Как катапультируются с самолета

Ты знал, что при катапультировании система фиксирует пилотам руки и ноги, чтобы их не сломало потоком воздуха? А о том, что были системы, выбрасывающие летчика вниз? И о том, что у американских самолетов отстреливается кабина целиком?

2 октября 2022

Идею катапульты современный человек воспринимает как некое общее место. Типа, ну да, есть такая штука. Вон у меня кофеварка имеется и автомобиль — и чего? Между тем с ростом скоростей это устройство превратилось в настоящий шедевр технической мысли.

Придумали катапульту еще в 1928 году, ее запатентовал румынский изобретатель Анастас Драгомир. Кресло выбрасывалось из самолета с помощью сжатого воздуха. Однако в те времена никто не был готов всерьез тратиться на внедрение таких штук. Пилоту пора сойти? Отлично, пусть вылезает на крыло и прыгает.

И только когда стало понятно, что больше 10% летчиков в такой ситуации убивает хвостом самолета, а примерно 45% травмирует (статистика ВВС США, 1943 год), на катапульты стали смотреть серьезнее.

Катапульта, спасение в небе

Однако первыми начали серийно устанавливать катапультируемые кресла не американцы, а немцы. В 1942 году их получил Heinkel He 219, поршневой ночной истребитель. Но еще раньше такое устройство испытали на реактивном истребителе: в 1942-м летчик-испытатель Гельмут Шенк совершил первое успешное катапультирование.

Поначалу кресла просто выбрасывало вверх за счет порохового заряда. Потом пилот отстегивался от него, раскрывал парашют и приземлялся. Фонарь кабины отстреливался чуть раньше. Но иногда нет — такое тоже случалось. С понятными последствиями.

С развитием реактивной авиации скорости выросли, и понадобилось подбрасывать катапультируемое кресло выше и быстрее. Увы, тут внезапно выяснилось, что прочность позвоночника вида Homo sapiens не безгранична. Еще бы, летчик в течение примерно 0,15 секунды испытывает перегрузку в 12-15 g! Тогда разработчики катапульт пошли разными путями.

Советские конструкторы на ряде самолетов сделали кресло отстреливающимся вниз. Например, на Ту-16 и Ту-20. Идея имела только один недостаток: она не позволяла пользоваться системой на малой высоте, минимум — 230 метров относительно поверхности земли.

Источник: www.maximonline.ru

Катапультирование из самолета. Спасательная капсула самолета.

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:

1. Отделяемая кабина для экипажа.
2. 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.

Катапульты

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.

Источник: avia.pro

Последний шанс пилота: спасительный выстрел в воздух

Когда самолет падает и кажется, что спасения нет, лучшее в мире катапультное кресло К-36Д-3,5 может дать пилоту еще один шанс.

Дмитрий Мамонтов

В день открытия 43-го Парижского авиационно-космического салона, 12 июня 1999 года, новейший российский истребитель Су-30МК поднялся в воздух, чтобы продемонстрировать десяткам тысяч зрителей возможности сверхманевренного самолета с управляемым вектором тяги. Показ не удалось выполнить до конца: пилот Вячеслав Аверьянов неправильно оценил высоту при выходе из плоского штопора и слишком поздно вывел самолет из пикирования. Не хватило буквально 1 метра — Су-30МК хвостовой частью задел землю, повредив левый двигатель. На правом двигателе горящий самолет медленно набрал высоту 50 м, а затем пилот и штурман (Владимир Шендрик) катапультировались.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Катапультирование с малых высот — случай достаточно тяжелый, и считается удачным, если летчики просто останутся живы. Поэтому специалисты с величайшим изумлением смотрели на приземлившихся летчиков, самостоятельно идущих по полю аэродрома. Это настолько впечатлило генерального директора авиасалона Эдмона Маршеге, что он в своем выступлении на пресс-конференции по случаю катастрофы так и сказал: «Я не знаю других средств, которые могли бы спасти экипаж в этих условиях». Для катапультных кресел К-36ДМ, разработанных российским НПП «Звезда», трудно было придумать лучшую рекламу.

Выпрыгнуть из кабины

До 1930-х годов невысокие скорости летательных аппаратов не создавали проблем: пилот просто откидывал фонарь, отстегивал привязную систему, переваливался через борт и прыгал. К началу Второй мировой военная авиация перешагнула невидимый порог: при скорости 360 км/ч человека воздушным потоком прижимает к самолету с силой почти в 300 кгс. А ведь нужно еще как следует оттолкнуться, чтобы не удариться о киль или крыло, да и пилот может быть ранен, а самолет — поврежден. Простейшее решение — отстегнуться, а затем подать ручку вперед, чтобы самолет «клюнул» и под действием перегрузки пилота выбросило из кабины, — работало только на не слишком высоких скоростях.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Первые катапульты появились в Германии. В 1939 году 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 и винтовой Heinkel He 219. 13 января 1942 года пилот He 280 Гельмут Шенк выполнил первое в мире реальное катапультирование — аэродинамические поверхности его самолета обледенели, и истребитель стал неуправляемым. К концу войны на счету немецких пилотов насчитывалось уже более 60 катапультирований.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Катапультные кресла тех времен (их принято относить к первому поколению, хотя эта классификация весьма условна) выполняли единственную задачу — выбросить человека из кабины. Это достигалось в основном с помощью пневматики, хотя встречались и механические (подпружиненные рычаги), и пиротехнические решения. Отлетев от самолета, пилот должен был по-прежнему самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть кресло и раскрыть парашют.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Немного автоматики

Второе поколение катапультных кресел появилось в 1950-х годах. Процесс покидания был уже частично автоматизирован: достаточно было дернуть рычаг, пиротехнический стреляющий механизм выбрасывал кресло из самолета, вводился парашютный каскад (стабилизирующий, затем тормозной и основной). Простейшая баровременная автоматика обеспечивала только задержку по времени и блокировку по высоте (на большой высоте парашют открывался не сразу). При этом задержка была постоянной и обеспечивала оптимальный результат только на максимальной скорости. Поскольку один только стреляющий механизм (ограниченный габаритами кабины и физиологическими возможностями пилота по переносимым перегрузкам) не мог выбросить летчика на нужную высоту, например, на стоянке, в 1960-х годах кресла начали оснащать второй ступенью — твердотопливным ракетным двигателем, начинающим работать после выхода кресла из кабины.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кресла с таким двигателем принято относить к третьему поколению. Они снабжены более совершенной автоматикой, причем совсем не обязательно электрической. Например, на первых креслах этого поколения, разработанных НПП «Звезда», парашютный автомат КПА соединялся с самолетом двумя пневмотрубками и таким образом настраивался на скорость и высоту.

С тех пор техника шагнула далеко вперед, но все современные серийные катапультные кресла относятся к третьему поколению — британское Martin Baker Mk 14, американские McDonnell Douglas ACES II и Stencil S4S, а также знаменитое российское К-36ДМ. Кстати, на Западе авиастроительные компании начинали разрабатывать средства спасения пилотов самостоятельно (у нас то же самое было в 1940—1950-х), и лишь с 1960-х началась унификация, и на рынке остались британская компания Martin Baker и американские McDonnell Douglas и Stencil. У нас в стране катапультные кресла, как и другое полетное снаряжение, с 1960-х годов делает только НПП «Звезда». Это весьма благотворно сказывается на бюджете тех, кто эксплуатирует технику (особенно если в частях стоит на вооружении не один тип самолетов, а несколько).

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Защитный кокон

В чем же уникальность российского подхода к средствам спасения? Генеральный конструктор НПП «Звезда» Гай Северин отвечает на этот вопрос так: «Стоимость подготовки квалифицированного пилота оценивается в $10 млн. Это почти половина стоимости самого самолета.

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 процентов пилотов продолжают летать!» «Мы с самого начала решили, что характеристики наших средств аварийного покидания должны полностью соответствовать возможностям самолетов. Если кресло может спасти пилота на скорости 1400 км/ч, то на скорости 800 км/ч это будет сделать гораздо проще», — говорит начальник расчетно-теоретического отдела НПП «Звезда» Александр Лившиц. Поэтому К-36ДМ — чрезвычайно сложная система, аналогов которой нет нигде в мире.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

От чего же кресло должно защищать пилота? В первую очередь (еще до катапультирования) — от усталости. Кресло — это рабочее место летчика, где он проводит многие часы, и ему должно быть максимально удобным. Поэтому сиденье и спинка кресла особым образом профилированы, есть подгонка по росту и по наклону спинки (в последних моделях).

Но, предположим, самолет терпит аварию и летчик вынужден катапультироваться. Ослабленные ремни могут привести к повреждению позвоночника. Чтобы минимизировать риск такой травмы, нужно заставить пилота принять правильное положение. Поэтому механизм кресла в первую очередь притягивает плечи пилота к спинке.

Пиропритяг плеч есть на всех современных катапультных креслах (и даже в современных автомобилях), но К-36 притягивает еще и поясной ремень. Еще одна степень фиксации — боковые ограничители рук (только у К-36). Они обеспечивают дополнительную защиту и боковую поддержку пилота (при вращении самолета по крену сила Кориолиса стремится выбросить летчика из кресла).

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Следующий опасный фактор — это воздушный поток после выхода из кабины. На любые выступающие части тела пилота действуют гигантские нагрузки — например, ноги воздушным потоком может просто сломать. Поэтому на всех современных креслах голени фиксируются специальными петлями, но только К-36 оснащено еще и системой подъема ног — кресло как бы «группирует» летчика (при этом риск сломать голень снижается). Кроме того, К-36 оснащено выдвижным дефлектором, защищающим грудь и голову летчика от воздушного потока при катапультировании на высоких скоростях (до 3 Махов!). Все эти защитные факторы действуют без участия пилота и занимают всего 0,2 секунды.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Мягкая посадка

Положение самолета в момент катапультирования может быть произвольным. Но покинувшему кабину креслу нужно придать вертикальное положение. Это делается с помощью двигателей коррекции по крену, расположенных за заголовником, и двух выдвижных штанг со стабилизирующими парашютами. Вертикальное положение кресла обеспечивает возможность максимально использовать импульс ракетного двигателя и набрать высоту, а также обеспечить защиту от воздушного потока с помощью уже упомянутого дефлектора. Кроме того, именно такое положение летчика дает ему возможность выдержать большие перегрузки торможения (в направлении «грудь-спина»).

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Западные катапультные кресла позволяют раскрывать парашют при 400 км/ч. Парашют К-36 может вводиться на скорости до 650 км/ч, время торможения, а следовательно, высота безопасного катапультирования получается меньше. По статистике 90% катапультирований происходит на малых высотах и скоростях менее 700 км/ч.

Парашют расположен в заголовнике, при его отстреливании кресло получает противоположный импульс и отделяется. А целый и невредимый летчик на парашюте плавно опускается на землю. Сторонним наблюдателям это кажется чудом, но лучше всего об этом сказал Гай Северин: «Автор этого чуда — уникальное кресло К-36ДМ, разработанное в НПП ‘Звезда’».

Источник: www.techinsider.ru

КАТАПУЛЬТИ́РОВАНИЕ

Катапультирование лётчика в кресле К-36Д-3,5 из самолёта МиГ-25-УБ (Россия).

КАТАПУЛЬТИ́РОВАНИЕ, спо­соб при­ну­дит. по­ки­да­ния эки­па­жем ЛА с ис­поль­зо­ва­ни­ем спец. уст­ройств [ка­та­пульт­но­го крес­ла (наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны), кап­су­лы или от­де­ляе­мой ка­би­ны]; по­сле че­го сле­ду­ет при­зем­ле­ние (при­вод­не­ние) на па­ра­шю­тах. При­ме­ня­ет­ся в авиац. и кос­мич. прак­ти­ке при воз­ник­но­ве­нии на бор­ту ЛА ава­рий­ной си­туа­ции, ис­клю­чаю­щей воз­мож­ность даль­ней­ше­го про­дол­же­ния по­лё­та.

Ко­ман­да на К. по­да­ёт­ся ав­то­ма­ти­че­ски (бор­то­вы­ми сис­те­ма­ми ЛА) или вруч­ную. К. про­из­во­дит­ся с по­мо­щью стре­ляю­ще­го ме­ха­низ­ма с пи­ро­па­тро­ном со­вме­ст­но с ра­кет­ным твер­до­топ­лив­ным дви­га­те­лем (РДТТ), ко­то­рый вклю­ча­ет­ся в мо­мент от­де­ле­ния ка­та­пульт­но­го крес­ла от ЛА (рис.).

От­де­ляе­мой час­ти или крес­лу при­да­ёт­ся ско­рость в на­прав­ле­нии, от­лич­ном от на­прав­ле­ния по­лё­та (обыч­но 15–30° к вер­ти­каль­ной оси ЛА). При­ме­не­ние РДТТ по­зво­ля­ет спа­сти лёт­чи­ка при взлё­те и по­сад­ке и при по­лё­тах на пре­дель­но ма­лой вы­со­те. В за­ви­си­мо­сти от об­щей ком­по­нов­ки са­мо­лё­та, ко­ли­че­ст­ва и рас­по­ло­же­ния чле­нов эки­па­жа ис­поль­зу­ют­ся сле­дую­щие на­прав­ле­ния К.: вверх, ли­цом или спи­ной к возд. по­то­ку; вниз, ли­цом или спи­ной к возд. по­то­ку. К. вверх ис­поль­зу­ет­ся ча­ще, т. к. при этом обес­пе­чи­ва­ет­ся спа­се­ние эки­па­жа при по­ки­да­нии ЛА на ма­лой вы­со­те по­лё­та.

Источник: bigenc.ru