Анализ методов математического моделирования эвакуации пассажиров воздушного судна в аварийной ситуации

- отдел кадров направляет работников в цех, где происходит собеседование с начальником цеха;

- если работник соответствует необходимым требованиям, он зачисляется в цех и для него назначается испытательный срок, за который он должен подтвердить свою квалификацию.

5.1.3.4 Анализ рисков и их предотвращение

Факторы риска.

При внедрении в производство и при разработке нового рыночно ориентированного изделия сталкиваются со следующими трудностями:

- неопределимость в достижении результата;

- субъективность в интересах различных участников проекта, множественность критериев оценки.

Риск - мера изменчивости или неуверенности отдачи, которая складывается из ожидаемых поступлений и прибылей от инвестиций.

Чем рискованней операция, тем больший объём прибыли может быть получен.

При оценке рисков необходимо учитывать два фактора:

- объём финансирования;

- фактор времени.

Различают два вида рисков:

1) Диверсифицированный - это финансовый риск фирмы.

Зависит от нестабильности цен на материалы, нестабильности спроса на сбываемую продукцию, забастовок и т. д.

2) Не диверсифицированный - риск самой системы в целом.

Зависит от роста цен на энергоносители, политической нестабильности, инфляции, социальных конфликтов.

5.1.3.5 Меры предотвращения рисков

Для сокращения рисков возможно применение различных оговорок при заключении контракта.

Для сведения к минимуму диверсифицированных рисков устанавливают в контракте скользящую цену и формулу, по которой она должна рассчитываться.

Также цена выражается двояко:

- валютная цена (конвертируемая);

- валюта платежа (национальная валюта).

Для компенсации других типов рисков служит страхование.

Страхование - это финансовое обеспечение возможного ущерба, снижение или полная компенсация ущерба.

Также при поставке сырья, оборудования, готовых изделий необходимо заключать смежные связи, что во многом уменьшает степень риска предприятия.

5.1.3.6 Анализ конкурентоспособности проектируемого самолета

Данные для анализа конкурентоспособности представлены в таблице 5.1. Под сравниваемыми вариантами подразумеваются характеристики самолетов прототипов. В результате анализа делаем вывод, что проектируемый самолет является конкурентоспособным по приведенным характеристикам и по общим их показателям даже превосходит существующие аналоги, рассмотренные в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Анализ конкурентоспособности

№	Наименование показателей качества	Един. измер.	Коэф. весо-мости bi	Абсолютные показатели качества изделия
				Наше изделие	F-15	F-16	F/A-18	Су-27	МиГ-29М	Су-35	Торнадо ADV	Гипотети-ческий
1	Тяговооруженность	_	0,15	0,586	0,5	0,65	0,56	0,79	0,8	0,84	0,54	0,84
2	Коэффициент полезной отдачи	_	0,1	0,1	0,123	0,31	0,28	0,19	0,14	0,24	0,3	0,31
3	Скороподъемность	м/с	0,15	300	204	280	270	300	300	300	260	300
4	Max скорость	км/ч	0,25	2,7	2,5	2	1,8	2,35	2,35	2,5	2,2	2,7
5	Практический потолок	км	0,15	19	18,3	16,75	15,24	18,5	20	18	17	20
6	Удельная нагрузка на крыло	даН/м2	0,1	400	535	560	670	460	450	538	500	670
7	Цена изделия	млн. долл.	0,1	14,6	15	20	18	15	10	20	10	10

Относительные показатели качества изделия
Наше изделие	F-15	F-16	F/A-18	Су-27	МиГ-29М	Су-35	Торнадо ADV	Гипотетический
kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi	kij	kijЧ bi
0,7	0,105	0,6	0,09	0,77	0,12	0,67	0,1	0,94	0,14	0,95	0,143	1	0,15	0,64	0,09	1	0,1
0,32	0,055	0,4	0,04	1	0,1	0,9	0,09	0,6	0,06	0,45	0,045	0,77	0,077	0,97	0,097	1	0,1
1	0,15	0,68	0,102	0,94	0,141	0,9	0,135	1	0,15	1	0,15	1	0,15	0,87	0,131	1	0,15
1	0,25	0,93	0,23	0,74	0,185	0,67	0,17	0,87	0,22	0,87	0,22	0,93	0,233	0,81	0,2	1	0,25
0,95	0,18	0,92	0,138	0,84	0,126	0,76	0,114	0,93	0,14	1	0,15	0,9	0,135	0,85	0,13	1	0,15
0,6	0,06	0,8	0,08	0,84	0,084	1	0,1	0,69	0,069	0,67	0,067	0,8	0,08	0,75	0,075	1	0,15
0,69	0,082	0,67	0,067	0,5	0,05	0,56	0,056	0,67	0,067	1	0,1	0,5	0,05	1	0,1	1	0,1
Обобщающий показатель качества	0,882		0,747		0,81		0,765		0,846		0,874		0,875		0,823		1

5.2 Финансирование проекта: источники финансирования, доходы и затраты - расчет затрат на проектирование и производства, расчет себестоимости, прибыль цены, расчет минимальных собственных средств фирмы, определение точки безубыточности, расчет прямых, косвенных затрат

5.2.1 Источники финансирования

Так как данный самолет будет выпускаться на предприятии значительная доля в котором принадлежит государству, то для реализации проекта государство выделяет часть средств из государственного бюджета. Часть средств предприятие берет в виде кредита в банке. Часть средств может быть внесено в виде предоплаты за товар, Министерством Обороны.

5.2.2 Доходы и затраты

Расчет затрат на проектирование и производство.

Суммарные затраты на проектирование определяются по формуле:

, (5.1)

где Спр - затраты на проектирование, тыс. долл.; Кнво - коэффициент, учитывающий в затратах на проектирование налоги, обязательные взносы, отчисления, Кнво=1.61; mпл - масса планера самолета с оборудованием, включая массу целевой нагрузки и экипажа без массы силовой установоки, mпл = 23,4 т; г(М+1) - гамма-функция, Г(М+1) = 3,32336; М - максимальное число М полета, М = 2,7; - параметр, характеризующий вероятное отклонение случайной величины от числа М, = 0,0109;

40000 тыс. долл.

Затраты на изготовление каждого из опытных образцов определяются по выражению:

, (5.2)

где Vmax - максимальная скорость полета самолета, Vmax = 2700 км/час; N - порядковый номер опытного образца;

С1 изг = 1,5·1,61·(23,4)1.237·27000.699·1-0.2 = 29873 тыс. долл.;

С2 изг = 1,5·1,61·(23,4)1.237·27000.699·2-0.2 = 26000 тыс. долл.;

С3 изг = 1,5·1,61·(23,4)1.237·27000.699·3-0.2 = 23980 тыс. долл.;

С4изг = 1,5·1,61·(23,4)1.237·27000.699·4-0.2 = 22640 тыс. долл.;

С 5изг = 1,5·1,61·(23,4)1.237·27000.699·5-0.2 = 21650 тыс. долл.

Сумма затрат на изготовление пяти опытных образцов:

CNизг = 124143 тыс. долл.

Затраты на доводку и испытания опытных образцов определяются по формуле:

, (5.3)

где k = 1; nло = 5 - число опытных образцов,

Сисп.д. = 1,5·1,61·104·5-0.9·(1+0,01·2)·1 = 9165 тыс. долл.

Общие затраты ОКБ определяются по формуле:

Сокб = Спр+Сизг+Сисп.д. (5.4)

Сокб = 40000 + 124143 + 9165 = 173308 тыс. долл.

Стоимость проекта: 1,25·173308 = 216635 тыс. долл.

5.2.3 Расчет себестоимости, прибыли и цены самолета

Расчет полной средней себестоимости одного самолета из годового выпуска в Nшт проводится исходя из запланированного общего выпуска самолетов. Условно потребность в проектируемом самолете с учетом экспорта составляет 330 штук за общий период выпуска 10 лет. Этапы реализации проекта (серийный выпуск) представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Этапы реализации проекта (серийный выпуск)

Годы	1	2	3	4	5	6
Количество самолетов	5	15	40	70	100	100

Затраты на основные материалы, сырье и полуфабрикаты определяются по формуле

М0 = 1,95•3,413•104•mк0,103•N-0,12029, (5.5)

где mк - масса конструкции в тоннах, mк = 12,6 т.

Результат расчета представлен в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Затраты на основные материалы, сырьё и полуфабрикаты

Количество самолётов по годам выпуска	М0 на 1 самолёт, долл.	М0 на N самолётов, тыс. долл.
5	71191,79841	355,958992
15	62378,80465	935,6820698
40	55436,68717	2217,467487
70	51827,73417	3627,941392
100	49651,12186	4965,112186
100	49651,12186	4965,112186

Затраты на приобретение входящих готовых изделий, включая стоимость системы управления, бортовое оборудование и спец. оборудование определяются следующей зависимостью:

ПИ = 1,95 (-329 + 0,313•Mmax + 22,3•mПС) N-0.129, (5.6)

где mПС - масса пустого самолета, mПС = 21 т.

Результаты расчета представлены таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Затраты на приобретение готовых изделий

Количество самолётов по годам выпуска	ПИ на 1 самолёт, тыс. долл.	ПИ на N самолётов, тыс. долл.
5	222,0472498	1110,236249
15	192,7066744	2890,600116
40	169,8035597	6792,142386
70	157,9773709	11058,41597
100	150,8733485	15087,33485
100	150,8733485	15087,33485

Рассчитаем затраты на изготовление, ремонт и восстановление специальной технологической оснастки. Трудоемкость изготовления технологического комплекта оснастки определяется зависимостью:

Тк = M(1,5+0,05•mПС)•1,06n, (5.7)

где Тк _ трудоемкость изготовления технологического комплекта оснастки;

n _ общее количество двигателей, установленных на самолете.

Тк = 2,7(1,5+0,05 21)1,062 = 7,8 млн. нормо-часов.

Общие затраты труда на изготовление, ремонт и восстановление специальной технологической оснастки выражаются зависимостью:

ТОСН= Тк•К1•К2•К3•К4•К5, (5.8)

К1 = 2,27•10-3•N+0,64, (5.9)

К1 = 2,27•10-3•330 + 0,64 = 1,3891.

К2 = 1,2 - 0,005ч, (5.10)

К2 = 1,2 - 0,005•25 = 1,075.

К3 = , (5.11)

.

К4 = 1,51; К5 = 1

ТОСН = 7,8•1,3891•1,075•0,626•1,51•1 = 8,8 млн. нормо-часов.

Величина расходов на изготовление спецоснастки определяется по формуле:

(5.12)

тыс. долл.

где - стоимость производства одного нормо-часа специальной технологической оснастки, равная 2,7 долларов.

Затраты на изготовление, ремонт и восстановление специальной технологической оснастки, приходящейся на один самолет, выражаются зависимостью:

СОС=, (5.13)

тыс. долл.

Тогда для первого года выпуска СО = 5940 тыс.долларов; для второго СО = 17820 тыс.долларов, для всех остальных СО = 0.

Рассчитаем постановочные расходы, связанные с освоением в серийном производстве нового самолета и разработкой технологического процесса его изготовления. Величина постановочных расходов производится в процентах от затрат на специальную технологическую оснастку. Результаты расчета представлены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Определение величины постановочных расходов

Диапазон номеров самолетов	Суммарные затраты по количеству самолетов в диапазоне номеров	Суммарные затраты, тыс. долларов
с 1 по 2	2•0,44•1188	1045,44
с 3 по 50	48•0,43•1188	24520,32
с 51 по 80	30•0,4•1188	14256
с 81 по 300	220•0,33•1188	86248,8
с 301 по 330	30•0,3•1188	10692
Итого:	136762,56

Расчет постановочных расходов по годам выпуска самолетов представлен в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Постановочные расходы по годам выпуска самолётов

Год	Расчет затрат по годам выпуска	Затраты на годовой объем выпуска, тыс. долларов
1	(2•0,44+3•0,43) 1188	2577,96
2	15•0,43•1188	7662,6
3	(30•0,43+10•0,4) 1188	20077,2
4	(20•0,4+50•0,33) 1188	29106
5	100•0,33•1188	39204
6	100•0,33•1188	39204
Итого:	137831,76

Определим величину специальных расходов на проведение испытаний серийных самолетов. Эта величина по номерам выпущенных самолетов приведена в таблице 5.7, а по годам выпуска самолетов - в таблице 5.8.



Таблица 5.7 - Определение величины специальных расходов по номерам выпущенных самолётов

Диапазон номеров самолетов	Суммарные затраты по количеству самолетов в диапазоне номеров	Суммарные затраты, тыс. долларов
с 1 по 2	2•0,33•1188	784,08
с 3 по 50	48•0,3•1188	17107,2
с 51 по 80	30•0,29•1188	10335,6
с 81 по 300	220•0,2•1188	52272
с 301 по 500	30•0,19•1188	6771,6
Итого:	87270,48

Таблица 5.8 - Расчёты специальных расходов по годам выпуска самолёта

Год	Расчет затрат по годам выпуска	Затраты на годовой объем выпуска, тыс. долларов
1	(2•0,33+3•0,3) 1188	1853,28
2	15•0,3•1188	5346
3	(30•0,29+10•0,2) 1188	12711,6
4	(20•0,2+50•0,19) 1188	16038
5	100•0,19•1188	22572
6	100•0,19•1188	22572
Итого:	81092,88

Расходы на заработную плату, начисленную за работу по непосредственному изготовлению самолета, рассчитываются по формуле:

З0= 1,5•2,91•104•mк0,903•М0,66•N-0,32•КПР, (5.14)

где КПР - коэффициент, учитывающий повышение производительности труда рабочих за время от разработки проекта, когда ведется предварительный расчет цены самолета, до начала серийного производства, КПР = 1,08-7 = 0,583.

Расчет представлен в таблице 5.9.



Таблица 5.9 - Расходы на заработную плату

Количество самолётов по годам выпуска	З0 на 1 самолёт, долл.	З0 на N самолётов, тыс. долл.
5	288613,7967	1443,068984
15	203066,5014	3045,997521
40	148363,9175	5934,556699
70	124038,3889	8682,687221
100	110659,1906	11065,91906
100	110659,1906	11065,91906

Косвенные расходы цехов основного производства рассчитываются по формуле:

КРЦ = 1,92•3,04•З0•N-0,129. (5.17)

Расчет косвенных расходов представлен в таблице 5.10.

Таблица 5.10 - косвенные расходы цехов основного производства

Количество самолётов по годам выпуска	КРЦ на 1 самолёт, долл.	КРЦ на N самолётов, тыс. долл.
5	1368752,009	6843,760047
15	835790,2998	12536,8545
40	538068,2492	21522,72997
70	418517,1717	29296,20202
100	356584,3689	35658,43689
100	356584,3689	35658,43689

Косвенные общезаводские расходы определяются зависимостью:

КРЗ = 1,92•3,701•З0•N-0,359. (5.15)

Расчет косвенных общезаводских расходов представлен в таблице 5.11.



Таблица 5.11 - Косвенные общезаводские расходы

Количество самолётов по годам выпуска	КРЗ на 1 самолёт, долл.	КРЗ на N самолётов, тыс. долл.
5	1150819,389	5754,096945
15	545810,4399	8187,156598
40	280420,0543	11216,80217
70	191772,4577	13424,07204
100	150524,7114	15052,47114
100	150524,7114	15052,47114

Рассчитаем величины обязательных платежей, налогов, отчислений, включаемых в себестоимость продукции.

Затраты на основную и дополнительную заработную плату работников всех категорий промышленно-производственного персонала, включаемых в заводскую среднюю себестоимость самолета рассчитывается по формуле:

ЗППП = КЗ ППП (СОС+ПР+СР+ З0+ КРЦ+КРЗ), (5.16)

где КЗ ППП = 0,235.

Общая сумма обязательных взносов, налога на добавленную стоимость и однопроцентных отчислений на непредвиденные расходы рассчитывается по формуле:

. (5.17)

Отчисления на строительство, реконструкцию, ремонт и содержание автомобильных дорог определяется зависимостью:

ОДОР i•Ni= 0,01523•Сi Ni. (5.18)



Для расчета себестоимости годовой программы выпуска самолетов без отчислений на содержание дорог (Сi Ni), необходимо определить недостающие элементы этих затрат: краткосрочные банковские ссуды и проценты по ним.

Рассчитаем размеры краткосрочных банковских ссуд и затрат на оплату процентов по ним. Величина чистой прибыли по первому году серийного производства используется в соответствии с формулой:

Ni•СБ I = Ni•(Сбаз i-), при (i=2,n), (j=1,i-1) (5.19)

для расчета банковской ссуды второго года производства и т.д., до полного окончания расчетов по всем элементам всех лет выпуска самолетов в соответствии с десятилетней программой.

Величина затрат на оплату процентов по банковским ссудам составляет 25% от размеров ссуды, а именно 0,2•Ni•Сi.

Годовые затраты завода Ni•Сзi , включаемые в заводскую себестоимость продукции по всем годам выпуска самолетов, определяется по формуле:

Сз = М0 + ПИ+СОС+ПР+СР+ З0+ КРЦ+КРЗ+ОВЗ+НДС+НКОМ+ОДОР+ПКС. (5.20)

Годовые затраты завода, включаемые в заводскую себестоимость продукции по всем годам выпуска самолетов (без учета стоимости двигателей) определяются по формуле:

Ni•СП = 1,01•Ni•Сз. (5.21)



Рассчитаем себестоимость двигателей, приобретаемых для проектируемого самолета по формуле:

ЦДВ = 0,015•КНВО•КСХ•КС ДВ•Rmax•(3400-10), (5.22)

КС ДВ =, (5.23)

Rmax - тяга двигателя, даН; КСХ = 1,5, КНВО = 1,61;

- количество двигателей в серии,

= NC•nдв•(1+Кзем•hзем)•(1+Ксб)•, (5.24)

где nдв - количество двигателей, устанавливаемых на одном самолёте;

Кзем - коэффициент, приравнивающий время работы двигателя на земле и в воздухе, равный 0,2;

hзем - удельный вес времени работы двигателя на земле в общем лётном времени самолёта, равный 0,05;

Коб - коэффициент оборотного фонда двигателей данного типа, величина которого зависит от межремонтного ресурса двигателя, годовой наработки часов и времени пребывания двигателя в обороте; приближённо Коб = 0,2-0,3.

;

КС ДВ =;

тыс. долл.

Планируемая прибыль завода от реализации i-того годового выпуска самолетов рассчитываются в соответствии с формулой:

Ni•Пi= Р•, (5.25)

где Р - планируемая рентабельность от реализации одного самолёта серийным заводом, в процентах к его полной себестоимости (в данном случае принимаем Р = 25%).

Планируемый выпуск товарной продукции на i-тый год выпуска рассчитывается по формуле:

Ni•Цi= Ni•(СПi+Пi) или Ni= 1,25•Nс•Сi. (5.36)

Планируемая чистая прибыль завода от реализации i-того годового выпуска самолетов рассчитываются в соответствии с формулой:

Ni•Пчi= 0,7•Ni•Пi. (5.37)

Цена одного самолета рассчитывается из отношения:

Цci= . (5.38)

Вышеуказанные расчеты представлены в таблице 5.12.



Таблица 5.12 - Сводная таблица расчётов себестоимости продукции, стоимости двигателей, товарной продукции завода, цены самолёта и прибыли по всем годам выпуска

Количество самолётов по годам выпуска	5	15	40	70	100	100
NiСОСi	5940,00	17820,00	0,00	0,00	0,00	0,00
NiПРi	2577,96	7662,60	20077,20	29106,00	39204,00	39204,00
NiСРi	1853,28	5346,00	12711,60	16038,00	22572,00	22572,00
NiЗоi	1443,07	3046,00	5934,56	8682,69	11065,92	11065,92
NiКРЦi	6843,76	12536,85	21522,73	29296,20	35658,44	35658,44
NiКРЗi	5754,10	8187,16	11216,80	13424,07	15052,47	15052,47
Итого:	24412,17	54598,61	71462,89	96546,96	123552,83	123552,83
NiМоi	355,96	935,6821	2217,467487	3627,941392	4965,112186	4965,112186
NiПИi	1110,24	2890,6	6792,142386	11058,41597	15087,33485	15087,33485
Всего:NiCбазi	25878,36	58424,89	80472,50	111233,32	143605,27	143605,27
NiЗПППi	5301,34	11574,36	13806,55	18919,61	23730,49	23730,49
ВНОБЩi	38,17	83,34	99,41	136,22	170,86	170,86
NiCБi	25878,36	51717,44	66563,79	91523,24	115773,58	107401,42
NiПКСi	7763,51	15515,23	19969,14	27456,97	34732,07	32220,43
NiCi(без ОДОР)	33680,04	74023,46	100541,04	138826,51	178508,21	175996,56
NiОДОР	512,95	1127,38	1531,24	2114,33	2718,68	2680,43
NiCЗi	34192,99	75150,83	102072,28	140940,84	181226,89	178676,99
NiCПi(без двигателей)	34534,92	75902,34	103093,01	142350,25	183039,16	180463,76
2NiЦДВi	3793,40	3576,00	9536,00	16688,00	23840,00	23840,00
NiCПi(с двигателями)	38328,32	79478,34	112629,01	159038,25	206879,16	204303,76
NiЦСi	47910,40	99347,93	140786,26	198797,81	258598,95	255379,70
NiПi	9582,08	19869,59	28157,25	39759,56	51719,79	51075,94
NiПЧi	6707,46	13908,71	19710,08	27831,69	36203,85	35753,16
ЦСi	19582,08	16623,20	13519,66	12839,97	12585,99	12553,80

5.2.4 Расчет минимальных собственных средств фирмы

Рассчитаем минимальную сумму собственных средств фирмы, начинающей выпуск самолетов данного типа



ССОБ = (5.29)

ССОБ = тыс. долл.

В результате расчета установлено, что предприятие является прибыльным. В среднем цена самолета составляет 14617 тыс.долларов. При росте производственной программы цена будет снижаться.

5.2.4.1 Определение точки безубыточности

Для определения точки безубыточности построим графические зависимости выручки от программы выпуска и суммарных издержек производства от программы выпуска. Эти зависимости представлены на рисунке 5.2.

Формула расчета точки безубыточности в натуральном исчислении (в штуках):

Nбн = Зпост / (Ц - Зср.пер), (5.30)

где Зпост = 172276,76 тыс. дол - суммарные постоянные затраты, Ц = 14617 тыс. дол - средняя цена за самолет, Зср.пер = 3567,2 тыс.дол - средние переменные затраты на выпуск одного самолета. Таким образом, получаем:

Nбн = 172276,76/(14617-3567,2) 15 шт



Рисунок 5.2 - Зависимость затрат на производство и выручки от программы выпуска самолетов

То есть доход предприятия будет превышать затраты на производство при программе выпуска более 15 самолетов. Стоимость же производства до точки безубыточности составляет около 20 млн. долларов.

5.3 Полная себестоимость эксплуатации самолета

5.3.1 Расчет затрат на эксплуатацию самолета и себестоимости перевозки одной тонны груза на один километр пути

Производим расчет затрат на эксплуатацию самолета и двигателя и себестоимости перевозки одной тонны на 1 км пути.

5.3.2 Расчет прямых затрат

Расходы на амортизацию и капитальные ремонты на один час работы самолета определяются по формуле:



А1= 0,01•К1•Цс•, (5.31)

; (5.32)

А1= 0,01•1,065•14617000• долларов/час.

Расходы на амортизацию и капитальные ремонты на один час работы двигателя определяются по формуле:

, (5.33)

, (5.34)

= 0,233,

долл./час.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание планера определяются по формуле:

, (5.35)

долл./час.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание двигателей определяются по формуле: самолет аварийный посадка

, (5.36)

долларов/час.

Расходы по заработной плате летно-пилотажного состава (ЛПС):

долл/час.

Затраты на топливо, приходящиеся на час полета, определяются по формуле

, (5.37)

А6 = 1,51,04510(0,23626,976)2 / 0,8 = 250 долларов/час.

Прочие прямые расходы определяются по формуле:

А7 = 0,07•, (5.38)

А7 = 0,07 (6,25+1,57+128,6+83,7+100+250) = 39,91 долларов/час.

Прямые расходы, приходящиеся на один час полета, определяются:

А=, (5.39)

А = 570,12+ 39,91 = 610,03 долларов/час.



5.3.3 Расчет косвенных затрат

Косвенные расходы по эксплуатации самолета включают затраты по амортизации, текущему ремонту, и содержанию всех объектов аэродромов и аэропортов и плату наземного состава. Укрупнено определяются как

Б = 0,4 . (5.40)

Косвенные расходы на один час полета определяются зависимостью:

Б = 0,4•А = 0,4•610,03 = 244,01 долларов/час.

Полная себестоимость эксплуатации самолета на один километр пути рассчитывается по формуле:

СТКМ = (А+Б)/(mгр•Кз•Vp) (5.41)

СТКМ = (610,03+244,01)/(2,0•0,65•2700)= 0,244 долл/ткм.



6. РАЗДЕЛ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ [14]

6.1 Разработка аварийно-спасательного оборудования

Основные требования к системам аварийного покидания экипажем ЛА

К системам аварийного покидания предъявляют следующие требования: гарантирование безопасности абсолютных и относительных траекторий катапультного кресла; спасение экипажа при предельно возможных режимах полёта с величиной скоростного напора во всём диапазоне полётных высот от до ; высокая надёжность всех подсистем катапультного кресла (КК).

Перечисленные требования можно конкретизировать, поделив их на такие группы:

1. Гарантирование безопасности траектории, которая определяется безопасностью открывания аварийного выхода, движение кресла с лётчиком после отсоединения от ЛА, движение лётчика относительно кресла после отсоединения их друг от друга, приземление (приводнение), а также забрасывание на высоту, достаточную для раскрытия парашюта, при катапультировании с самолета, который находится на земле.

2. Обеспечение физиологического перенесения процесса катапультирования, которое достигается ограничениями перегрузок от энергозадавателя, перегрузок при торможении КК потоком воздуха после отсоединения от ЛА, угловых скоростей вращения кресла с лётчиком в свободном полёте, а также защитой лётчика от влияния скоростного напора.

3. Обеспечение безотказности срабатывания катапультных приборов исключением возможности ошибочных действий (уменьшение числа операций, необходимых для катапультирования до 1_2; использование унифицированного привода катапультирования; введение показателя необходимости катапультирования; безотказное срабатывание систем КК при влиянии всех возможных сочетаниях параметров физических условий; максимальной простотой эксплуатационного обслуживания (до полного выключения каких-либо эксплуатационных операций)).

Условие выбора системы аварийного спасения (САС) и её компоновки на авиационно-космическом ЛА (АКЛА)

Для выбора САС при проектировании необходимо учитывать: тип ЛА, режимы полёта, скоростные и высотные характеристики в момент катапультирования; позу, которую необходимо принять экипажу перед катапультированием; перегрузки, которые действуют на экипаж при катапультировании и после него; условия и средства, которые обеспечивают выживание экипажа после приземления (приводнения).

Антропометрические размеры тела человека являются входными при проектировании кабин ЛА и размещении в них членов экипажа. Главное внимание при определении размеров кабины, конечно же, уделяют неизбежному компромиссу между образованием максимальных удобств экипажа и отведением им минимальных объемов.

Для обеспечения положения глаза на линии обзора необходимо предусмотреть регулирование чашки КК в пределах 180 мм в вертикальном направлении.

У маневренных ЛА с большим энерговооружением угол наклона кресла в полёте может увеличиваться до 3060°С для лучшей переносимости нагрузок при маневрах или может быть заранее установленный на определённую величину. При этом для перегрузок в направлении голова-таз уменьшается, а в направлении спина-грудь увеличивается.

Стабилизирование движения КК

Движение катапультной системы «кресло-лётчик» может сопровождаться вращением вследствии отсутствия в КК статической стойкости и действия аэродинамических сил и тяги энергозадатчика. При выходе кресла в поток центр давления аэродинамических сил расположен ниже центра тяжести, это обусловлено возможностью кресла вращаться подголовником вперед. Тяга СМ способствует такому же направлению вращения.

Тяга разгонного двигателя (РД) может вызвать вращение системы катапультирования в любом направлении, поскольку центр тяжести системы «кресло-лётчик» может смещаться в зависимости от комплекции лётчика, наличие у него различного снаряжения.

Известно три способа стабилизации: применение аэродинамических средств (парашютов или щитков), систем с управляющим РД , механических систем.

Система фиксации лётчика

Система фиксации обеспечивает удобство пилотирования, защиту от удара в кабине при вынужденной посадке ЛА, обеспечивает правильное положение лётчика в кресле при катапультировании, предотвращает также срыв рук и разбрасывание ног при действии скоростного напора и инерционных сил.

Парашютная система КК

Современное КК поставляется двух- или трёхкаскадной парашютной системой, которая содержит в себе стабилизирующий, второй стабилизирующий (может отсутствовать) и основной парашюты.

Необходимо учитывать, что парашют можно использовать в пределах определённого скоростного набора и в момент введения система должна находиться на высоте, достаточной для наполнения купола и гашения скорости снижения до скорости приземления (56 м/с), допустимой для человека.

Схема действия парашютной системы:

1. В момент катапультирования включается устройство автоматики, установленное в кресле, а от кресла отделяется стабилизирующий парашют, который работает на протяжении заданного времени.

2. Устройство времени разъединяет замок, который удерживает первый стабилизирующий парашют на кресле. Вследствие этого первый стабилизирующий парашют отсоединяется от кресла и вводит в действие второй стабилизирующий (тормозной) парашют. За время движения с первым стабилизирующим парашютом скорость кресла уменьшается, поэтому для обеспечения эффективности действия площадь тормозного парашюта больше, чем площадь стабилизирующего, в несколько раз. Второй стабилизирующий парашют должен погасить скорость движения КК до величины, допустимой для раскрытия основного спасательного парашюта при катапультировании на малой высоте, и обеспечить стабилизированное падение лётчика с креслом с большой высоты.

3. Через заданное время с момента катапультирования на маленькой высоте второй стабилизирующий парашют отсоединяется от кресла и вводит в действие основной парашют. В это же время размыкаются замки привязанной системы, что удерживают лётчика в кресле. Купол парашюта тормозит движение лётчика, вследствие чего кресло отделяется от лётчика и уходит вперед, устраняя возможность их столкновения. При катапультировании на большой высоте прибор не срабатывает до того времени, пока кресло с лётчиком на втором стабилизирующем парашюте не достигнет заранее определённой высоты. При достижении этой высоты вводится основной парашют.

6.1.1 Катапультное кресло К-36

Комплекс средств индивидуального жизнеобеспечения и аварийного спасения летчика для самолета, обладающего определенными диапазонами скоростей и высот полета, высокой маневренностью, а также другими особенностями (например, вертикальный взлет и посадка), должен обеспечить высокую работоспособность летчика при выполнении им профессиональных задач, в т.ч. в экстремальных условиях (высокоманевренный бой, разгерметизация кабины и т.п.), и обеспечить безопасность катапультирования при аварии во всей области полетных режимов.

Решение этой проблемы потребовало всесторонних исследований в области физиологии человека, аэродинамики плохообтекаемых тел, баллистики, поиска оптимальных, подчас нетрадиционных конструкторских и технологических решений, создания уникальной экспериментальной базы, разработки методов расчета и испытаний.

Созданные "Звездой" катапультируемое кресло К36 и ряд его модификаций, по признанию специалистов, в том числе иностранных, обладают лучшими в мире техническими характеристиками.

Сотни летчиков обязаны своей жизнью креслам типа К36, при этом важно отметить, что благодаря высокой надежности кресла и развитой системе средств безопасности, исключающей травматизм, в абсолютном своем большинстве они продолжили свою профессиональную деятельность. Это не только гуманно, но и экономически выгодно, так как процесс подготовки летчиков связан с большими затратами.

Изложенные выше обстоятельства с одной стороны и коренное изменение экономической ситуации в России с другой, а также понимание необходимости сохранения и дальнейшего развития научно-технических коллективов "Звезды" и смежных предприятий, прежде всего в интересах будущего ВВС России, потребовало усилить работы в этой области и сделать все возможное, чтобы преодолеть жесткую конкуренцию и выйти на уже занятый международный рынок средств спасения.

В 1993-1995 гг. НПП "Звезда" по заказу министерства обороны США провело с участием американских специалистов ряд демонстрационных испытаний кресла К-36Д в комплекте с защитным снаряжением и кислородным оборудованием ККО-15. Выполненные на российских и американских испытательных базах 17 катапультирований в диапазоне скоростей 0...1350 км/ч, высот 0...17 км и чисел М = 0...2,5, а также на больших углах атаки б = 30 и скольжения в = 20 прошли успешно. Полностью подтверждены заявленные характеристики кресла К36Д. Общее признание получил наш комплексный подход при создании систем аварийного покидания, при котором на этапе проектирования и испытаний создаются равнопрочные составляющие элементы интегрированной системы (кресло, защитный шлем, кислородная маска и т.п.). Успешное проведение демонстрационных испытаний, непревзойденные характеристики русского кресла обеспечили дальнейшее развитие совместной работы.

В 1996 г. "Звездой" было взято обязательство продемонстрировать возможность адаптации кресла типа К36Д к американским требованиям. Основные из них: размещение в кресле пилотов - мужчин и женщин, снижение массы кресла, обеспечение минимально-безопасных высот катапультирования (не хуже, чем позволяет ACES-II - стандартное кресло ВВС США). В результате проведенных "Звездой" к тому времени исследований и конструктивных разработок в интересах ВВС России нового базового кресла К36Д-3,5 комплекса СКС-2000 (интегрированный комплекс систем жизнеобеспечения и аварийного спасения экипажей для самолетов нового поколения) были взяты обязательства в чрезвычайно короткий срок (24 мес.) адаптировать к американским требованиям версию катапультируемого кресла К36Д-3,5А и провести в первой половине 1998 г. демонстрационные испытания на базе ВВС США Холломен.

Особое внимание при создании К36Д-3,5 было направлено на поиск конструктивных решений, позволяющих без существенного усложнения конструкции кресла получить качественно новые свойства: обеспечить безопасность катапультирования на предельно малых высотах, на динамических режимах, при неблагоприятных положениях самолета в пространстве, существенно снизить массу кресла, обеспечить низкую стоимость кресла и его эксплуатации. Большое внимание было уделено проблемам эргономики кресла, как для мужского, так и женского летного персонала.

Статистика катапультирований на креслах типа К36 показывает, что 80 % катапультирований выполнены на скоростях полета до 650 км/ч, 3 % - более 1000 км/ч, по два случая - на 13001350 км/ч и при числе М = 2,6 (Н = 17 км). Особо следует отметить значительное число катапультирований на динамических режимах, в частности, на больших углах крена (60).

Анализ статистики и опыта эксплуатации кресел К36 на различных самолетах, в том числе на самолетах вертикального взлета и посадки, позволяет сформулировать основные требования к средствам аварийного покидания, которым должны удовлетворять катапультируемые кресла следующего поколения:

Комплексный подход к проектированию и созданию системы спасения (совместимость и равнопрочность элементов комплекса системы жизнеобеспечения и катапультируемого кресла).

Размещение пилотов всего антропометрического ряда (в том числе и женщин). Комфорт. Обзор.

Безопасное катапультирование на режимах:

горизонтальный полет Vi = 0...1400 км/ч; Н = 0...20 км;

число М < -3; (Vi = 0...1300 км/ч; Н = 0...20 км);

число М < -2,5 - при применении облегченного снаряжения;

маневр ni = -2...+4; Vi = 0,8Vi max; вращение wx = 3...6 с-1; неблагоприятное пространственное положение самолета б = 30, в = 20, г = 180;

предельное уменьшение высоты безопасного катапультирования (автоматическая адаптация кресла к режимам полета и пространственному положению самолета).

Возможность автоматического катапультирования (для обычных режимов взлета и посадки и вертикального взлета).

Модульная конструкция базового кресла.

Простота конструкции, надежность, технологичность, низкая стоимость кресла и его обслуживания.

Минимальная масса и габариты кресла.



Рисунок 7.1 - Катапультное кресло К36Д

При этом учитывалась тенденция постоянного роста маневренных характеристик самолетов, в том числе освоение режимов полетов на больших углах атаки и скольжения. Современные технологии "Звезды" позволили уже сегодня создать семейство катапультируемых кресел, удовлетворяющих поставленным требованиям.

В креслах К36Д-3,5 (К36Д-3,5А) сохранены все конструктивные элементы, обеспечивающие высокую степень безопасности пилота (исключение травматизма) в процессе катапультирования, реализованные в кресле К36Д.

Кроме того, на креслах расширен диапазон регулировки по росту (85 мм в К36Д-3,5 и 95 мм в К36Д-3,5А), введена двухпозиционная спинка кресла, улучшающая его эргономическое качество (удобство работы в кабине, обзор верхней и задней полусферы и т.д.); разработана новая система управления движением кресла в поперечной плоскости (двигатели бокового разворота), применена многопрограммная электронная система управления креслом (связанная с информационной системой самолета), позволяющая оптимизировать работу всех систем кресла в зависимости от режима полета самолета (V, H, Vy и др.) и его пространственное положение в момент катапультирования. На креслах впервые применена автоматизированная система управления энергодатчиков в зависимости от массы летчика. Для снижения потребного резерва высоты безопасного катапультирования предусмотрены режимы ускоренного (сразу после отделения кресла от самолета) ввода парашюта и отключение ракетного двигателя при больших кренах самолета (случай катапультирования в сторону земли на малых высотах).

Следует заметить, что проблема обеспечения безопасного катапультирования на малых высотах не может быть полностью решена только за счет совершенствования кресла. При покидании планирующего или пикирующего самолета потеря высоты складывается из трех составляющих: потери времени на принятие летчиком решения; на открытие аварийного выхода; на катапультирование и раскрытие парашюта. Многочисленные тесты с летчиками, в том числе и с испытателями, показывают, что основная потеря времени определяется "человеческим фактором".

Поэтому ключевым моментом в решении проблемы спасения пилотов на малых высотах является оснащение самолетов как с вертикальным, так и с обычным взлетом и посадкой системой автоматического катапультирования. В свое время эффективность внедрения системы автоматического катапультирования на СВВП Як-36 и Як-38 превзошла все ожидания (были спасены все 100 % летчиков при авариях самолетов на взлете и посадке).

Рост маневренных качеств самолетов, внедрение управления вектором тяги, и, как следствие, освоение полетов на больших углах атаки и скольжения усложняет проблему обеспечения безопасности пилотов при катапультировании на динамических режимах и при неблагоприятном пространственном положении самолета.

При катапультировании из вращающегося самолета (wx = 3...6 с-1) на кресло и пилота действуют дополнительные нагрузки от инерционных сил, в том числе связанных с вращением и эффектом Кориолиса. Для кресел типа К36, снабженных жесткими стабилизирующими устройствами, эффективной системой притяга пояса и плеч, ограничителями разброса рук, которые хорошо удерживают торс пилота от "выпадания" из кресла, средствами подъема голеней ног и их фиксации, - катапультирования на режиме wx = 3 совершенно безопасны. По нашей оценке, допустимая скорость wx может быть увеличена до 4,5 с-1. Дальнейшее увеличение, возможно, будет связано с необходимостью существенного упрочения кресла и увеличения его массы.

Катапультирование на больших углах атаки самолета не вносит каких-либо проблем для кресел типа К36. Жесткая система стабилизации кресла быстро "переведет" его на балансировочный угол атаки, при этом произойдет резкое снижение перегрузки, действующей на летчика в направлении оси OY.

К наиболее неприятному фактору, снижающему безопасность катапультирования, следует отнести угол скольжения самолета. При больших углах (b = 20є) и значительной скорости полета (700 км/ч) при катапультировании могут возникнуть проблемы с фиксацией ног, рук, удержания торса в кресле, с нагрузками на шею, а также проблемы стабилизации кресла. Эти проблемы на креслах К36Д-3,5 (К36Д-3,5А) минимизированы по сравнению с креслами, использующими тормозной парашют. Проведенные летные испытания и анализ показывают, что кресла нового поколения К36Д-3,5, в том числе его американская версия (К36Д-3,5А) с жесткой системой стабилизации, средствами безопасности и адаптации к массе летчика в целом наиболее приспособлены для обеспечения безопасного катапультирования мужского и женского летного персонала, как на "динамических", так и на обычных режимах полета. Они полностью соответствуют сформированным выше требованиям. Безопасность катапультирования на этих креслах выше, чем на других, подтверждается значением "радикала", принятого в методиках США при оценке кресел.

Эти кресла имеют также самое высокое значение весовой отдачи и, что особенно важно, являются базовыми для целого семейства кресел. Благодаря модульной конструкции, на их базе могут быть построены (как в исполнении для ВВС России, так и в версии, адаптированной к требованиям США), по крайней мере, еще три дочерних кресла: К36Л-3,5 - для штурмовиков и бомбардировщиков (Vi = 0...1100 км/ч, Н = 0...20 км, m = 71 кг (масса без кислородного оборудования, аварийного запаса и привязной системы, как это принято за рубежом); К36В-3,5 - для СВВП (Vi = 0...1100 км/ч, Н = 0...20 км, m = 75 кг); К36ЛТ-3,5 - для реактивных УТС (Vi = 0...950 км/ч, Н = 0...15 км, m = 50 кг).

Первая упрощенная версия кресла К36ЛТ-3,5 (заводской шифр К-93) прошла полный цикл заводских и государственных испытаний, эксплуатируется на самолетах МиГ-АТ и предусмотрена к установке на Як-130. Базовое кресло К36Д-3,5 успешно прошло испытания и в конце 1998 г. поступило на вооружение ВВС России.

Многолетняя эксплуатация и статистика применения подтвердила правильность заложенных в систему конструкторских решений. Сотни летчиков обязаны ей своей жизнью. Известны случаи, когда летчики катапультировались дважды, даже трижды, и все они продолжают летать. Сегодня катапультируемые кресла установлены практически на всех современных боевых самолетах.



Специальное задание

7 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭВАКУАЦИИ ПАССАЖИРОВ В АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ

Введение

Значительный интерес представляет решение проблемы понимания законов движения больших групп людей в экстремальных условиях и управления ими. Эта тема становится еще более актуальной, если в качестве одного из условий принять наличие стрессовой ситуации (ограничение по времени выполнения конечного движения, наличие фактора угрожающего жизни или здоровью людей и др.). Такая постановка задачи очень актуальна как при проектировании новых самолетов, так и для повышения безопасности эксплуатации уже существующих воздушных судов. [15]

Тенденции развития современного самолетостроения направлены на увеличения количества пассажиров, перевозимых за один рейс. Для улучшения комфортности условий перелета современные самолеты оснащаются значительным количеством бытового оборудования. Такой подход приводит к усложнению авиационной техники, усложнению ее систем, что, в свою очередь, приводит к снижению надежности ЛА. Таким образом, увеличение количества пассажиров с одновременным снижением надежности АТ приводит к росту вероятности появления авиационного происшествия (катастрофы).

Авиационное происшествие (катастрофа) может быть со значительными разрушениями конструкции самолета и гибелью пассажиров и экипажа, а также возможными жертвами на земле. В таком событии невозможно предусмотреть спланированную эвакуацию людей из ЛА. Так как возможно значительное разрушение конструкции, то покидание выжившими людьми потерпевшего аварию самолета вероятно и через разрывы и проемы в конструкции, появившиеся после аварийной посадки.

Авария предполагает аварийную посадку без людских жертв. В этом случае как можно более быстрая эвакуация людей из неисправной машины необходима для предотвращения катастрофы.

Таким образом, на сегодняшний день весьма актуальной является задача оптимизации покидания пассажирами аварийно приземлившегося самолета. В литературе имеется большой объем информации о вопросах эвакуации людей из архитектурных сооружений. Анализ этих методов позволит модифицировать их для нужд авиационной техники с учетом ее особенностей: сложность конструкции, ограниченность пространства, высокая плотность людского потока, ограниченная видимость, реальная угроза полного разрушения ЛА в короткие сроки.

7.1 Методы расчета времени покидания помещений

7.1.1 Метод Хелбинга [16]

Очень опасна ситуация, когда большое количество людей охватывает паника -- такая группа людей неконтролируема и стремится спастись любым способом, даже за счет жизни других людей. Пытаться управлять такой толпой бессмысленно -- разумнее всего предсказать ее поведение, чтобы заранее обезопасить людей. Команда ученых во главе с ученым Дирком Хелбингом создали математическую модель поведения толпы в панике. Причем в модели обыгрывались разные варианты -- появление на пути такой толпы суженных участков коридора, колонн и других препятствий. Учитывались даже такие факторы, как стремление людей удаляться от стен и других людей, обходить упавших, хаотично двигаться, искать выход самостоятельно и бессознательно следовать за собратьями, повинуясь стадному чувству. Так, например, в комнате с двумя выходами очень мало находится людей, которые не будут повиноваться стадному инстинкту, и не будут направляться в одну дверь. На основе такого моделирования ученые пришли к выводу, что одно из решений, которое поможет решить проблему паникующей толпы, является строительство небольших барьеров напротив выхода. Такие барьеры будут способствовать рассеиванию толпы, а не создавать давку и тем самым снизят количество нелепых смертей.

Хелбинг предложил модель, базирующуюся на физических и социально-физиологических силах и описывающую поведение толпы в экстремальных ситуациях. Она основывается на системе частиц, где каждая частица i массы имеет скорость , желаемое направление , в соответствии с которым пытается адаптировать свою текущую скорость в рамках интервала времени . Помимо этого, частицы пытаются держать определенную дистанцию от других частиц j и стен w на основе сил взаимодействия и . Изменение скорости во времени t определяется следующим выражением:

(7.1)

Эта модель позволяет создать реалистичную имитацию поведения толпы на выходе.

7.1.2 Метод Р.В. Гребенникова [16]

Рассмотрим метод, предложенный Р.В. Гребенниковым. Основная цель -- создание модели для изучения влияния индивидуальных характеристик отдельных объектов на общую эффективность эвакуации и влияние их на локальные взаимодействия объектов. Отправной точкой создания данной модели является обобщенная модификация модели Хелбинга, позволяющая учитывать индивидуальные характеристики объектов и групп.

Обобщенная модель, основанная на модели Хелбинга, позволяет учесть тот факт, что люди в толпе могут поступать по-разному, в зависимости от индивидуальных характеристик и групповой структуры. Для примера, любители адреналина менее подвержены панике в экстремальных ситуациях. Также, в зависимости от групповой структуры, индивидуальное поведение некоторых объектов может меняться в попытке спасти других членов группы.

Популяция объектов создается путем генерации разнородных объектов с различными характеристиками:

ID -- идентификатор объекта;

IDFamily -- идентификатор группы объектов;

DEi -- уровень зависимости объекта от других объектов;

ALi -- Уровень альтруизма, т.е. тенденции помогать другим объектам в группе;

-- желаемая скорость объекта.

Пытаясь смоделировать эффект уровня зависимости индивидуального объекта, вычисляется как функция от DEi и максимальной скорости :

(7.2)

Если уровень зависимости DEi равен 1, т.е. объект полностью зависим, то его скорость будет равна нулю. Это является правдивым для инвалидов, маленьких детей и т.д. В случае , в результате обобщенная модель сведется к оригинальной модели Хелбинга.

Формирование групп основывается на Fai (силе альтруизма), которая реализована как взаимодействие между двумя или более объектами в рамках одной группы. Результирующий вектор представлен как:



(7.3)

Вектор dij -- являет собой дистанцию между двумя объектами, а вектор dip -- дистанция между ведущим объектом и дверью. K -- константа, еij -- общий вектор движения.

Таким образом, чем больше значение ALi, тем больше результирующая сила альтруизма.

Анализ результатов моделирования проводился в два этапа. На первом анализировалось влияние параметров AL и DE на итоговый поток эвакуирующихся людей. А на втором анализировались различные выходные потоки людей при различном распределении параметров популяции.

Вариант популяции A представляет собой модель Хелбинга, т.е. все объекты считаются одинаковыми без признаков альтруизма и зависимости. Популяция B представляет собой довольно сложную ситуацию, в которой большинство объектов альтруистичны, но также и зависимы. Таким образом, такие агенты пытаются помочь окружающим, но их способность выбраться довольно ограничена. Популяция C довольно эгоистична, а популяция D описывается нормальным распределением. Популяция E -- альтруистична, но объектов, которым необходима помощь, немного.

Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод, что полученная модель позволяет симулировать различные типы популяций, например школьников (В) или подготовленных людей (Е).

В результате симуляции, проведенной в соответствии с предложенным алгоритмом, наблюдается группировка отдельных объектов, оказывающая, в конечном итоге, влияние на скорость потока на выходе.

Выводы:

1. Метод Гребенникова Р.В. позволяет учесть некие психологические факторы, возникающие в человеческой массе при эвакуации, скорость перемещения людского потока, условия формирования групп людей.

2. Метод Гребенникова Р.В. не учитывает изменение геометрии помещения, индивидуальные особенности групп людей, ограниченность видимости.

7.1.3 Метод расчета, согласно строительным нормам и правилам (СНиП 11-2-80) "эвакуации людей из зданий и помещений" [17]

Расчетное время эвакуации определяется в следующем порядке.

В соответствии с требованиями главы СНиП 11-2-80 эвакуационные пути должны обеспечивать эвакуацию всех людей, находящихся в помещениях зданий и сооружений, в течение необходимого времени эвакуации. Время, в течение которого все люди могут выйти из помещения или из здания, определяют расчетом и называют расчетным. Время, в течение которого еще возможна эвакуация людей в безопасных условиях, называют необходимым временем эвакуации и определяют по таблицам, СНиП 11-2-80.

Для обеспечения безопасной эвакуации людей из помещений и зданий расчетное время эвакуации tp должно быть меньше необходимого времени эвакуации людей tнб: tp?tнб.

Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий определяют исходя из протяженности эвакуационных путей и скорости движения людских потоков на всех участках пути от наиболее удаленных мест до эвакуационных выходов.

При расчете весь путь движения людского потока делят на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш) длиной li и шириной уi.

Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел, столами и т. п. Длина и ширина каждого участка пути эвакуации принимается по проекту. Путь по лестничной клетке определяется длиной маршей. Длина пути в проеме принимается равной нулю при толщине стены менее 0,7 м.

Расчетное время эвакуации людей tp определяют как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути ti по формуле:

. (7.4)

Время движения людского потока по первому участку пути:

, (7.5)

где vi -- скорость движения людского потока.

Плотность потока на этом участке пути D1 определяют по формуле:

, (7.6)

где N1 -- количество людей на первом участке;

f -- средняя площадь горизонтальной проекции человека: взрослого в летней одежде -- 0,1 м2, взрослого в зимней одежде -- 0,125 м2, подростка -- 0,07 м2.

Интенсивность движения людского потока, 1/мин или чел/мин:

. (7.7)

Интенсивность движения не зависит от ширины потока и является функцией плотности.

Пропускная способность потока:

, м2/мин. (7.8)



Величину скорости движения людского потока v1 на участках пути, следующих после первого, определяют в зависимости от интенсивности движения потока. Интенсивность движения потока по каждому из участков:

, (7.9)

где уi, уi-1 -- ширина рассматриваемого i--го и предшествующего i--му i -- 1 участку пути, м;

qi, qi-1 -- значения интенсивности движения потока по рассматриваемому i и предшествующему i -- 1 участкам пути, м/мин.

Если qi меньше или равно qmax, то время движения на участке пути следует определять по формуле:

. (7.10)

Если значение qi больше qmax, то ширину уi данного участка пути следует увеличить так, чтобы соблюдалось условие qi ? qmax.

При невозможности выполнения этого условия интенсивность и скорость движения потока по участку пути i определяют при значении D = 0,9.

При слиянии в начале участка i двух и более людских потоков интенсивность движения определяют по формуле:

, (7.11)

где qi-1 -- интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин;

уi-1 -- ширина участков пути до слияния, м;

уi -- ширина рассматриваемого i участка пути, м.

Если значение qi больше qmax, то ширину уi данного участка пути следует увеличить.

Выводы:

1. Метод СНиП 11-2-80 позволяет учесть плотность людского потока.

2. Метод СНиП 11-2-80 не позволяет учитывать геометрию помещений, психологические факторы, возникающие в человеческой массе при эвакуации, особенности групп людей, ограниченность видимости.

7.1.4 Метод расчета, согласно СНиП 35-01-2001

«доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения» [18]

Маломобильные группы населения (МГН) -- люди, испытывающие затруднения при самостоятельном передвижении, получении услуги, необходимой информации или при ориентировании в пространстве. К маломобильным группам населения здесь отнесены: инвалиды, люди с временным нарушением здоровья, беременные женщины, люди старших возрастов, люди с детскими колясками и т.п.