Проблемы корреляции показателей измеренного коэффициента сцепления, нормативного коэффициента сцепления и эффективности торможения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Состояние поверхности ВПП.

Описание состояния поверхности ВПП, используемое в донесении о состоянии ВПП, которое представляет собой основу для определения кода состояния ВПП в целях расчета летно-технических характеристик самолета.

Перечисленные ниже состояния поверхности ВПП, используемые в донесении о состоянии ВПП, определяют потребные летно-технические характеристики, обеспечиваемые эксплуатантом аэродрома, изготовителем и эксплуатантом самолета.

Состояние поверхности ВПП: сухая, мокрая или загрязненная.

Загрязненная ВПП.

ВПП считается загрязненной, когда более 25% площади поверхности ВПП (независимо от того, являются ли эти участки изолированными или сплошными) в пределах предусмотренной для использования длины и ширины покрыто:

– слоем воды или слякоти толщиной более 3 мм (0,125 дюйма);

– слоем рыхлого снега толщиной более 20 мм (0,75 дюйма);

– слоем уплотненного снега или льда, включая мокрый лед.

Сухая ВПП.

Сухой ВПП является та, на которой в пределах предусмотренной для использования длины и ширины отсутствуют загрязнители или заметные следы влаги.

Мокрая ВПП.

ВПП, которая не является ни сухой, ни загрязненной.

ВПП может быть покрыта снегом, льдом, инеем, слякотью, стоячей водой.

Уплотненный снег. Снег, спрессованный в такую твердую массу, что пневматики самолета при эксплуатационных значениях давления и нагрузки будут катиться по поверхности без значительного дальнейшего уплотнения снега или колее образования на поверхности.

Сухой снег. Снег, из которого нельзя легко сделать снежный ком.

Иней. Иней состоит из ледяных кристаллов, образующихся на поверхности из имеющейся в воздухе влаги, при температуре поверхности ниже точки замерзания. Иней отличается ото льда тем, что кристаллы инея растут независимо и в этой связи имеют более зернистую текстуру.

Лед. Замерзшая вода или уплотненный снег, который превратился в лед в холодных и сухих условиях.

Слякоть. Снег, который настолько пропитан водой, что вода будет вытекать из взятой горсти такого снега или полетят брызги, если по нему резко топнуть.

Стоячая вода. Вода, глубина слоя которой превышает 3 мм. Примечание. Текущая вода, глубина слоя которой превышает 3 мм, сообщается как стоячая вода по определению.

Мокрый лед. Лед, на поверхности которого имеется вода, или лед, который тает.

Сцепление.

Сила противодействия, направленная вдоль линии относительного движения между двумя соприкасающимися поверхностями.

Характеристики сцепления.

Физические, функциональные и эксплуатационные качества или свойства сцепления, обусловленные динамической системой.

Коэффициент сцепления.

Безразмерная величина, выражающая отношение силы сцепления между двумя телами к силе нормального давления, прижимающей эти два тела друг к другу.

Характеристики сцепления поверхности.

Физические, функциональные и эксплуатационные качества или свойства сцепления, которые относятся к свойствам поверхности искусственного покрытия и могут быть обособлены друг от друга.

Коэффициент сцепления является не свойством поверхности искусственного покрытия, а реакцией системы на измеряющую систему. Коэффициент сцепления можно применять для оценки свойств поверхности искусственного покрытия при условии контролирования свойств, относящихся к измеряющей системе, и удержания их в неизменном состоянии.

Эффективность торможения. 

Термин, используемый пилотами для описания снижения скорости в результате тормозного усилия колесного тормоза и путевой управляемости воздушного судна [2, с.xi]

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Требования к аэродромам для реактивных воздушных судов, включая необходимость обеспечения на поверхности ВПП характеристик сцепления, достаточных для эффективного торможения, обсуждались в начале 1950-х годов. В 1951 году был образован Постоянный комитет по техническим характеристикам для разработки технических требований к летным характеристикам транспортных воздушных судов, которые можно было бы включить в два Приложения к Конвенции о международной гражданской авиации, а именно: Приложение 6 "Эксплуатация воздушных судов", и Приложение 8 "Летная годность воздушных судов". Комитету удалось выработать полный кодекс технических характеристик и дать определение исходных сухой и мокрой поверхностей. В 1954 году после начала эксплуатации турбореактивных воздушных судов Комитет воздушных трасс и наземных средств организовал обмен мнениями по техническим аспектам определенных проблем, включая опасения по поводу эксплуатации ВПП в условиях обледенения. Эти обсуждения были обобщены и опубликованы в 1955 году в циркуляре 43 "Лед и снег на ВПП". В 1957 году Комитет летной годности провел сравнение двух существующих кодексов (Соединенного Королевства и Соединенных Штатов Америки) и решил принять общие для них технические характеристики. В 1961 году ИКАО опубликовала циркуляр 60 "Эксплуатационные меры для решения проблемы взлета с ВПП, покрытых слякотью или водой", чтобы рассмотреть ситуацию взлета. Обновленное издание (1968 г.) легло в основу инструктивного материала для европейских Объединённых авиационных администраций JAR 25, в настоящее время – CS-25. Начав свою работу в 1965 году, Аэронавигационная комиссия учредила следующие исследовательские группы для оказания Секретариату помощи по вопросам, связанным со сцеплением:

a) с 1965 по 1974 год: Исследовательская группа по снегу, слякоти, льду и воде на аэродромах;

b) с 1974 по 1978 год: Исследовательская группа по эффективности торможения на ВПП;

c) с 1979 по 1994 год: Исследовательская группа по состоянию поверхности ВПП.

С 1972 по 1974 год ИКАО осуществляла руководство программой по оценке оборудования, применяемого для измерения эффективности торможения на ВПП, которая проводилась Канадой, Соединенным Королевством, Соединенными Штатами Америки, Союзом Советских Социалистических Республик, Францией и Швецией. На основе обработанных данных сокращенных испытаний было отмечено, что между тестируемыми устройствами существует некоторая степень корреляции, что эта корреляция варьируется в широких пределах для пар оборудования и при изменениях текстуры поверхности и что между измерительными устройствами существуют большие расхождения в точности измерений. Для устройств измерения сцепления были составлены корреляционные таблицы, касающиеся мокрых ВПП, а также ВПП, покрытых уплотненным снегом или льдом. Сложной проблемой для Комитета летной годности стала ситуация посадки, и в Техническом руководстве по летной годности (документ Doc 9051) были разработаны и опубликованы три метода посадки. На ранних стадиях разработки посадочных характеристик ожидалось, что между показаниями устройств измерения сцепления и дистанцией торможения воздушного судна удастся установить достаточно тесную корреляцию, чтобы можно было рассматривать сцепление с ВПП как эксплуатационную переменную. В 1976 году Комитет летной годности предложил трехуровневую систему, включающую сухую, нормальную и не соответствующую нормативам ВПП. Было признано, что с эксплуатационной точки зрения разграничение нормальных ВПП и не соответствующих нормативам мокрых ВПП ставит проблемы, которые еще не разрешены.

В 1981 году, реагируя на одно из замечаний, касавшихся рекомендаций Специализированного совещания AGA (AGA/81), Аэронавигационная комиссия признала, что Секретариат ИКАО должен вновь изучить критерии разработки оборудования для определения характеристик сцепления на мокрых ВПП. Основное внимание было уделено конструкции и задачам технического обслуживания, что позволило сначала задать уровень обслуживания, а впоследствии – и минимальный уровень сцепления. Связь с эксплуатационным аспектом попытались провести путем установления коэффициента дистанции торможения воздушного судна до остановки, равного двум, и введения термина "скользкая в мокром состоянии".

В 2001 году было опубликовано "Руководство по летной годности" (документ Doc 9760) с целью предоставить инструктивные указания по реализации положений, касающихся обеспечения летной годности и технического обслуживания, изложенных в Приложениях 6 и 8. Среди прочего, документ 9760 заменил собой документ 9051, где содержалась подробная техническая информация, на которую делались ссылки в документе 9137 "Руководство по аэропортовым службам", часть 2 "Состояние поверхности покрытия", дополняемую теперь основанными на технических характеристиках инструктивными указаниями в настоящем циркуляре. Что касается распространения информации о состоянии поверхности ВПП, то благодаря детальному предложению ИАТА, выдвинутому в 1963 году, в 1967 году был разработан и введен формат SNOWTAM ИКАО. Этот формат SNOWTAM не получил повсеместного признания и применялся государствами по-разному, в результате чего эксплуатанты и пилоты воздушных судов получали противоречивую информацию. [2, c.iv]

В настоящее время государства должны гарантировать соответствие аттестованных устройств измерения сцепления эксплуатационно-техническим критериям эффективности, установленным государством, с учетом таких факторов, как повторяемость и воспроизводимость, для отдельных устройств измерения сцепления. Повторяемость и воспроизводимость оборудования непрерывного измерения сцепления должна отвечать эксплуатационно-техническим критериям эффективности на основе измерений, проводимых на испытательной поверхности длиной в 100 м. Это значение соответствует длине, признанной ИКАО существенной для проведения работ по техническому обслуживанию и представлению данных. В настоящее время сообщается о возможности обеспечить производство таких установок с характеристиками повторяемости с погрешностью порядка ±0,03 и воспроизводимости с погрешностью порядка ±0,07 коэффициента сцепления. Однако еще не достигнуто международного консенсуса по вопросу о том, как выражать повторяемость и воспроизводимость в контексте измерений сцепления, которые будут использоваться в целях технического обслуживания поверхности на аэродромах и представления данных, несмотря на различия принципов расчета и измерения.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕТНОГО ПОЛЯ

Оценка состояния элементов летного поля производится по значениям величии, получаемых в процессе измерений, параметров оценки. К параметрам оценки состояния покрытий относятся: фрикционные свойства покрытий; вид осадков; толщина слоя осадков; доля площади покрытая загрязнениями.

Фрикционные (тормозные) свойства, покрытий оцениваются величиной коэффициента сцепления. Вид осадков оценивается кодовыми цифрами от 1 до 9 с соответствующей каждому числу описательной характеристикой осадков. Толщина слоя осадков оценивается числом, соответствующим толщине слоя в миллиметрах. Доля площади, покрытая осадками, оценивается в процентах.

Коэффициент сцепления в зависимости от применяемых средств определяется непосредственным отсчетом результатов измерений либо приведением результатов измерений к нормативным значениям с помощью корреляционных зависимостей. Оценка условий торможения может выполняться с помощью специальных приборов деселерометров, а при их отсутствии путем вычислений по результатам измерений дистанции или времени торможения транспортного средства.

Принцип работы деселерометров основан на фиксации максимального отклонения маятника при торможении транспортного средства.

На каждом оцениваемом участке ВПП выполняется не менее четырех измерений по правой и четырех измерений полевой линиям движения, отстоящим на 5...10 м от продольной оси ВПП. По результатам восьми измерений вычисляется среднеарифметическое значение нормативного коэффициента сцепления для участка, которое в качестве информативного значения записывается в "Журнал учета состояния летного поля". Численная величина значения нормативного коэффициента сцепления, полученная по методу измерения отрицательного ускорения, в большой степени определяется интенсивностью торможения (нажатия водителем на педаль тормоза) и состоянием настройки тормозной системы. При неоднородном состоянии покрытия измерения должны выполняться на участках с минимальными фрикционными свойствами.

Измерение коэффициента сцепления на отечественных аэродромах выполняется с помощью аэродромной тормозной тележки АТТ-2. АТТ-2 представляет собой комплект, состоящий из измерительной тележки и выносного блока аппаратуры визуальной регистрации.

По результатам показаний, занесенных в блокнот для каждого конкретного по длине участка ВПП при движении справа и слева от оси, вычисляется среднеарифметическая величина коэффициента сцепления для данного участка. Вычисленная для участка величина коэффициента сцепления с помощью таблицы 1 приводится к значению нормативного коэффициента сцепления, величина которого записывается в "Журнал учета состояния летного поля". Значения нормативного коэффициента сцепления отражают относительное улучшение или ухудшение эффективности торможения [3, c.206].

Таблица 1. Корреляционная таблица приведения значений коэффициента сцепления, полученных по АТТ-2, к значениям нормативного коэффициента сцепления

Таблица 2. Сравнительная характеристика расчетной эффективности торможения и коэффициента сцепления.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ ПОВЕРХНОСТИ ВПП

ИКАО устанавливает, что сообщение и распространение информации о состоянии поверхности ВПП осуществляется посредством следующих средств:

a) сборники аэронавигационной информации (AIP);

b) циркуляры аэронавигационной информации (AIC);

c) извещение для пилотов (NOTAM);

d) SNOWTAM;

e) регулярные и специальные метеорологические сводки по аэродрому (METAR/SPECI);

f) службы автоматической передачи информации в районе аэродрома (ATIS);

g) сообщения службы управления воздушным движением.

В сборнике Аэронавигационной информации Российской Федерации от 07 августа 2025 г. сказано, что состояние поверхности покрытия оценивается по величине нормативного коэффициента сцепления (расчетного (оценочного) сцепления). Между значениями «нормативного коэффициента сцепления» и «измеренного коэффициента сцепления» для идентичных состояний покрытий существует корреляционная зависимость в соответствии с приведенной таблицей:

Таблица 3. Корреляционная зависимость между значениями «нормативного коэффициента сцепления» и «измеренного коэффициента сцепления».

Для измерений коэффициента сцепления применяются средства измерений, прошедшие испытания с целью утверждения типа в соответствии с нормами регулирования Российской Федерации, определяющими государственные требования в области метрологии (требования к измерениям, средствам измерений и методикам измерений). Оценка состояния поверхности производится на протяжении всей длины ВПП по обеим сторонам от оси на расстоянии 3-10 м. Показания измеренного коэффициента сцепления с помощью корреляционной таблицы приводятся к значениям нормативного коэффициента сцепления.

Информация об условиях торможения для каждой трети ВПП, считая от торца приводится в виде числа кода (колонка 1 нижеприводимой таблицы). Соотношение между значениями чисел кода, значениями измеренных коэффициентов сцепления, значениями нормативных коэффициентов сцепления, расчетным (оценочным) сцеплением и эксплуатационными значениями приводятся в следующей таблице:

Таблица 4. Соотношение между значениями чисел кода, значениями измеренных коэффициентов сцепления, значениями нормативных коэффициентов сцепления, расчетным (оценочным) сцеплением и эксплуатационными значениями.

ВПП закрывается для полетов воздушных судов в случае нормативного значения коэффициента сцепления меньше 0.3 [5, c.11-20].

ATIS является очень важным способом передачи информации, освобождая оперативный персонал от регулярных обязанностей по передаче сведений о состоянии ВПП и другой важной информации летному экипажу. Слабым местом системы ОВД является актуальность информации. Дело в том, что летные экипажи обычно слушают сообщения ATIS на подлете, то есть примерно за двадцать минут до посадки, а при быстро меняющихся погодных условиях состояние ВПП за это время может существенно измениться.

Организация, ответственная за сбор данных и обработку эксплуатационно значимой информации, касающейся состояния ВПП, обычно передает эту информацию УВД, а УВД, в свою очередь, передает ее летному экипажу, если она отличается от ATIS. В настоящее время представляется, что только посредством такой процедуры возможно предоставлять своевременную информацию летному экипажу, особенно при быстро меняющихся условиях. В дополнение к своевременности информация, распространяемая через УВД, может содержать дополнительные сведения о наблюдаемых или прогнозных погодных условиях от метеорологической службы, еще даже до того, как они будут доступны посредством ATIS, а также информацию, собранную другими летными экипажами, к примеру, донесения об эффективности торможения. Этот механизм позволяет пилотам получать наилучшую информацию, имеющуюся в рамках действующей системы, для принятия правильных решений.

Наконец, в том случае, если это позволяют видимость и конфигурация аэродрома, УВД может в кратчайший срок предоставить летному экипажу свои собственные наблюдения, такие как быстрое изменение интенсивности дождевых осадков или наличие снега, несмотря на то, что это может рассматриваться как неофициальная информация. [2, c.36].

В таблице 5 можно увидеть соотношение показателей нормативного коэффициента сцепления, измеренного коэффициента сцепления и эффективности торможения.

Таблица 5. Сравнительные характеристики коэффициента сцепления и эффективности торможения, передаваемые в ATIS.

ВЫВОДЫ.

Сцепление (Friction) - сила противодействия, направленная вдоль линии движения между двумя соприкасающимися поверхностями. Характеристики сцепления поверхности – физические, функциональные и эксплуатационные качества или свойства сцепления, которые относятся к свойствам поверхности.

Коэффициент сцепления (Coefficient of friction) - отношение силы сцепления между двумя телами к силе нормального давления.

Эффективность торможения (Braking action) - термин, используемый пилотами для описания снижения скорости в результате тормозного усилия и путевой управляемости ВС

Измеренный коэффициент сцепления не отражает реального сцепления колес ВС с поверхностью ВПП, так как существуют две проблемы:

1. Различия между значениями коэффициента сцепления, измеренным различными средствами и методами на одной и той же поверхности.
2. Невозможность на сегодня получить наземными средствами измерения значения коэффициента сцепления, соответствующее с достаточной точностью сцеплению колес ВС с поверхностью ВПП ввиду сложной зависимости силы сцепления от многих факторов.

NASA и FAA разработали Международный индекс сцепления (IRFI), но как и CRFI, пригодный только для «зимних поверхностей».  

Комитет FAA по определению ВПХ и разработке правил и рабочая группа ИКАО по сцеплению работают над проблемой в направлении стандартизации сообщений для экипажа.

Не существует какой-либо общепризнанной взаимосвязи между измеренным коэффициентом сцепления и системной реакцией на ВС. Устройства измерения сцепления применяются на аэродромах в эксплуатации как средство оценочного определения сцепления с поверхностью при наличии на ВПП уплотненного снега и льда.

Ранее в рамках различных проектов государствами предпринимались попытки решить проблему гармонизации различных устройств измерения сцепления и их увязки с летными характеристиками воздушных судов. Вторая цель еще не достигнута в основном из-за сложности разработки системы, которая бы включала в себя универсально согласованную привязку ко времени для устройств измерения сцепления, а также из-за наличия проблем, связанных с повторяемостью и воспроизводимостью парка используемых устройств измерения сцепления

В настоящее время не существует общепризнанных процедур разработки методов и средств применения устройств измерения сцепления. Государства пошли по пути разработки таких методов и средств в привязке к местным условиям и располагаемому парку устройств измерения сцепления. Некоторые государства разработали процедуры для контроля связанных с этим факторов неопределенности и одобрили конкретные устройства измерения сцепления и способы их применения в связи с проектно-конструкторскими критериями и критериями обслуживания, установленными на государственном уровне. Некоторые из этих государств открыли доступ к подробной информации, касающейся применения ими устройств измерения сцепления, в сети Интернет, например в таких странах как США, Канада, Великобритания.

В международной практике производства полетов использование коэффициента сцепления ограничено, а основными характеристиками состояния ВПП для летной эксплуатации являются оценка загрязнителей (тип, площадь покрытия, толщина слоя) и эффективность торможения. Доказано, что для расчета ВПХ применение измеренного коэффициента сцепления корректно только для «зимних» поверхностей.

Необходимо стандартизировать сообщения о состоянии ВПП, чтобы предоставить летным экипажам такую информацию для определения ВПХ ВС с максимально возможной точностью.

С 1 марта 2026 года в Российской Федерации предусмотрено внедрение Глобального формата сообщаемых данных о состоянии поверхности ВПП (GRF) согласно приказу Минтранса России от 1 октября 2025 года №312. 

Согласно этому приказу, при эксплуатации аэродромов должна осуществляться передача лётному экипажу ВС данных о состоянии ИВПП в формате GRF.

Global Reporting Format (GRF) — это стандартизированная методика оценки и сообщения о состоянии поверхности взлётно-посадочной полосы (ВПП). 

Цель разработки GRF — снизить риск отклонений от полосы, обеспечив единое понимание состояния ВПП пилотами, контролерами воздушного движения и операторами аэропортов. 

Некоторые особенности формата:

• Оценка состояния ВПП. Её проводит обученный наблюдатель на аэродроме, когда на полосе есть вода, снег, слякоть, лёд или иней.
• Назначение кода состояния ВПП. Каждая треть полосы получает код от 0 до 6, где 6 означает сухую ВПП (хорошее торможение), а 0 — крайне плохие условия (например, мокрый лёд, почти полное отсутствие торможения).
• Описание загрязнения. К коду добавляется информация о типе загрязнения на участке ВПП, его глубине и проценте покрытия с использованием стандартизированных терминов и единиц.

Вводится новый единый формат доклада о состоянии ВПП - Runway Condition Code (RWYCC) с использованием матрицы Runway Condition Assessment Matrix (RCAM).  Формат объединяет NOTAM, SNOWTAM и AIREP и содержит следующую информацию (по каждой трети ВПП):

- долю ВПП, покрытую загрязнением;

- глубину слоя загрязнения;

- вид загрязнения;

- ограничения по используемой длине ВПП;

- об обработке ВПП реагентом;

- о состоянии РД и перрона, прилегающих к ВПП.

Приказ Минтранса России (Министерство транспорта РФ) от 01 октября 2025 г. №312 ""Об утверждении Федеральных авиационных правил "Правила эксплуатации аэродромов, вертодромов и посадочных площадок, предназначенных для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов, в зависимости от видов полетов воздушных судов и характеристик обслуживаемых воздушных судов"" вступает в силу с 1 марта 2026 г. и действует до 1 марта 2032 г.

Список литературы:

1. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации «Аэродромы» Том I Проектирование и эксплуатация аэродромов. Издание девятое, июль 2022 года.
2. Циркуляр ИКАО 329. Состояние поверхности ВПП: оценка, измерение и представление данных. ИКАО, 2012
3. Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской федерации (РЭГА РФ-94) Утверждено приказом Директора Департамента воздушного транспорта от 19.09.94 № ДВ-98 Москва "Воздушный транспорт" 1996
4. Приказ № 362 от 26.09.2012 г. Федеральные авиационные правила "Порядок осуществления радиосвязи в воздушном пространстве Российской Федерации" (с изменениями на 5 октября 2018 года).
5. Сборник аэронавигационной информации Российской Федерации -  Федеральное Агентство Воздушного Транспорта – Москва, 2025.

https://auth.caica.ru/ANI_Official/Aip/index.htm

6. Приказ №312 от 01.10.2025 г. Федеральные авиационные правила "Правила эксплуатации аэродромов, вертодромов и посадочных площадок, предназначенных для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов, в зависимости от видов полетов воздушных судов и характеристик обслуживаемых воздушных судов".