Катапультирование с земли. Последний шанс для пилота: зачем Пентагону понадобились российские катапультные кресла

Катапультное кресло К-36Д-5 – детище легендарного НПП «Звезда» им. академика Г.И. Северенина, которое создает универсальные средства спасения лётчиков и космонавтов. Данная разработка является творческим продолжением предыдущей серии катапульт К-36-3,5. Новая катапульта специально разработана для самолётов поколения 4+ и 5 – Су-35 и Т-50.

К-36Д-5 представляет собой плавно регулируемое кресло, что гарантирует пилоту комфортное нахождение в кабине. Пилот фиксируется системой ремней, снабжённых механизмом притягивания.

После катапультирования включается система, сводящая к минимуму оказываемые на пилота запредельные перегрузки. Главные её достоинства – интеллект, позволяющий системе выбирать оптимальный режим в зависимости от сложившейся ситуации и послушная интеллекту автоматика.

На втором этапе катапультирования автоматика «разводит» пилота и его кресло. Приземлившись (приводнившись), он может воспользоваться аварийным комплектом, включая ПСН-1 – специальным плотом на случай приводнения.

Катапультное кресло весит около 100 кг. Оно обеспечивает гарантированное спасение пилота при скорости 1300 км/ч, перегрузках 2,5 М, на высоте до 25 км.

Сергей Сергеевич Поздняков, генеральный директор - главный конструктор ОАО НПП «Звезда»:

Кресло К‑36Д‑5 на сегодняшний день имеет самые совершенные характеристики среди аналогов. Оно оснащено модернизированной системой автоматики, чтобы обеспечить покидание самолёта на всех режимах полёта, в том числе и на земле. И на следующий год мы тоже планируем выйти со своими разработками на конкурс.

Шанс на спасение

Когда самолёт становится неуправляемым и падает, когда кажется, что гибель неминуема, катапультное кресло может дать пилоту шанс на спасение. А конструкция кресел серии К-36, состоящих на вооружении отечественных Вооружённых сил, не просто спасает лётчику жизнь, но и защищает его от тяжёлых травм, позволяя вернуться в строй после катапультирования.

Отечественные катапультные кресла разрабатывают, испытывают и производят на научно-производственном предприятии «Звезда», расположенном в подмосковном Томилине. Изготовление кресел - это в прямом смысле слова ручная работа, на сборку одного изделия уходит до трёх месяцев. Тем не менее в год здесь производят до нескольких сотен спасательных систем. При этом на предприятии пристально следят за дальнейшей судьбой своих изделий.

По своим характеристикам и по статистике возвращения лётчиков в строй после катапультирования наши кресла самые лучшие. Я говорю о линейке К-36, - комментирует генеральный директор - главный конструктор ОАО «НПП «Звезда» Сергей Сергеевич Поздняков. - С некоторыми условиями, которые порой возникают при катапультировании, зарубежные аналоги не справляются, тогда как наши изделия обеспечивают спасение практически во всём лётном диапазоне современных боевых самолётов.

Гай Ильич Северин, до 2008 года бывший генеральным конструктором НПП «Звезда», отмечал уникальность российского подхода к средствам спасения. Он говорил: «Стоимость подготовки квалифицированного пилота оценивается в 10 миллионов долларов.

Это почти половина стоимости самого самолёта. Поэтому мы с самого начала решили не просто спасать пилота любой ценой, как это делают на Западе, а спасать без травм, чтобы он в дальнейшем мог вернуться в строй. После катапультирования с помощью наших кресел 97% пилотов продолжают летать».

Сторонним наблюдателям это кажется чудом. «Автор этого чуда, - говорил Гай Северин, - уникальное кресло К-36ДМ, разработанное в НПП «Звезда». В частях военно-воздушных сил на кресла серии К-36 фактически молятся и говорят, что они спасли жизнь «целой дивизии пилотов».

Защитить лётчика на всех этапах полёта

Основная задача разработчиков средств спасения - защитить лётчика на всех этапах полёта. При этом пилоту должно быть максимально удобно в кресле, ведь это не только его подстраховка, но и рабочее место во время многочасовых полётов. Для обеспечения комфортной и безопасной работы заголовник, сиденье и спинка кресла особым образом профилированы, повторяя форму тела пилота.

Возможность использования кресла лётчиком во время маневренного полёта проверяют на НПП «Звезда» в ходе испытаний на центрифуге, имитируя пилотажные перегрузки вплоть до девяти единиц. Причём кресло вращают вместе с испытателем. Именно он даёт оценку комфортности изделия и уровню защиты, которую оно предоставляет: насколько плотно тело прилегает к креслу, насколько хорошо зафиксирована голова, может ли пилот во время полёта прицеливаться и так далее.

Помимо благоприятных условий эксплуатации, кресло должно защитить лётчика и в процессе катапультирования. Важнейшая задача при этом - максимально быстро и надёжно зафиксировать лётчика. Механизмы кресла притягивают плечи и пояс лётчика к спинке и сиденью - это необходимо при катапультировании, чтобы не повредить позвоночник под воздействием перегрузок, возникающих под действием пиротехнического стреляющего механизма, выбрасывающего кресло с лётчиком из кабины.

Не меньшие опасности подстерегают пилота и после отделения кресла от самолёта. При катапультировании на больших скоростях воздушный поток после выхода из кабины достигает такой силы, что всё тело летчика, и особенно его конечности, испытывает огромные нагрузки. Воздушный поток может попросту убить человека. Для защиты лётчика в этих условиях кресла типа К-36 обладают целым рядом защитных устройств. Системы всех современных кресел предусматривают фиксацию голеней специальными петлями, но только российское оснащено ещё и системой подъёма ног - кресло как бы «группирует» лётчика, снижая воздействие на тело перегрузок и давление воздушного потока. Кроме того, только у российских кресел есть боковые ограничители разброса рук, существенно повышающие безопасность катапультирования. Помимо этого, К-36 оснащено выдвижным дефлектором, защищающим грудь и голову от воздушного потока при катапультировании на высоких скоростях (до трёх махов!).

Мы с самого начала решили, что характеристики наших средств аварийного покидания борта должны полностью соответствовать возможностям самолётов. Если кресло может спасти пилота на скорости 1400 км/ч, то на скорости 800 км/ч это будет гораздо проще, - говорит главный специалист расчётно-теоретического отдела НПП «Звезда» Александр Лившиц.

Кресла типа К-36 существенно превосходят зарубежные аналоги по возможности спасения на больших скоростях и высотах полёта. И залог этого не только в сложной системе фиксации, но и в уникальной системе стабилизации, надёжно обеспечивающей вертикальное расположение кресла в потоке. Такое положение позволяет выдержать большие перегрузки торможения (в направлении «грудь-спина») при отделении от самолёта, обеспечивает защиту от воздушного потока с помощью уже упомянутого дефлектора, а также даёт возможность максимально использовать импульс ракетного двигателя. Стабилизация в потоке обеспечивается за счёт двух жёстких телескопических штанг, «выстреливаемых» под действием встроенного пиротехнического механизма при выходе кресла из кабины и имеющих на своих концах небольшие вращающиеся парашюты.

В зарубежных креслах такой системы стабилизации нет, - говорит Сергей Поздняков. - Там есть парашюты, которые как бы разворачивают кресло в потоке, но любой парашют на больших скоростях рвётся, поэтому на скорости свыше 1100 км кресла не гарантируют спасение. Как правило, там надо либо скорость сбросить, либо сделать что-то ещё, чтобы скорость была меньше.

Отечественные катапультные кресла разрабатывают, испытывают и производят на научно‑производственном предприятии «Звезда», расположенном в подмосковном Томилине. Изготовление кресел - это в прямом смысле слова ручная работа, на сборку одного изделия уходит до трёх месяцев.

Фонарный вопрос

Для того чтобы безопасно катапультироваться, должна быть устранена «естественная преграда на пути» - фонарь кабины. В этой ситуации каждая доля секунды на счету. При больших скоростях полёта фонарь после его расфиксации уносится потоком воздуха, а вот на относительно небольших скоростях задержка в отходе фонаря может создать опасность для жизни.

Если фонарь достаточно тонкий, можно просто катапультировать пилота «сквозь» него - специальные пробойники помогут креслу пройти через остекление, особенно если им при этом помогает дополнительная система, состоящая из пиротехнических шнуров, наклеенных на стекло и подрываемых в момент катапультирования. Такая схема применяется практически на всех самолётах вертикального взлёта и посадки, а также на лёгких учебно‑тренировочных самолётах. С толстым фонарём помогут справиться специальные толкатели, которые отбрасывают его назад и вверх.

Наиболее перспективной является гибридная схема: на малых скоростях фонарь разрезается шнуром и проламывается пробойниками кресла, а на больших сбрасывается традиционным способом.

Типичная диаграмма катапультирования К-36Д-3,5

0 секунд

Лётчик вытягивает поручни механизма управления катапультирования, запуская работу системы автоматики. Подаётся команда на сброс фонаря, опускание светозащитного фильтра защитного шлема лётчика. Происходит инициация системы фиксации: принудительный притяг плечевых и поясных ремней, фиксация и подъём ног, опускаются и поджимаются боковые ограничители разброса рук.

0,2 секунды

Фиксация заканчивается. Происходит корректировка работы энергодатчиков кресла в зависимости от массы лётчика. Если сброшен фонарь, подаётся команда на телескопический стреляющий механизм и начинается собственно процесс катапультирования. На высоких скоростях вводится защитный дефлектор.

0,2-0,4 секунды

Кресло под действием стреляющего механизма движется по направляющим в кабине. По ходу движения происходит ввод стабилизирующих штанг.

0,4-0,8 секунды

Кресло выходит из кабины, включается пороховой ракетный двигатель. При необходимости (большой угол крена самолёта или разведение лётчиков при парном катапультировании) последовательно включаются двигатели коррекции по крену.

0,8 секунды

На малых скоростях происходит отстрел заголовника, разделение лётчика с креслом и ввод спасательного парашюта. На больших скоростях

Это происходит после торможения кресла до приемлемой скорости, определяемой системой автоматики. В состав подвесной системы лётчика входит крышка сиденья, которая остаётся у него после отделения от кресла. Под крышкой расположена аварийная кислородная система, а также уложены носимый аварийный запас (НАЗ), надувной спасательный плот и радиомаяк. Через 4 секунды после разделения лётчика с креслом НАЗ отделяется и повисает на фале, так же как и автоматически надувшийся плот.

Гай Северин, генеральный директор и генеральный конструктор НПП «Звезда», 1982-2008 гг.:

«Стоимость подготовки квалифицированного пилота оценивается в 10 миллионов долларов. Это почти половина стоимости самого самолёта. Поэтому мы с самого начала решили не просто спасать пилота любой ценой, как это делают на Западе, а спасать без травм, чтобы он в дальнейшем мог вернуться в строй. После катапультирования с помощью наших кресел 97% пилотов продолжают летать».

Самостоятельный летательный аппарат

У всех ещё на слуху недавнее авиационное происшествие, когда самолёт МиГ-29К, взлетев с палубы тяжёлого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов», потерпел крушение в водах Средиземного моря. Это потом будут расследование, анализ ситуации и вариации на тему «а почему?». Но в то роковое мгновение пилот принял решение покинуть самолёт, и катапультное кресло спасло ему жизнь. А на самолётах данного типа установлено современная модификация катапультного кресла - К-36Д-3,5.

Подобные кресла - это фактически самостоятельные летательные аппараты, оснащённые несколькими пороховыми двигателями, парашютами и современной электроникой. Встроенный компьютер управляет работой всех систем, снижая воздействие на лётчика перегрузок катапультирования и позволяя благополучно покинуть аварийный самолёт в самых сложных ситуациях.

Автоматика кресла, в зависимости от информации, поступающей от бортовых систем в момент катапультирования, выбирает и реализует оптимальный вариант последовательности работы исполнительных систем - в части работы двигателя; системы стабилизации; системы управления движением в поперечной плоскости; системы ввода спасательного парашюта. В связи с этим повышается вероятность благоприятного исхода катапультирования на малых высотах полёта при сложном пространственном положении самолёта в момент аварии.

Новые «рецепты» катапультных кресел

Совершенствование катапультных кресел продолжается. Конструкция кресла дорабатывается, когда у заказчика появляются новые требования. Отсюда и возможность размещения лётчиков самого широкого диапазона антропометрии, и возможность эксплуатации практически во всех климатических и географических районах Земли. Именно такими характеристиками обладает самое современное детище НПП «Звезда» - катапультное кресло К-36Д-5.

По сравнению со своими предшественниками возможности этого кресла значительно расширились. Работать в этом кресле могут и хрупкие женщины, и высокие, крупные мужчины: вес пилотов может находиться в диапазоне от 45 до 110 кг. Улучшились эксплуатационные свойства кресла, совместно с пермской фирмой «НИИПМ» были разработаны новые пороховые заряды, повысилась защищённость систем кресла от внешних электромагнитных воздействий, что особенно актуально в последнее время.

Помимо этого, ещё больше развился «интеллект» системы автоматики. Теперь, благодаря встроенным датчикам, момент ввода парашюта может точно определяться даже при отсутствии в момент катапультирования информации о скорости полёта с бортовых систем самолёта.

Кресло К-36Д-5 разрабатывается в рамках программы создания самолёта пятого поколения ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации). Также данное кресло входит в состав комплекса средств аварийного покидания Су-35С.

Спасательный парашют

Важнейшей системой катапультных кресел является спасательный парашют. На креслах типа К‑36 парашют уложен в заголовнике, при его отстреле кресло получает противоположный импульс и отделяется от лётчика. А целый и невредимый пилот на раскрывшемся парашюте плавно опускается на землю. Зарубежные катапультные кресла оснащены парашютами, ввод которых возможен на скоростях до 520 км/ч. Спасательный парашют, входящий в состав кресел типа К‑36, может вводиться на скоростях до 650 км/ч, что позволяет сократить время торможения и,

Особенностью принудительного покидания вертолёта является наличие вращающихся лопастей над кабиной пилота, а также то, что в момент аварии вертолёт может двигаться в самом произвольном направлении - даже хвостом вперёд. На вертолёте К-52 имеется специальное устройство, отстреливающее лопасти при подаче команды на катапультирование. А для обеспечения надёжного и безопасного покидания машины за спинкой кресла К-37-800М находится специальный пороховой двигатель, связанный длинным фалом с подвесной системой лётчика. Это самая настоящая ракета, которая имеет две ступени. Сопла двигателя расположены так, что ракета вращается и тем самым стабилизируется, обеспечивая заданную траекторию полёта, чтобы лётчик не травмировался и избежал столкновения с колонкой вертолёта.

На случай жёсткой аварийной посадки кресло К-37-800М оснащено энергопоглощающими элементами.

Когда вертолёт падает, при жёсткой посадке на пилота действуют несовместимые с жизнью вертикальные перегрузки в 30-40 единиц. За счёт деформации специальных устройств при аварийной посадке сиденье вместе с человеком перемещается с контролируемым усилием, и энергия удара частично поглощается. В результате кресло обеспечивает снижение действующей перегрузки до переносимых человеком величин - в 15-18 единиц, - говорит начальник научно-технического отдела ОАО «НПП «Звезда» Виктор Александрович Наумов.

ОАО «НПП «Звезда»
разрабатывает средства спасения
не только для боевых самолётов,
но и для вертолётной техники.

Аварийное покидание перспективных истребителей F-35 Lightning II оказалось опасным для здоровья и жизни летчиков с небольшой массой тела. Недавно об этом рассказали американские военные, проводившие в августе испытания катапультного кресла самолета. Всему виной оказались и , повреждающие шейный отдел позвоночника при выталкивании из самолета. Пентагон уже запретил летчикам, весящим меньше 61 килограмма, летать на F-35. И пока военные и разработчики решают, как исправить обнаруженные недоработки, мы решили вспомнить историю создания систем катапультирования и рассказать о тех из них, что используются в авиации сегодня.

История систем аварийного покидания падающего самолета началась вскоре после первого полета братьев Райт на оснащенном двигателем планере. В 1910 году, например, была успешно испытана система катапультирования, которая выбросила летчика из самолета при помощи заранее натянутых жгутов. В 1926 году британский железнодорожный инженер, изобретатель нескольких типов парашютов, Эверард Калтроп запатентовал проект кресла, которое должно было вылетать с летчиком из самолета при помощи сжатого воздуха. Модель такого кресла впервые была продемонстрирована на выставке в Кельне в 1928 году. Годом позже румынский изобретатель Анастас Драгомир успешно испытал комбинированную систему спасения: объединенные кресло и парашют (кресло выбрасывалось сжатым воздухом).

Впрочем, до середины Второй мировой войны никакие средства катапультирования широкого распространения не имели, а их разработка и совершенствование велись по совсем не очевидной причине. Дело в том, что подавляющее большинство самолетов того времени летчики в случае аварии должны были покидать самостоятельно: выбраться из кабины, пройти по консоли крыла к хвосту и спрыгнуть в промежуток между крылом и хвостовым горизонтальным оперением. Разработка систем катапультирования велась для того, чтобы облегчить страх летчиков перед необходимостью прыгать в пустоту. Считалось, что человеку психологически проще вылететь из самолета вместе с креслом, чем пройти половину самолета по внешней обшивке и прыгнуть.

Создаваемые в первой половине 1940-х годов катапультируемые кресла, по большому счету, креслами считать не следует. По своей форме они скорее напоминали стул и, зачастую, не имели всех необходимых атрибутов настоящего катапультируемого кресла: встроенной системы выброса, парашюта, ремней, простой системы активации катапультного механизма. Перед полетом летчик надевал рюкзак с парашютом и садился в «стул». Перед катапультированием ему необходимо было дернуть рычаг активации системы выброса. После этого кресло выстреливалось из самолета. Затем летчику уже нужно было самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть от себя кресло, а затем задействовать парашют. Словом, вылезти из кабины и прыгнуть самому - оставалось самым простым решением, но не самым безопасным.

По мере роста скоростей полетов новых самолетов, необходимость разработать полноценную систему катапультирования становилась все более и более очевидной. По данным ВВС США, в 1942 году в результате 12,5 процента всех выпрыгиваний летчиков из самолетов закончились их гибелью, а 45,5 процента - травмами. В 1943 году эти показатели увеличились до 15 и 47 процентов соответственно. Из-за скоростей полета более 400 километров в час сильные воздушные потоки срывали летчиков с крыла, ударяя их о киль, либо пилоты не успевали пролететь в промежуток между крылом и хвостовым оперением и налетали на «хвост» самолета. С появлением закрытых плексигласом кабин летчиков покидание самолетов на больших скоростях стало совсем затруднительным.

Считается, что с задачей безопасного катапультирования летчиков первыми справились немецкие инженеры в 1939 году. Они оснастили экспериментальный самолет He.176 с ракетным двигателем сбрасываемой носовой частью. В полете при катапультировании из носовой части выбрасывался парашют, после раскрытия которого кабина пилотов отделялась от остального самолета при помощи пиропатронов. Однако серийно такая система катапультирования на самолеты не устанавливались. В 1940 году немецкая компания Heinkel оснастила прототип реактивного истребителя He.280 катапультируемым креслом с парашютной системой, которое выбрасывалось из самолета при помощи сжатого воздуха.

Первое катапультирование при помощи кресла выполнил 13 января 1942 года летчик Гельмут Шенк: в полете у него замерзли элероны и рули высоты, самолет стал неуправляемым. Для катапультирования Шенк открыл фонарь кабины, который сдуло набегающими потоками воздуха, а затем задействовал систему катапультирования. Летчик покинул самолет на высоте 2,4 тысячи метров. He.280 серийно не выпускался, однако катапультируемые кресла его типа устанавливались на поршневые ночные истребители He.219 в 1942 году. Несмотря на появление катапультируемых кресел, процесс покидания самолета все равно оставался опасным: пневматическая система не всегда могла выбросить летчика достаточно далеко от самолета.

В 1943 году шведская компания Saab испытала первое в мире катапультируемое кресло, которое выстреливалось из самолета при помощи специальных пиропатронов, по своей конструкции напоминающих оружейные. Оно было установлено на истребитель Saab 21. В 1944 году кресло с пиротехническим стартом испытали в воздухе на бомбардировщике Saab 17, а в деле его удалось опробовать в 1946 году, когда шведский летчик Бенгт Йоханссен катапультировался из своего истребителя Saab 21 после столкновения в воздухе с Saab 22. Аналогичные кресла серийно устанавливались на немецкие реактивные истребители He.162A и поршневые Do.335 с конца 1944 года.

В общей сложности за все время Второй мировой войны немецкие летчики совершили около 60 катапультирований с использованием пневматических и пиротехнических кресел. Во всех случаях перед покиданием самолета им необходимо было открыть остекление кабины. Часть кресел имела собственную парашютную систему и летчики оставались пристегнутыми к ним на всем протяжении спуска. В другие кресла летчики садились с рюкзаком с парашютом за спиной. Во время падения им нужно было отстегнуться от кресла, оттолкнуть его от себя и раскрыть парашют. Катапультирование из Do.335 представляло опасность даже с использованием кресла: самолет имел воздушные винты в носовой и хвостовой части; катапультировавшегося летчика могло засосать в задний винт, хотя такие случае не были зафиксированы.

После Второй мировой войны развитие систем катапультирования значительно ускорилось. Причиной этому стало развитие реактивной авиации, первое преодоление самолетом звукового барьера и увеличение высоты полетов. Для обеспечения безопасности летчиков требовался уже принципиально новый подход. В конце 1940-х годов британская компания Martin-Baker показала американским военным катапультируемое кресло, которое специальными пружинами выбрасывалось из самолета вниз. Это была первая система такого типа. Считалось, что на большой скорости полета такой подход снижает вероятность удара летчика о хвостовое оперение. Впрочем, проект военным не понравился. В частности, его сочли опасным для катапультирования на малой высоте полета.

Между тем, в 1946 году Martin-Baker представила первое катапультируемое кресло с ракетным двигателем на твердом топливе. 24 июля 1946 года летчик-испытатель Бернард Линч покинул истребитель Gloster Meteor Mk.III с использованием такого кресла. Серийно самолеты с новыми креслами Martin-Baker стали выпускаться с 1947 года, а в 1949 году таким креслом вынужденно воспользовался американский летчик, испытывавший реактивный самолет A.W. 52, построенный по схеме «летающего крыла». Позднее разработчики переключились на создание кресел с двигателями на жидком топливе - при больших скоростях полета твердотопливные двигатели не всегда могли отбросить кресло достаточно далеко от самолета, а увеличение топливного заряда приводило к компрессионным повреждениям позвоночника.

Катапультируемое кресло МиГ-21

Фотография: Stefan Kühn / Wikimedia Commons

Первое кресло с новым типом ракетного двигателя с единым соплом было испытано в 1958 году на истребителе F-102 Delta Dagger. Двигатель такого кресла работал дольше и эффективнее твердотопливного и позволял летчику после катапультирования отдалиться на безопасное расстояние от самолета. С начала 1960-х годов ракетные катапультируемые кресла стали своего рода стандартом боевой техники. Они устанавливались на истребители F-106 Delta Dart, EA-6B Prowler и многие другие. С 1960-х годов кресла с твердотопливными двигателями стали использоваться на советских боевых самолетах - МиГ-21, Су-17 и более поздних. Катапультируемые кресла с ракетными двигателями очень часто используются и в современной авиации, хотя и отличаются от первых образцов более сложной конструкцией.

Ракетные катапультируемые кресла, разработанные в 1960-х годах, позволяли летчикам покидать самолеты на скорости полета до 1,3 тысячи километров в час. В 1966 году двое летчиков катапультировались из самолета - носителя беспилотника M-21 на скорости около 3,4 тысячи километров в час на высоте 24 тысячи метров. После катапультирования одного летчика подобрали спасатели, однако второй погиб - его кресло приземлилось на воду, пилот утонул. В 1970-х годах несколько американских компаний, включая Bell Systems, Kaman Aircraft и Fairchild Hiller работали над созданием особых катапультируемых кресел, которые позволили бы летчикам пролетать буквально десятки километров, чтобы пилоты не приземлялись на вражеской территории. Насколько такой подход мог бы стать эффективным не ясно, так как уже через два года, в 1972-м, эти проекты были закрыты.

Параллельно с разработкой ракетных катапультируемых кресел инженеры занимались созданием и более сложных систем спасения летчиков. Дело в том, что кресла, предназначенные для катапультирования на большой высоте и большой скорости полета, требовали и сложной системы подачи дыхательной смеси в маску летчика и специального утепленного компрессионного костюма. В 1950-х годах начали появляться спасательные капсулы. Первые их варианты выполнялись в виде герметично закрываемых щитков. При задействовании системы катапультирования они закрывали летчика вместе с креслом, после чего оно уже выстреливалось из самолета. Такие капсулы защищали летчиков от перегрузок при торможении, аэродинамического нагрева и перепадов давления.

Первые спасательные капсулы были испытаны на палубном истребителе-перехватчике F4D Skyray в начале 1950-х годов, однако система не пошла в серию из-за технической сложности и большой массы. Позднее компания Stanley Aviation сконструировала спасательные капсулы для бомбардировщиков B-58 Hustler и XB-70 Valkyrie. Они позволяли летчикам покидать самолеты на скорости полета от 150 до 3500 километров в час на большой высоте полета. На B-58 такая капсула после включения автоматически фиксировала тело летчика, закрывала щитки, герметизировалась и создавала внутри атмосферное давление, соответствующее высоте в пять тысяч метров. Любопытно, что из капсулы летчик мог продолжить управлять самолетом. Для полного катапультирования необходимо было нажать рычаги под подлокотниками.

Похожим образом происходило и катапультирование на опытном бомбардировщике XB-70. В конце 1960-х годов американская компания General Dynamics запатентовала отделяемую кабину, которая стала частью конструкции бомбардировщика F-111 Aardvark. После поворота рычага в кабине пилотов, система автоматически герметизировала ее, задействовала пиропатроны для отделения от самолета и включала ракетные двигатели, которые в зависимости от высоты и скорости полета могли поднимать кабину на высоту от 110 до 600 метров над бомбардировщиком. Затем уже в полете из специального отсека выпускался стабилизирующий парашют, после наполнения которого выключались ракетные двигатели и выпускался основной парашют.

Полное наполнение купола основного парашюта занимало около трех секунд. По мере снижения из кабины также выстреливались длинные ленты станиоля (сплава олова и свинца), которые позволяли обнаружить средство спасения при помощи радара. Для смягчения удара при приземлении на высоте несколько метров автоматика надувала специальную подушку под кабиной пилотов F-111. Она же служила своего рода плотом, если кабина приземлялась на воду. Аналогичные кабины должны были получить и сверхзвуковые бомбардировщики B-1B Lancer. Однако создание такого средства спасения для них военные сочли слишком дорогостоящим. В итоге отделяемые кабины установили только первые три опытных образца самолета, а серийные B-1B получили ракетные катапультируемые кресла.

Сегодня самыми распространенными системами катапультирования являются кресла с ракетными двигателями, однако их конструкция серьезно отличается от первых таких систем 1950-1960-х годов. Например, для современных семейств российских истребителей Су-27, МиГ-29, бомбардировщиков Су-34 и Ту-160 научно-производственное предприятие «Звезда» выпускает катапультные кресла К-36ДМ. Это кресло можно задействовать при малых и больших скоростях полета, на большой высоте. В нем реализован режим нулевой высоты и скорости, позволяющие летчику катапультироваться из стоящего на земле самолета. К-36ДМ имеет индивидуальную подвесную систему и регулировку по росту летчика.

В состав катапультного кресла входит блок жизнеобеспечения, защитные щитки-дефлекторы, стреляющий механизм, заголовник, парашютная система, аварийный маячок и механизм притягивания. Для катапультирования летчик должен дернуть специальные рычаги-держки, после чего задействуется автоматическая система аварийного покидания самолета. Сперва пиропатронами отстреливается фонарь кабины пилотов, после чего ремни надежно и плотно притягивают летчика к креслу, фиксируя тело и ноги. Затем срабатывает стреляющий механизм из двух пиропатронов, по рельсам-направляющим выбрасывающий летчика из самолета. После этого включается ракетный двигатель и вспомогательные двигатели, контролирующие крен кресла.

На большой скорости полета в ногах летчика раскрываются щитки-дефлекторы, обеспечивающие торможение кресла и аэродинамическую защиту конечностей. Затем на малой скорости (или при снижении скорости до необходимой) производится отстрел заголовника, отделение летчика от основной конструкции кресла и выпуск стабилизирующего, тормозного, а затем основного парашютов. Спуск летчика происходит на специальном сидении, под которым расположены система подачи дыхательной смеси, аварийный запас медикаментов и провизии и аварийный маячок, который позволяет по радиосигналу найти пилота. По аналогичному принципу работают и другие катапультные кресла, они имеют лишь небольшие отличия.

Например, в штурмовых самолетах A-10 Thunderbolt заголовник катапультного кресла имеет небольшой выступ. При нормальном катапультировании фонарь кабины пилота отстреливается пиропатронами. Однако на малой высоте полета времени на отстрел фонаря практически нет, поэтому катапультирование летчика производится через него - специальный выступ на заговоловнике разбивает плексиглас и защищает летчика от осколков. В некоторых самолетах вместо отстрела фонаря кабины пилотов производится его разрушение при помощи специального детонационного шнура, проходящего по плексигласу. На учебно-боевых самолетах Як-130 установлены кресла К-36-3,5, система катапультирования которых соединена с детонационным шнуром в фонаре кабины пилотов.

Некоторые самолеты не имеют системы катапультирования. Например, аварийный стратегический дальний бомбардировщик Ту-95МС экипаж должен покидать самостоятельно через специальную нишу шасси. Перед покиданием шасси самолета выпускается. На американском бомбардировщике B-52 Stratofortress реализована раздельная разнонаправленная система катапультирования. Кресла двух из пяти членов экипажа этого самолета выбрасываются вниз, а остальные - вверх. Это конструктивная особенность бомбардировщика, в котором два места для членов экипажа расположены не в носовой части, где для отстрела вверх пришлось бы делать специальные «окна» в фюзеляже.

В самолетах западного производства как правило перегрузки при катапультировании достигают 14-18g, их продолжительность составляет от 0,2 до 0,8 секунды. В российских самолетах этот показатель может достигать 22-24g. В 1991 году компания «Камов» разработала ударный вертолет Ка-50 «Черная акула», ставший первым в мире летательным аппаратом такого класса с ракетным катапультным креслом. Сегодня такие же кресла используются на серийных ударных вертолетах Ка-52 «Аллигатор». И это пока единственные в мире серийные вертолеты, в которых реализована «самолетная» система аварийного покидания. До разработки новой системы катапультирования летчики покидали аварийные вертолеты самостоятельно.

В аварийном Ка-52 летчик должен потянуть рычаг задействования системы катапультирования. Затем автоматика включает пиропатроны, которые отстреливают лопасти вращающегося несущего винта и те под действием центробежной силы разлетаются в разные стороны. Затем система подрывает детонационный шнур, тянущийся по «стеклу» кабины пилотов и разрушающий его. Только после этого пиропатроны выталкивают вверх специальную капсулу с ракетными двигателями, которая вытягивает за собой летчика на безопасное расстояние. Во время катапультирования капсулы с двигателями выстреливаются под углом, чтобы «растащить» летчиков в разные стороны. Это сделано специально, чтобы реактивная струя катапультных двигателей не обожгла их.

В современных самолетах все системы катапультирования включаются летчиками вручную. Автоматические системы катапультирования устанавливались на истребители вертикального взлета и посадки Як-38. Там специальная система отслеживала параметры полета и выбрасывала летчика из самолета при получении критических показателей по некоторым из них. В бомбардировщиках Ту-22М3 реализована система принудительного катапультирования. Благодаря ей командир может катапультировать других членов экипажа, задействовав их системы со своего места. Современные катапультные кресла позволяют покинуть самолет, даже если тот летит «брюхом» вверх. Для западных самолетов минимальная высота катапультирования в таком положении составляет 43 метра, а для российских - 30 метров.

Наконец, существует и еще один способ спасения летчиков аварийных самолетов, вместе с летательным аппаратом. Они предполагают выпуск одного или нескольких основных парашютов, на котором аварийный самолет просто опускается на землю вместе с экипажем. Например, такой системой оснащаются гражданские легкие самолеты компании Cirrus Aircraft. Аналогичная система разрабатывается для ВВС Индии. Ее, например, планируется устанавливать на учебные самолеты HPT-32 Deepak и перспективные HPT-36 Sitara. Помимо выпуска основных парашютов она предполагает еще и отстрел правой и левой консолей крыла специальными пиропатронами. Авиастроительные компании Airbus и Boeing сегодня занимаются созданием таких же систем для пассажирских лайнеров.

Василий Сычёв

Спасательная капсула – это катапультируемое закрытое устройство, которое предназначено для спасения летчика из летательного аппарата в сложных аварийных ситуациях. В практике применяются герметичные капсулы, позволяющие лететь без скафандра и парашюта, обладающие непотопляемостью.

Существует две схемы капсульного спасения:

Отделяемая кабина для экипажа.

Катапультируемая индивидуальная закрытая капсула для летчика.

История

В 50-х годах в боевой авиации начали появляться совершенно новые катапультируемые средства, повышающие эффективность эксплуатации открытых катапультируемых кресел. При авариях устройство катапультирования срабатывает по сигналу в автоматическом режиме. Летчика вместе с креслом закрывают специальные щитки. В образовавшейся кабинке используемое оборудование более разнообразное. Оно повышает безопасность после момента катапультирования.

Только герметичные спасательные капсулы получили практическое применение. Они защищают человека от динамического воздействия давления, аэродинамического нагрева от перегрузок при торможении. Кроме того, такая капсула позволяет летать без скафандра, парашюта и обеспечивает нормальное приводнение.

Самой первой капсулой считается разработанная в США для военно-морского самолета F4D «Skyray». Но на тот момент капсула так и не применялась. После этого разработкой спасательных капсул для бомбардировщиков В-58 и ХВ-70 занялась компания Stanley Aviation. Для Valkyrie диапазон скоростей для отсоединения капсулы начинается со 150 км/ч и варьируется в пределах скоростей до М=3.

Катапультирование на Hustler

Применяемая в капсуле самолета автоматика осуществляет подготовку к покиданию, катапультированию и приземлению. В качестве подготовки имеется в виду придание телу летчика фиксированного положения, закрытие и герметизация капсулы. Механизм катапультирования срабатывает при помощи рычагов, которые расположены на подлокотниках.

Испытания спасательных капсул на бомбардировщике Convair B-58 Hustler

Сначала зажигается пороховой заряд. Его газы попадают в механизм герметичного закрывания – создается давление, соответствующее 5000-метровой высоте. Когда капсула закрывается, у пилота есть возможность управлять самолетом, поскольку штурвал остается в нормальном положении непосредственно внутри капсулы. У нее есть иллюминатор, который дает возможность наблюдать за приборами.

Видео топ-5 катапультирований в последний момент.

Такая конструкция позволяет лететь дальше. Процесс катапультирования работает по принципу катапультированных сидений, укомплектованных ракетными двигателями. После нажатия рычага катапультирования начинается воспламенение порохового заряда. Выделенные газы выбрасывают фонарь кабины. Далее происходит запуск двигателя. Стабилизирующий парашют выбрасывается, инициируюя раскрытие на поверхности щитков-стабилизаторов. Внутренняя аппаратура жизнеобеспечения включается сразу же. Анероидные автоматы на таймерах вызывают открытие главного парашюта и наполнение резиновых амортизирующих подушек, которые смягчают удар при приводнении или приземлении.

Катапультирование на ХВ-70

Капсула оборудована обтекателем, состоящим из 2 половин, кресло может изменять свой угол наклона. Стабилизация положения капсулы обеспечивается двумя цилиндрическими трехметровыми кронштейнами телескопического типа. Стабилизирующими парашютами оборудовали концы кронштейнов. Силовая установка выбрасывала капсулу на высоту в 85 метров. Снижение происходит при помощи спасательного парашюта. Его диаметр – 11 м. Приземление осуществлялось благодаря амортизатору в виде резиновой подушки, которая наполнялась газом. Подобные капсулы обеспечивают возможность работы экипажа из 2 человек в кабине вентиляционного типа. Внутри капсулы находился набор предметов жизненной необходимости: удочка, радиостанция, вода, продовольствие, ружье.

Отделяемая кабина

При создании отделяемой кабины для экипажа главной задачей считалось разработать более легкий и удобный в эксплуатации тип спасения. Кабина должна была повысить устойчивость в полете и уменьшить время подготовки в сравнении с катапультируемыми капсулами и сиденьями.

В практике эксплуатация аварийной системы покидания летательного аппарата очень сложное занятие. Механические связи, провода и бортовое оборудование в обычных условиях должны соответствовать требованиям полноценного функционирования и надежности, при этом разъединение должно происходить за доли секунды.

Самым рациональным считается отделение кабины с носовой частью фюзеляжа или с частью фюзеляжа, который образует вместе с кабиной легко разъединяемый герметизированный модуль. В конструктивном плане оба варианта могут сильно отличаться в зависимости от способа приземления. Посадка может осуществляться на воду или на сушу. В некоторых вариантах экипаж должен покинуть капсулу на определенной высоте до момента приземления. Проведенные испытания показали, что самым приемлемым типом кабины может быть цельноприземляемый, поскольку он более надежен.

Первые кабины применялись в экспериментальных экземплярах Bell X-2 и Douglas D-558-2 Skyrocket. В Х-2 применялась кабина, которая отделялась вместе с носовой частью. Она опускалась на парашюте до конкретной высоты, и пилот покидал ее привычным способом при помощи парашюта.

Рычаг для катапультирования

В 1961 году во Франции запатентовали отделяемую кабину, оборудованную надувными поплавками. Предполагалось, что во время аварии электрический механизм отделит кабину от летательного аппарата, включит ракетные двигатели и откроет стабилизаторы. В самой высокой точке полета при понижении скорости до нуля предусматривалось открытие парашюта.

В США разрабатывались два варианта отсоединяемых кабин. Stanley Aviation конструировала кабину для F-102, Lockheed – F-104 Starfighter . Практическое применение так и не реализовалось.

Современные кабины нашли практическое использование только в 2 сверхзвуковых самолетах В-1 Lancer и F-111. С такой кабины первое покидание осуществилось в 1967 году, когда F-111 попал в аварию. Экипаж произвел катапультирование на высоте 9 км на скорости 450 км/ч. Приземление благополучное.

Фирма McDonnell разрабатывала полностью герметизированную кабину самолета. Пилоты могли летать без специального оборудования. Покидание самолета было полностью безопасным. Отсоединение кабины происходило после нажатия рычага, который располагался между креслами экипажа. Когда команда была подана, вся система начинала работать в автоматическом режиме. Кабина отделяется, элементы управления и проводов разъединяются. Ракетный двигатель включается.

В зависимости от скорости и высоты полета двигатель отбрасывает кабину на 110-600 метров от самолета. В самой верхней точке полета кабина выбрасывает стабилизирующий парашют и станиолевые полоски, которые облегчают радиолокационное обнаружение для спасательных служб. После 0,6 секунд выбрасывания работа двигателя прекращается и происходит выпуск главного парашюта.

При разработке программы конструирования В-1 предусматривалось применение отделяемой трехместной кабины, как и у самолета F-111. Но из-за внушительной стоимости кабины, необходимости проведения исследований, сложности самой конструкции и обслуживания приняли решение о применении таких кабин только в трех первых экземплярах самолета. Во всех остальных экземплярах эксплуатировали сугубо катапультируемые сиденья.

История создания спасательной капсулы. Видео.

В аварийных ситуациях. Как правило, катапультируемое кресло вместе с пилотом выстреливается из аварийного летательного аппарата при помощи реактивного двигателя (как, например, К-36ДМ), порохового заряда (как КМ-1М) или сжатого воздуха (как катапультируемое кресло спортивного самолёта Су-26), после чего кресло автоматически отбрасывается, а пилот опускается на парашюте . Иногда применяются катапультируемые аварийно-спасательные капсулы (В-58) и кабины (F-111 и B-1), опускающиеся на парашютах вместе с находящимися внутри членами экипажа.

Предпосылки к созданию катапультируемого кресла

История

Экспериментальные работы по принудительному выбросу лётчика из самолёта проводились ещё в конце 1920-х - начале 1930-х годов, которые, однако, были призваны решить чисто психологическую проблему страха пилотов перед «прыжком в пустоту». В 1928 году на выставке в в Кёльне была представлена система, осуществляющая выбрасывание пилота в кресле с прикреплённой к нему парашютной системой при помощи сжатого воздуха на высоту 6-9 метров.

Первые катапульты появились в 1939 году в Германии . Экспериментальный летательный аппарат Heinkel He-176 с ракетным двигателем был оснащен сбрасываемой носовой частью. Вскоре катапульты стали серийными: их устанавливали на турбореактивный Heinkel He 280 (англ.) русск. и поршневой Heinkel He-219 . 13 января 1942 года лётчик-испытатель Гельмут Шенк на He-280 совершил первое в истории успешное катапультирование. Катапультные кресла устанавливались также на некоторых других немецких самолётах; всего за период Второй мировой войны немецкие лётчики совершили около 60 катапультирований .

Первое в истории катапультирование на сверхзвуковой скорости совершил американский лётчик-испытатель Джордж Смит в 1955 году .

Катапультные кресла первого поколения выполняли единственную задачу - выбросить человека из кабины. Отдалившись от самолёта, пилот должен был самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть кресло и раскрыть парашют.

Второе поколение катапультных кресел появилось в 1950-х годах . Процесс покидания был частично автоматизирован: достаточно было дернуть рычаг, и пиротехнический стреляющий механизм выбрасывал кресло из самолета; вводился парашютный каскад (стабилизирующий, затем тормозной и основной парашюты). Простейшая автоматика обеспечивала только задержку по времени и блокировку по высоте - на большой высоте парашют открывался не сразу.

Кресла третьего поколения появились в 1960-х , их начали оснащать твердотопливным ракетным двигателем , работающим после выхода кресла из кабины. Они были снабжены более совершенной автоматикой. На первых креслах этого поколения, разработанных НПП «Звезда» , парашютный автомат КПА соединялся с самолетом двумя пневмотрубками и таким образом настраивался на скорость и высоту.

Cовременные серийные катапультные кресла, такие как британское Martin Baker Mk 14, американские McDonnell Douglas ACES II и Stencil S4S, а также знаменитое российское К-36ДМ , по-прежнему относятся к третьему поколению.

Катапультируемые кресла используются в основном на военных и спортивных самолётах (например, Су-26); катапультное кресло было также впервые в мире установлено на вертолёте Ка-50 . Наиболее совершенные модели катапультируемых кресел обеспечивают спасение пилота во всём диапазоне высот и скоростей данного летательного аппарата, обеспечивая даже катапультирование с земли.

Катапультные кресла также устанавливались на первых космических кораблях серии «Восток »; их применение предусматривалось как в случае аварии, так и для приземления в нормальных условиях после завершения полета.

В практике отечественного [неопределённость ] авиастроения катапультные кресла долгое время разрабатывались под конкретный тип летательного аппарата, что отражалось в их названииях: так, кресла «КМ» устанавливались на самолёты «МиГ», кресла «КТ» - на самолёты «Ту» и т. д.

Производители

На рынке сегодня остались британская компания Martin Baker и американские McDonnell Douglas и Stencil.

Почему катапультируемые кресла не устанавливаются на коммерческих авиалиниях

Данный вопрос достаточно регулярно возникает как в устном обсуждении, так и в интернет-сообществе. Катапультируемые кресла не устанавливают в пассажирских самолётах по причине бессмысленности такой установки. Это обусловлено целым рядом причин.

Примечания

Литература

• Агроник А. Г., Эгенбург Л. И. Развитие авиационных средств спасения. - М .: Машиностроение, 1990. - 256 с. - ISBN 5-217-01052-5 , ББК 39.56 А26, УДК 629.7.047

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Катапультируемое кресло" в других словарях:

Кресло - получить на Академике действующий промокод Мебель169 или выгодно кресло купить со скидкой на распродаже в Мебель169

Кресло космонавта, снабженное устройством для катапультирования из кабины и последующего спуска на парашюте. Катапультирование космонавтов перед приземлением (на высоте несколько км) предусматривается в некоторых схемах посадки… … Большая советская энциклопедия

- (ср. польск. Krzesło стул) комфортабельное мебельное изделие для сидения одного человека, со спинкой, с подлокотниками или без них … Википедия

Кресло К 36ДМ на Су 27 … Википедия

У термина «катапульта» существуют и другие значения. Катапультируемое кресло КМ 1М (МиГ 21, МиГ 23, МиГ 25, МиГ 27. На МиГ 29, Су 17, Су 24, Су 25, Су 27, Як 141 применяется катапультное кресло К 36ДМ). Музей техники города Шпейер … Википедия