражданские самолеты Сухого», занимается маркетингом. Мои внук и внучка пока еще не работают, они еще совсем маленькие.
– Расскажите, пожалуйста, о Вашей работе в ОКБ.
– В такой авиационной семье, слушая рассказы деда, я, конечно же, хотел стать летчиком. Как и многие мальчишки и тогда, и сейчас. Но потом из-за близорукости (очки я носил с 3-го класса), дед сказал, что летная профессия мне «не светит». Тогда было очень строго с приемом в летные училища. Тогда я поступил в МАИ на 1-й факультет. По распределению в 1973 году я попал ОКБ Александра Сергеевича Яковлева: сначала в нем проходил практику, потом защитил диплом, а с 1974 года работал в должности инженера. Попросился я в ОКБ в бригаду усталостной прочности.
В 1987 году меня командировали от ОКБ в ЦАГИ ведущим инженером по испытаниям самолета Як-42 на ресурс и живучесть. Кроме проведения испытаний мне было поручено провести расчетную оценку живучести крыла и фюзеляжа самолета. Работал я под руководством специалистов ЦАГИ. Очень благодарен им всем за мое 7-летнее образование в стенах ЦАГИ.
В 1985 году руководитель ОКБ Александр Александрович Левинских провел большую реорганизацию. К тому времени тематика ОКБ сильно расширилась. Были созданы новые отделения и отделы. Был организован отдел, объединивший вопросы безопасности, надежности и сертификации. Левинских назначил меня начальником этого отдела. Тогда шла массовая эксплуатация самолетов Як-40, рос парк самолетов Як-42. Эксплуатировался большой парк легкомоторных самолетов Як-18Т, Як-52, Як-50, Як-55. Конечно, нельзя не сказать о самолетах вертикального взлета и посадки Як-38, Як-38М и первом в мире сверхзвуковом Як-141, на котором пилот Андрей Александрович Синицын установил 12 мировых рекордов. К большому сожалению, в 1991-1992 годы работы по уникальному по многим параметрам самолету были прекращены.
В конце 80-х был разработан эскизный проект и построен макет самолета радиолокационного дозора и наведения Як-44Э с базированием на сухопутных аэродромах и на кораблях. Рабочее проектирование было прекращено в 1992 году. В начале 90-х были спроектированы и построены опытные легкомоторные самолеты Як-58, Як-112. Самолет Як-54 успешно прошел сертификационные испытания и получил сертификат типа в АР МАК по авиационным правилам АП-23. Анализ авиационных происшествий со спортивными и учебными самолетами обусловил необходимость установки катапультируемых кресел на новый учебно-тренировочный Як-152. Это позволит при массовой эксплуатации самолета спасать как молодых курсантов летных училищ, так и пилотов, оттачивающих мастерство высшего пилотажа.
В середине 90-х в ОКБ родился очень интересный самолет Як-130. Его рождение было в тяжелые годы, но хорошие гены его родителей привели к тому, что он вырос в серийный учебный самолет, а затем – в учебно-боевой.
Мой дедушка – остров
Василий Аксенов свою приключенческую повесть, написанную для детей в 1969 году, назвал «Мой дедушка – памятник». Александр Глебович Махоткин не стал подробно рассказывать в интервью про своего деда Василия Михайловича. Но, если бы он поведал эту историю, ее можно было бы назвать «Мой дедушка – остров». Полярный летчик Василий Михайлович Махоткин – легендарный человек! Он родился 10 октября 1904 года в Копорье близ Санкт-Петербурга. В 1922 году поступил в Ленинградскую военно-теоретическую школу Военно-воздушных сил Красной армии. Дальше была Севастопольская военная летная школа, по окончании которой в 1931 году Махоткина направили в Ейск, в Военную школу морских летчиков. Параллельно он освоил транспортные самолеты, работал на пассажирских авиалиниях. В 1934 году после эпопеи по спасению экипажа ледокола «Челюскин», Василий решил отправиться на работу в Заполярье. Вскоре Махоткин стал известен благодаря дальнему перелету в 1200 км на гидросамолете СССН-Н-26, специально оборудованном для работы в Арктике. На Крайнем Севере летчик выполнял полеты для ледовой разведки, доставлял людей и грузы по всему советскому побережью Северного Ледовитого океана. Летом 1935 года Махоткин доставил в Норильск знаменитого советского полярника, ученого и государственного деятеля Отто Шмидта. В 1936 году Василий Михайлович совершил свой знаменитый полет на архипелаг Земля Франца-Иосифа вместе с Героем Советского Союза Михаилом Водопьяновым. Никто не мог и предположить, что прославленного летчика, награжденного орденами Красной Звезды и Красного Знамени, в самом начале Великой Отечественной войны осудят на 10 лет за антисоветскую агитацию. Как-то в разговоре Махоткин слишком хорошо отозвался о самолете иностранного производства, не зная, что эта случайная фраза перечеркнет всю его дальнейшую судьбу. Попав в ГУЛАГовскую рыбинскую авиационную шарашку, Махоткин познакомился с талантливыми и интересными людьми – учеными, конструкторами, деятелями отечественного самолетостроения, специалистами высшей квалификации. Среди них оказался и разжалованный капитан Красной армии будущий знаменитый писатель Александр Солженицын. В своем романе «Архипелаг ГУЛАГ» он упомянул и летчика Василия Махоткина. Василий Михайлович еще долго работал в Норильске, однако летать не разрешали. Полностью реабилитироваться летчику удалось только в 1956 году, когда суд Красноярского края вынес постановление: невиновен «за отсутствием состава преступления». Имя Василия Махоткина чтят и помнят в Норильске. В Карском море восточнее острова Таймыр расположен остров, названный в его честь, – остров Пилота Махоткина. Координаты его центра 76°15′ северной широты 96°48′ восточной долготы.
«Человеческий фактор» + эргономика
– В каких работах Вам удалось поучаствовать? Какие наиболее понравились?
– Тематика бригады, которая занимается эксплуатационной безопасностью, была мне особенно близка, потому что ее деятельность непосредственно связана с жизнью и с событиями, которые возникали в ходе эксплуатации. Анализ материалов расследования позволяет предотвратить повтор событий. За время моей работы было расследовано и проанализировано большинство событий по Як-42 и Як-40. Некоторые события запомнились на всю жизнь.
– Могли бы Вы привести пример таких событий?
– Это было в начале 1990-х годов. Началось все с события с самолетом Як-42. Самолет взлетает, набирает высоту. На высоте 6,5 тыс. метров начинает работать с перебоями левый двигатель и останавливается. Экипаж в полном соответствии с летным руководством разворачивается и садится. Все хорошо, все живы-здоровы. При расследовании все проверили. Все исправно. Тогда написали 11.2. Это означает, что произошел отказ техники, причина не выяснена. Написали какие-то предположительные причины: «Возможно недостаточный запас газодинамической устойчивости двигателя».
Проходит время. Происходит второй случай. Самолет Як-42 взлетает, выключается один двигатель. Экипаж пытается разобраться в чем дело. Тут выключается второй двигатель. Самолет разворачивается и благополучно садится на третьем двигателе.
Происходит третий случай, совсем уже нехороший. Як-42 взлетел, выключился один двигатель, потом второй и третий. К этому моменту они забрались уже на высоту почти 7 тыс. метров. В соответствии с летным руководством экипаж запускает на высоте 5,5 тыс. ВСУ (вспомогательную силовую установку – Ред.), хотя по документации ее надежный запуск обеспечивается только на 3 тыс. Просто повезло. С работающей ВСУ экипаж хладнокровно запускает все двигатели. Но инцидент есть инцидент: рейс прерывают, они приземляются. Началось расследование. Оказалось, что экипаж забыл включить подкачивающие насосы. И тогда становятся ясны причины и первых двух случаев. Мы поправили документы, написали: учитывая то-то и то-то наиболее вероятной причиной стало не включение подкачивающих насосов. Эти насосы подкачивают топливо из кессонов, предотвращая кавитацию (образование в жидкости пузырьков, происходящий при местном понижении давления – Ред.) на насосах двигателей.
Но это еще не все. Через некоторое время происходит событие с Як-40. Самолет набирает высоту, экипаж передает на землю, что идет «раскачка» оборотов одного бокового двигателя. Потом передают: «Двигатель выключился». Началась «раскачка» второго двигателя. Но тут экипаж замолкает на некоторое время и затем передает: «Все нормально, запустили двигатель. Все двигатели работают устойчиво». Они продолжили полет, рейс был выполнен. Но инцидент все равно зафиксирован. Мы лично связались с экипажем, стали разбираться. Они говорят: «Забыли включить подкачивающие насосы».
Летчики всех самолетов по налету были примерно одинаковые, примерно одного возраста, старой закалки, хорошо обученные. Самолеты Як-40 и Як-42 тоже похожие, одна фирма делала. Мы стали думать почему на Як-42 было три подобных случая, а на Як-40 – только один, хотя налет на парке Як-42 тогда был 2,5 млн часов, а на Як-40 – более 15 млн? Оказалось, что индикаторы работы подкачивающих насосов в Як-42 расположены на верхнем козырьке, а на Як-40 на главной панели под тахометрами. Причины были в сочетании человеческого фактора – экипаж забыл включить подкачивающие насосы, и эргономики – расположении индикаторов. Хотя и то, и другое их расположение соответствовало нормам.
Самолет с российским искусственным интеллектом
– После Як-42 у ОКБ был проект МС-21? С большим перерывом в несколько десятков лет в области пассажирских самолетов?
– В 1990-е годы в ОКБ разрабатывался проект Як-42М. В качестве силовой установки вместо трех 6-тонников Д-36 планировались три двигателя Д-436 с тягой 7 тонн. За счет этого можно было увеличить взлетный вес на 15-20 %, сделать большую пассажировместимость. Но в те годы пошла тенденция, что для топливной экономичности три двигателя не оптимально, лучше – два. К тому моменту в СССР существенно повысилась надежность двигателей, поэтому переход с трехдвигательной схемы на двухдвигательную не приводил к снижению безопасности. У нас в ОКБ заместителем главного конструктора по аэродинамике и прочности, впоследствии зам. генерального конструктора, работал Владимир Григорьевич Дмитриев. Он предложил повесить два двигателя на основе ПС-90 под крыло. Так в начале 1990-х появился проект Як-242. Был сделан его макет, прошла макетная комиссия. Но проект Як-242 попал в сложное время для запуска нового самолета.
Когда в 2009 году был организован Инженерный центр корпорации «Иркут», коллектив ОКБ им. А.С. Яковлева в основном весь перешел туда. Здесь и началось проектирование МС-21. Это, конечно, был уже самолет совсем другого уровня, чем Як-42, Як-42М и Як-242.
– В чем это проявилось?
– Различий много. Прежде всего, изменилась концепция самолета. МС-21 должен задать новый стандарт в своем классе за счет повышенного комфорта и хороших экономических характеристик.
Отсюда – высокие требования к уровню аэродинамического совершенства, для выполнения которых разработано композитное крыло. Также в рамках новой концепции было решено использовать двигатели нового поколения и самолетные системы от лучших отечественных и зарубежных производителей.
Многие процессы на самолете, в том числе связанные с парированием отказов и внешних воздействий, осуществляются на основании осмысливания ситуации специальными программами по информации, получаемой различными датчиками и автоматическим формированием команд органам управления. Но здесь главное не перестараться: если летчик не распознает отказ по поведению самолета, то дальше он может усугубить ситуацию. Например, отказ двигателя на взлете, появляется разворачивающий момент, автоматика тут же парирует его рулем направления, но не 100 %, а примерно на 70 %. Кроме имеющейся сигнализации летчик чувствует, куда его потащило и легко добавляет руля. А если сделать на 100 %, то можно спровоцировать ошибку экипажа.
Отказы – это ожидаемые условия эксплуатации
– То есть МС-21 сможет преодолеть любой отказ?
– От ошибок никто не застрахован. Но любой отказ должен быть информативен для летчика. Это достигается тем или иным способом: либо сигнализация, либо пилот должен чувствовать по поведению самолета – что-то не так. Но скоротечные и критичные режимы, которые могут привести к нехорошим последствиям, автоматика должна принимать на себя 100-процентную ответственность. Она будет их парировать, информируя летчика, а он уже будет продолжать полет в соответствии с летным руководством.
Если же полагаться только на автоматику, без учета действий летчика, то нужно менять нормы летной годности. В действующих нормах записано, что безопасность обеспечивается при пилотировании самолета надлежащим образом обученным экипажем.
– Как обученность экипажа учитывается при определении безопасности?
– Для сертификации помимо норм летной годности часть 25 необходимо показать соответствие требованиям «Эксплуатационной безопасности». Их называют OSD: Operation Safety Date, то есть данные эксплуатационной безопасности. Это касается летного и кабинного экипажей, специалистов наземного обслуживания и полетов с отключенным или отказавшим оборудованием.
Смысл этих требований заключается в том, чтобы оценить, насколько надежна система обучения экипажей в ожидаемых условиях эксплуатации, включая отказы, и наземного обслуживающего персонала.
– Что еще предстоит сделать, прежде чем начнется эксплуатация МС-21 у эксплуатантов?
– Мы должны завершить сертификационные испытания и получить сертификат типа в наших российских авиационных властях.
Это будет сертификат с двигателем PW1400G американской компании Pratt & Whitney. Такие моторы стоят сейчас на всех четырех наших летных самолетах. На них мы должны завершить весь комплекс испытаний и показать, что МС-21 абсолютно соответствует требованиям с тем уровнем безопасности, который заложен в государственных нормах. Затем самолет будет сертифицирован с российскими двигателями ПД-14.
Главное, чтобы в тех рамках, в каких самолет сертифицирован, он был безопасен. Наш отдел эксплуатационной безопасности работает по теме МС-21. Выискивают возможные аварийные факторы, чтобы их можно было предотвратить. Наш лозунг: отказы – это ожидаемые условия эксплуатации.
10-9 – значит невероятно
– Как определить, какой отказ можно считать ожидаемым, а какой – нет?
– Еще в 50-е годы в авиационных нормах появилась цифра 10-9. Это вероятность события на один час полета. Если событие может происходить реже этой величины, то оно считается практически невероятным. По современным нормам любой вид отказа, который может привести к катастрофе, должен быть практически невероятным.
Все, что практически вероятно – это ожидаемые условия эксплуатации. Расследуемые в эксплуатации события, классифицируемые как инциденты, имеют частоту примерно 10-3 на час полета. Это значит, что на каждом самолете за его ресурс может произойти несколько десятков инцидентов. Сложные ситуации в полете случаются раз в 50 реже, не каждый летчик за всю свою жизнь попадает в такую ситуацию. Но летчики должны быть натренированы и готовы к любым практически вероятным событиям и парировать отказ –не дать ситуации перерасти в авиационное происшествие.
– Как еще решаются вопросы надежности и безопасности самолета МС-21?
– Это процесс итерационный. Сначала закладывается уровень дублирования различных систем на основании опыта создания предыдущих самолетов и знания надежности компонентов. Сейчас уровень дублирования порой даже умышленно завышают. Это защита от ошибки. В случае если установлено, что уровень дублирования системы избыточен, можно разрешить вылетать самолету с как их называют «отключенными» агрегатами. При этом полностью выполняются требования норм летной годности. Если есть избыточное резервирование, то можно безопасно, по всем правилам выполнять рейс. За счет того, что современные системы существенно зарезервированы, и отработаны методы, позволяющие осуществить безопасный полет с отключенным оборудованием, регулярность вылета за последние 20 лет выросла в 5-6 раз.
Велосипед, лыжи и автотуризм
Конечно, основное время Александр Махоткин отдает любимой работе. Но бывают моменты и для отдыха. Лучшим его вариантом Александр Глебович считает активный отдых:
– Не могу сказать, что у нас очень спортивная семья, но всю жизнь катались на велосипедах и лыжах. Когда был помоложе, я и на коньках катался. С дедом на лыжах мы объехали все Подмосковье. Эти лыжные походы с ним очень вспоминаются. И сейчас люблю лыжные прогулки. Если в выходные покатался, то приходишь на работу и совсем по-другому себя чувствуешь.
Когда появилась машина, стали любить и дальние путешествия. Тогда сын еще был маленький, в школу ходил. Отдыхали на верхней Волге, потом на Дону, не доезжая 100 километров до Волгограда. Дон там прекрасный – быстрый, чистый, полно рыбы.
Брали с собой самодельную лодку, построенную по проекту отца. Его искусство аэродинамики и гидродинамики позволило создать глиссирующую лодку под двухсильным мотором «Салют». Другая лодка под 12-сильным «Ветерком» на мерной миле показала скорость 62 км/ч.
Источник: