Катапультируемое кресло самолета

Ранее мы разобрали процедуру катапультирования из самолета.

Катапультируемое кресло – специальное устройство, которое предназначено для спасения летчика или экипажа из летательного аппарата в сложных аварийных ситуациях. Такие кресла эксплуатируются в основном на спортивных и военных самолетах. Кроме того, первым вертолетом, на котором установили катапультируемое кресло, был Ка-50.

Самые совершенные модели кресел обеспечивают оптимальную жизнеспособность пилота на всех высотах и скоростях летательного аппарата, даже если катапультирование совершено с земли. Кроме самолетов, катапультные кресла устанавливались на космических кораблях «Восток». Их эксплуатация предусматривалась в аварийных ситуациях и для приземления в нормативных условиях, когда полет завершался.

1 — заголовник; 2 — стабилизирующая штанга; 3 — пиромеханизм системы стабилизации; 4 — пряжка ремня механизма эксплуатационного притягивания плечевых ремней; 5 — лопасть ограничителя рук; 6 — пряжка ремня механизма эксплуатационного притягивания поясных ремней; 7 — ручка механизма эксплуатационного притягивания поясных ремней; 8 — механизм эксплуатационного притягивания поясных ремней; 9 — кресло; 10 — кнопки системы регулирования сиденья; 11 — ручка аварийного включения кислорода; 12 — НАЗ; 13 — ограничитель ноги; 14 — ложемент голеней и ног; 15 — ложемент механизма подъема ног; 16 — щиток дефлектора; 17 — ручка катапультирования; 18 — замок системы фиксации; 19 — система фиксации; 20 — такелажный узел; 21 — свободные концы парашютной системы

Есть несколько схем отсоединения катапультируемого кресла от ЛА, но самый распространенный относится к выстреливанию кресла при помощи реактивного двигателя (К-36ДМ), сжатого воздуха (Су-26), порохового заряда (КМ-1М). После выстрела оно в автономном режиме отбрасывается, и пилот приземляется на землю на парашюте. В некоторых вариантах использовались спасательные кабины (В-1) или капсулы (В-58), которые опускались на парашютах.

Предпосылки к конструированию катапультируемого кресла

До второй половины Второй мировой войны пилот покидал кабину самолета следующим образом: нужно было встать с сиденья, переступить через борт, добраться до крыла и спрыгнуть в промежуток между хвостовым оперением и крылом. Таким способом можно было пользоваться на скоростях 400-500 км/ч. Но авиастроение не стояло на месте, и к концу Второй мировой пределы скоростей  самолетов значительно выросли. Используя тот же принцип покидания самолета, многие летчики погибали или даже не могли сдвинуться с места, поскольку навстречу им шел сильный воздушный поток.

Как гласит немецкая статистика, на период с конца 30-х и начала 40-х годов в 40% случаев покидание самолетов вышеупомянутым способом заканчивалось  катастрофой для пилота. В США ВВС также проводили исследования, которые показали, что 45,5% покиданий борта таким способ заканчивались травмами пилотов, а 12,5% – смертью. Назрела очевидная необходимость в поиске нового способа покидания самолета. Подходящим вариантом стало выбрасываемое кресло с летчиком.

История

Эксперименты с принудительным выбросом летчика из самолета проводились еще в 20-30-х годах, но их цель заключалась в решении проблемы страха пилотов перед «прыжками в пустоту». В 1928 году в Кельне на выставке представили систему, осуществляющую выбрасывание пилотов в кресле с парашютом. Выброс осуществлялся на 6-9 метров при помощи сжатого воздуха.

В 1939 году в Германии появились первые катапульты. Экспериментальный ЛА Heinkel He-176 был оснащен носовой сбрасываемой частью. Немного позже катапульты начали производить серийно. Их начали устанавливать на турбореактивные Heinkel Не-280 и поршневые Heinkel Не-219. В январе 1942 года Гельмунт Шенк (летчик-испытатель) совершил первое успешное катапультирование. Помимо этого, катапультируемые кресла устанавливали на другие немецкие самолеты. За весь период Второй мировой немецкие пилоты совершили примерно 60 катапультирований.

Первое поколение катапультных кресел разрабатывалось с единственным заданием – выбросить человека из кабины самолета. Отдалившись от ЛА, летчик должен был отстегнуть ремни для отсоединения кресла и раскрыть парашют.

Катапультные кресла второго поколения начали появляться в 50-х годах. В процессе покидания самолета частично принимала участие автоматика. Все, что нужно было сделать – дернуть рычаг. Стреляющий пиротехнический механизм выбрасывал кресло и вводился парашютный каскад: сначала стабилизирующий, потом тормозной и затем основной парашютный. Простая автоматика смогла обеспечить блокировку по высоте и задержку по времени.

Третье поколение появилось спустя 10 лет. Кресла начали укомплектовывать твердотопливным ракетным двигателем, который работал после отсоединения кресла от кабины. Их снабжали более новой автоматикой. Первые кресла этого поколения разрабатывались в НПП «Звезда» и обладали парашютным автоматом КПА, который соединялся с самолетом 2 пневматическими трубками и настраивался на высоту и скорость.

Современные модели катапультирующих кресел – британский Martin Baker Mk 14, американский МcDonnell Douglas ACES 2 и российский К-36ДМ. 10 декабря 1954 года полковник Д. П. Стэпп на авиабазе Холломан подвергся рекордной перегрузке – 46,2 g. Летчик-испытатель Д. Смит в 1955 году впервые совершил катапультирование на сверхзвуковой скорости.

Последовательность операций по катапультирование.

Кликните для просмотра.

Практически на всех самолетах привод катапультного кресла курируется пилотом. Но есть такие типы самолетов, в которых продумана функция принудительного катапультирования членов экипажа командиром самолета (Ту-22М). В России есть только один ЛА (палубный СВВП Як-38), оснащенный полностью автономной системой катапультирования. Данная система сама наблюдала за опасными режимами во время полета и при необходимости без желания члена экипажа выбрасывает его.

Производители

На сегодняшний день производством катапультируемых кресел все так же занимаются американские компании Stencil и МcDonnell Douglas и британская Martin Baker. В России такие кресла создает только НПП «Звезда». На практике в Советском Союзе катапультирующие кресла разрабатывались под определенный тип ЛА.

Катапультируемые кресла в космических авиалайнерах

Довольно часто возникает вопрос – почему катапультируемые кресла не устанавливаются в авиалайнерах. Тому есть несколько причин:

Агрегаты и узлы авиатехники

1. Большая часть летных происшествий возникает во время взлета и посадки, а именно тогда, когда на катапультирование пассажиров не хватает ни высоты полета, ни времени.

2. В военных самолетах перед моментом катапультирования откидывается остекление кабины. Тогда как в коммерческих самолетах пришлось бы сбрасывать потолок.

3. Катапультируемое кресло выбрасывается при помощи реактивного двигателя или порохового заряда, работа которых часто привела бы не только к травмам соседних пассажиров, но и к их убийству.

4. При катапультировании тело пилота подвергается сильным перегрузкам, которые безопасны только тогда, когда летчик принимает правильную позу и упор для рук и головы.

5. На высоте температура воздуха и давление значительно ниже, чем на земле. Молниеносная разгерметизация ЛА в таких условиях не только опасна, но и смертельна. Поэтому для катапультирования пилоты одеваются в специальные высотные шлемы и костюмы и используют кислородные  маски.

6. Допустим, что все вышеперечисленные моменты не повлияли на здоровье пассажира, однако сам процесс спуска на парашюте довольно сложен и требует определенных навыков, которые отрабатываются сугубо на тренировках и специальных подготовках. Также в том случае, если пассажир будет спускаться на деревья, воду или горы, далеко не факт, что ему удастся остаться в живых.

7. Жесткие требования авиационной безопасности привели к тому, что количество серьезных происшествий и аварий по сравнению с удачными перелетами ничтожно мало. Учитывая габариты самого самолета с дополнительными комплектующими, уже сводится на нет установка катапультирующих кресел. Если для каждого пассажира монтировались такие кресла, масса и объем самолета сильно бы увеличились. В свою очередь это привело бы к повышению количества использования горючего, а соответственно, и к повышению стоимости самого перелета.