Без права на ошибку. Лютик — об инженерии в авиации

Фото: предоставлено героем публикации

По данным международной организации гражданской авиации (ИКАО), около 30% авиапроисшествий случаются из-за отказов и неисправностей авиационной техники. При этом, согласно анализу компании Boeing, значительная часть эпизодов происходит из-за ошибок проектирования оборудования.

Как проектируются авиационные системы, которые должны работать без права на ошибку? Об этом поговорили с Константином Лютиком — инженером-разработчиком электронных систем с 15-летним опытом проектирования авиационных, аэрокосмических и транспортных электронных механизмов, который прошел путь от простого инженера до ведущего специалиста и руководителя отдела. Одним из наиболее значимых его проектов стало создание устройства объективного контроля средств опознавания. Разработка позволила регистрировать, как работает оборудование непосредственно во время полета, и дала возможность детально анализировать причины отказов в реальных условиях. Помимо авиационной отрасли, Константин внес вклад в освоение космоса. При его ключевом участии для Роскосмоса была разработана и запатентована высокоточная система сбора и обработки данных для испытаний космических аппаратов. На протяжении своей карьеры Константин отвечал за полный жизненный цикл сложных инженерных проектов, а сегодня занимается созданием новых аппаратных продуктов в команде умных устройств Яндекса.

Константин, инженер в авиации несет ответственность за тысячи жизней. Cкажите, как инженеры-разработчики прогнозируют возможные отказы?

Значительная часть работы инженера связана с анализом рисков и поиском потенциальных отказов еще до появления готового изделия. Гипотезы выстраиваются за счет многочисленных математических расчетов. При проектировании приходится учитывать не средние параметры, а наихудшие сценарии работы. Такой инженерный подход со временем становится частью мышления и в обычной жизни: привычка анализировать риски и возможные сценарии помогает принимать решения, хотя иногда приводит к излишнему вниманию к потенциальным проблемам.

Даже при тщательной проектировке бывает так, что оборудование не приходит испытания. Вы создали на научно-производственном объединении «Радиоэлектроника» устройство, которое пишет сигналы системы опознавания во время полета, благодаря чему специалисты могут детально анализировать причины неисправностей. Объясните простым языком, как это работает?

Раньше инженеры могли судить о причинах неисправностей только по внешним признакам. Если во время испытательного полета возникал сбой, было очень сложно понять, что именно произошло внутри системы и на каком этапе возникла проблема. Многие ситуации вообще невозможно было воспроизвести в лаборатории, поэтому предположения строились по косвенным данным.

Это же устройство во время полета непрерывно записывает все ключевые внутренние параметры работы оборудования: сигналы, команды управления, служебную информацию и реакции отдельных модулей системы. Такой подробный отчет помогает расшифровать записанные данные и шаг за шагом восстановить всю последовательность событий, благодаря чему специалисты могут назвать точную причину появления неисправности и исправить ошибку.

Созданное вами устройство активно применялось при испытаниях авиационной техники, включая вертолёты Миля и Камова, и помогло устранить ряд критически важных проблем. Чем оно отличается от существующих аналогов?

Главное отличие — в глубине анализа. Устройство записывает внутренние сигналы, команды управления и параметры работы систем непосредственно во время полета, позволяя увидеть полную картину происходящего в реальных условиях эксплуатации. Прошлые поколения подобных разработок не могут охватить такое количество команд. Это существенно затрудняло поиск и устранение проблем на этапе испытаний.

Для Роскосмоса вы создали отечественный испытательный комплекс, который не зависит от зарубежного оборудования и обеспечивает высокоточную обработку сигналов с множества датчиков. И авиация, и космическая отрасли очень ответственные. Но где все-таки инженеру приходится сложнее?

Везде цена ошибки чрезвычайно высока. Разница, скорее, в условиях эксплуатации и возможностях исправить проблему.

В авиации техника постоянно взаимодействует с людьми и окружающей средой, поэтому огромное значение имеют надежность оборудования, человеческий фактор и способность системы безопасно работать в самых разных ситуациях. В космосе ситуация другая: после запуска доступ к аппарату крайне ограничен, а зачастую его невозможно отремонтировать вообще. Поэтому к качеству проектирования, испытаний и проверок предъявляются максимально жесткие требования. Для инженера обе отрасли по-своему сложны. Но их объединяет главное правило: любую потенциальную проблему нужно постараться обнаружить и устранить еще на Земле.

Вы, как руководитель, сопровождали проекты на всех этапах — от формирования требований до испытаний и запуска. Какие ключевые этапы проходит авиационное оборудование от идеи до внедрения?

Обычно процесс начинается с формирования требований и проектирования архитектуры системы. Затем создаются прототипы, проводятся моделирование и испытания, после чего изделие проходит наземные и летные проверки, сертификацию и только потом внедряется в серийное производство и устанавливается на борт. На каждом этапе проводится множество проверок, поскольку исправлять ошибки после внедрения значительно сложнее и дороже.

Есть ли в современной инженерии технологии, которые могут предсказывать ошибки, или специалистам приходится полагаться только на свой опыт и внимательность?

Сегодня инженерам помогают цифровое моделирование, системы автоматизированного проектирования и цифровые двойники, которые позволяют заранее оценивать поведение разработки и выявлять потенциальные проблемы еще до изготовления прототипа. Однако ни одна технология пока не способна полностью заменить инженерный опыт, тем более в космической отрасли.

За годы работы вы не раз выступали наставников для молодых инженеров, которые впоследствии выросли до ведущих специалистов. Как считаете, что самое важное в профессии нужно уяснить начинающим проектировщикам, чтобы создавать безопасные системы?

Понимание ответственности за результат. Молодым специалистам часто хочется как можно быстрее найти решение, но с опытом приходит понимание, что важно не просто заставить оборудование работать, а разобраться, почему она работает именно так, какие риски могут возникнуть и что произойдет в нестандартных ситуациях.

Еще один важный момент — не бояться задавать вопросы и постоянно учиться. Технологии развиваются очень быстро, и даже опытные специалисты регулярно сталкиваются с новыми задачами. Поэтому любознательность и готовность разбираться в сложных вопросах остаются важными качествами на протяжении всей карьеры.

И, конечно, важно помнить, что качественная инженерия строится на внимании к деталям. Нередко именно мелочь, на которую кто-то не обратил внимания, впоследствии определяет успех или неудачу всего проекта.