Катапульти́руемое кре́сло — система, предназначенная для спасения лётчика или других членов экипажа из летательного аппарата в аварийных ситуациях. В отечественной авиационно-космической технической документации применяется термин — катапультное кресло .

Катапультные кресла используются в основном на военных и спортивных самолётах (например, Су-26 ), есть случаи их установки на вертолётах ( Ка-50 ). Современные модели кресел обеспечивают спасение пилота во всём диапазоне высот и скоростей полёта, включая 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 полёта .

Как правило, катапультное 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 у спортивного 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.

История

До середины Второй мировой войны для покидания повреждённого самолёта пилот вставал с сиденья, переступал через борт кабины, вставал на крыло и спрыгивал в промежуток между ним и хвостовым оперением . Этот способ обеспечивал вполне надёжное спасение на скоростях до 400—500 км/ч. Однако к концу войны скорости самолётов значительно выросли, и у многих лётчиков уже просто не хватало физических сил противостоять набегающему воздушному потоку.

Исследования ВВС США в 1943 году показали, что 12,5 % покиданий самолётов, совершённых в 1942 году, закончились гибелью летчиков (45,5 % — травмами), значительная часть смертельных исходов была вызвана столкновениями с хвостовым оперением и другими частями самолёта; в повторных исследования 1944 года эти значения выросли до 15 % и 47 % соответственно. Назрела очевидная необходимость в новом способе покидания самолёта, в частности — принудительном выбросе кресла с лётчиком из кабины .

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

Изобретателем кабины с возможностью катапультирования стал Анастас Драгомир (Anastase Dragomir; 1896—1966) — румынский изобретатель в области авиации. На неё Драгомир совместно с Танасе Добреску (Tănase Dobrescu) 3 ноября 1928 года получил французский патент № 678566 «Nouveau système de montage des parachutes dans les appareils de locomotion aérienne» («Новая система крепления парашютов в летательных аппаратах»). Работа Драгомира и Добреску представляла собой раннюю версию катапультируемых кресел. Это действительно была новая система парашютирования на летательных аппаратах: у каждого пассажира имелся собственный парашют, который позволял в критический момент отделить от аэроплана кресло вместе с сидящим в нём пассажиром, выводя его наружу через специальное отверстие. Драгомиру удалось получить финансирование своего проекта после нескольких неудачных попыток, и он приступил к постройке своей «катапультируемой кабины». Изобретение прошло испытания 28 августа 1929 года на аэроплане компании «Avions Farman», пилотируемом летчиком Люсьеном Боссутро (Lucien Bossoutrot) в аэропорту Париж-Орли. Французские газеты писали о том, что испытания завершились успешно. Вернувшись в Румынию, 26 октября 1929 года Драгомир вместе с румынским авиационным инженером, капитаном Константином Николау ( Constantin Nicolau ), успешно повторил эксперимент на аэроплане «Avia» в аэропорту Бэняса (Băneasa Airport) в Бухаресте. Он продолжал совершенствовать своё изобретение и в 1950 году получил румынский патент № 40658 на свой «парашютный отсек». В 1960 году он получил патент № 41424 для транспортных самолётов, оснащённых катапультируемыми кабинами.

Первые германские катапульты появились в 1939 году. Экспериментальный летательный аппарат Heinkel He-176 с ракетным двигателем был оснащён сбрасываемой носовой частью. Вскоре катапульты стали серийными: их устанавливали на турбореактивный Heinkel He 280 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 .

Развитие конструкции систем спасения

Катапультные кресла первого поколения выполняли единственную задачу — принудительно выбросить человека из кабины. Отдалившись от самолёта, пилот должен был самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть кресло и раскрыть парашют. Кресло подбрасывал пиротехнический вышибной заряд , инициатором срабатывания которого был пиропатрон . Кресла такого типа, например, применялись на советских реактивных истребителях первого поколения ( Су-9 , МиГ-15 и целом ряде других типов самолётов).

С ростом скоростей полёта потребовалось увеличить мощность вышибного заряда для гарантированного подбрасывания кресла выше элементов конструкции самолёта (вертикального оперения). Это привело к повышенному риску травмирования пилота (вплоть до перелома позвоночника) из-за более высокой перегрузки при выстреле. Проблему требовалось решать.

Так на самолётах появились катапультные кресла, стреляющие вниз . Это уменьшало нагрузку на организм человека и снижало риск травмы, но при этом ограничивало высоту покидания аварийной машины (например, на самолёте Ту-22 минимальная высота покидания в горизонтальном полёте составляет не менее 230—245 метров над поверхностью рельефа местности). Такие кресла долгое время штатно применялись на нескольких типах самолётов (например, кресла КТ-1 на Ту-16 , с 50-х и вплоть до списания самолёта в начале 90-х годов 20-го века).

Для снижения нагрузки при катапультировании вверх было решено применять двухступенчатые комбинированные стреляющие механизмы : первая ступень — это относительно небольшой вышибной заряд, подбрасывающий кресло вверх, после чего сразу запускался твердотопливный ракетный двигатель в виде пороховой шашки, который с допустимым для человеческого организма ускорением гарантированно выбрасывал кресло на безопасную высоту покидания. Так появилась возможность безопасно катапультировать пилота при развитии аварии на земле, в процессе пробега или разбега самолёта по взлётно-посадочной полосе. По советским нормам минимальная скорость движения самолёта при этом должна была составлять не менее 130 км/час, для гарантированного наполнения купола спасательного парашюта.

Однако, в это время произошёл очередной резкий рост скоростей и высот полёта самолётов. При выходе кресла из кабины в таких условиях человек уже травмировался набегающим потоком воздуха — вплоть до переломов рук и ног, разрывов тканей лица и других, не менее малоприятных эффектов.

Решение этой проблемы потребовало комплексного подхода. Так было разработано — первоначально это были жёсткие стеклопластиковые защитные шлемы ЗШ, надеваемые сверху на шлемофон , затем они стали единым изделием; также применялись комбинезоны специального пошива и полётные ботинки . В катапультных креслах стали применять специальные механизмы и устройства — автоматически срабатывающие ограничители разброса рук и ног. Для исключения травм позвоночника стали устанавливать механизм принудительного подтяга привязных ремней , который в момент катапультирования плотно прижимал корпус тела лётчика к спинке сидения.

В СССР разработка средств спасения и индивидуальной защиты летчика была возложена на специально организованное для этих целей Научно-производственное (изначально Завод № 918 Министерства авиационной промышленности СССР).

На больших сверхзвуковых скоростях при выходе кресла из кабины возникает сильный динамический удар, и существовавшее в те ^{[ какие? ]} годы снаряжение не могло гарантировать лётчику безопасное покидание самолёта. Из-за этого действовали ограничения на высотно-скоростные параметры покидания — для безопасного катапультирования лётчик должен был сбросить скорость и высоту полёта аварийного самолёта до рекомендованных в Руководстве по лётной эксплуатации значений.

Одним из выходов в данной ситуации виделось покидание экипажем самолёта в отделяемой капсуле. Работы в этом направлении велись в нескольких странах мира. Спасательной капсулой оснащались некоторые типы самолётов, например американские бомбардировщики Convair B-58 Hustler и General Dynamics F-111 (см. отдельную статью).

На советском истребителе МиГ-21 была установлена система катапультирования «СК». Катапультируемое кресло было взято без существенных изменений с предыдущей модели самолёта МиГ-19 , но в качестве устройства защиты лётчика от воздушного потока использовался подбрасываемый вперёд-вверх по заданной траектории фонарь кабины лётчика, который ложился на кресло и защищал пилота от ударного воздействия воздушного потока. Но увы — эта система не в полной мере выполняла возложенные на неё функции и в дальнейшем от неё отказались, установив новую систему катапультирования следующего поколения (полее подробно см. в описании конструкции самолёта МиГ-21).

Новым шагом в средствах покидания скоростных самолётов стали кресла с трёхкаскадной парашютной системой. При катапультировании сразу после подброса кресла в поток выпускался первый стабилизирующий парашют , который укладывал кресло с лётчиком по потоку на спину, что значительно снижало разрушающее действие набегающего воздушного потока на человека, после чего включался твердотопливный ракетный двигатель, поднимавший кресло на заданную высоту. После торможения кресла в поток выпускался второй стабилизирующий парашют , на котором кресло с сидящим в нём лётчиком падало до высоты безопасного разделения — это три-четыре тысячи метров. На этой высоте уже можно дышать атмосферным воздухом без последствий для здоровья. После разделения вводился в действие третий каскад — спасательный парашют лётчика . Вся парашютная система в таком кресле находится в заголовнике кресла.

В российской военной авиации наиболее широкое применение получили различные модификации кресла К-36 , обеспечивающие спасение экипажа во всём диапазоне высот и скоростей полёта, в том числе спасение с неподвижного, находящегося на аэродромной стоянке самолёта. Подобные системы получили название «0-0», то есть H=0, V=0 (высота ноль, скорость ноль). Подобными креслами в XXI веке были оснащены почти все российские боевые самолёты (на Ту-22М3 продолжает действовать ограничение по минимальной скорости покидания 130 км/ч).

Кресло К-36 было разработано конкретно для самолёта вертикального взлёта и посадки Як-36 (1964 год). Этот самолёт мог взлетать и садиться вертикально, при этом вертикальные и переходные режимы полёта считаются наиболее опасными с точки зрения аварийности. Перед конструкторами НПО «Звезда» была поставлена задача — обеспечить нормальное катапультирование и наполнение купола спасательного парашюта при отсутствии поступательной скорости самолёта и скоростного напора воздуха. Поэтому на кресле К-36 была успешно применена однокупольная спасательная система ПСУ-36, с выпускаемыми из кресла в поток стабилизирующими штангами. Несмотря на то, что Як-36 не пошёл в серию, доработанное кресло затем было установлено и успешно применялось на СВВП Як-38 . Наиболее массовой модификацией кресла стало К-36ДМ , адаптированное для фронтового бомбардировщика Су-24 , а затем и для остального парка почти всех отечественных военных самолётов.

На большинстве самолётов привод (инициирование срабатывания) катапультного кресла осуществляется непосредственно лётчиком. Однако есть самолёты, где также возможно принудительное катапультирование членов экипажа командиром , например: Су-24М , Ту-22М и некоторых других. Единственным советским самолётом, оснащённым полностью автоматической системой покидания СК-ЭМ, которая сама следила за опасными режимами полёта и выбрасывала пилота из кабины независимо от его желания, был палубный самолёт с вертикальным взлётом и посадкой Як-38 .

Первым советским вертолётом , оснащённым полноценной системой покидания, считается ^{[ кем? ]} Ка-50 с установленной ракетно-парашютной системой К-37-800, предназначенной для покидания терпящего бедствие вертолёта с помощью буксировочного ракетного двигателя. Двигатель фалом вытаскивает лётчика из кабины за подвесную систему (спинку кресла), при этом само кресло остаётся в вертолёте. Перед покиданием вертолёта верхняя часть остекления кабины и лопасти несущего винта отстреливаются. После отработки ракетного двигателя автоматически перерезаются ремни спинки кресла, которое отделяется и приводит в действие спасательный парашют. В случае необходимости лётчик может выброситься из кабины самостоятельно, не приводя в действие ракетный двигатель.

Специально для космического корабля многоразового использования «Буран» были созданы кресла К-36РБ , которые предназначались для спасения экипажа в случае нештатной ситуации на взлёте или при атмосферном спуске при посадке (высота от нуля до 25 км на взлёте и от 30 км до нуля при посадке). Эти кресла неоднократно испытывались в реальных космических полётах с 1988 по 1990 год на кораблях серии «Прогресс».

Разработчики и производители

В практике советского авиастроения катапультные кресла долгое время разрабатывались под конкретный тип летательного аппарата, что отражалось в их названиях: так, кресла «КМ» устанавливались на самолёты «МиГ», кресла «КТ» — на самолёты «Ту» и т. д.

Вместе с тем, начиная с 1960-х годов в посёлке Томилино Московской области, было образовано специализированное предприятие — НПП «Звезда», которое и до н. в. занимается, в том числе, разработкой специального снаряжения и средств спасения лётчика.

Промышленным производством катапультных кресел семейства К-36 в 21-м веке занимается Вятское машиностроительное предприятие Авитек в городе Кирове .

К 2020-м годам на международном рынке средств спасения лётчика остались британская компания Martin Baker и американские McDonnell Douglas и .

Техническая эксплуатация

Техническая эксплуатация катапультных кресел, а также других систем и средств аварийного покидания в отечественной военной авиации занимаются специалисты группы САПС (средства аварийного покидания и спасения), а в частях, где штатным расписанием не предусмотрена отдельная группа САПС, то в составе группы специалистов по самолёту и двигателю имеется ряд специалистов, обученных и допущенных приказом по части к работам со средствами покидания. Работы по САПС относятся к работам с повышенной опасностью, в связи с наличием в конструкции кресла различных пиротехнических устройств и изделий. Помещение, в котором находятся демонтированные кресла и с которыми проводятся работы, имеет ограниченный поимённый допуск. Лицам, не имеющим допуска, вход в лабораторию САПС категорически запрещён.

Вытяжными, стабилизирующими и спасательными парашютами кресел занимаются специалисты парашютно-десантной службы (ПДС) полка.

Катапультируемые кресла и коммерческие авиалайнеры

Установка катапультируемых кресел на коммерческие авиалайнеры не производится по следующим причинам:

• Большинство лётных происшествий происходит во время взлёта и посадки , когда на катапультирование всех пассажиров не хватит ни времени, ни высоты полёта.
• В военной авиации перед катапультированием сбрасывается остекление кабины. В коммерческом самолёте пришлось бы сбрасывать весь потолок салона.
• Катапультируемое кресло выстреливается из самолёта при помощи порохового заряда или реактивного двигателя , работа которых может травмировать или даже убить пассажиров, находящихся рядом.
• При катапультировании тело лётчика подвергается значительным перегрузкам (15—20 g в течение 0,15—0,2 с), которые безопасны только в случае принятия правильной позы и наличии упоров для головы и рук .
• На высоте давление и температура воздуха значительно ниже, чем на земле. Мгновенная разгерметизация самолёта в этих условиях смертельна. По этой причине для катапультирования пилоты одеты в специальные высотные костюмы и шлемы, и используют кислородные маски .
• Даже если все вышеперечисленные проблемы пассажиру удалось бы преодолеть, сам процесс спуска на парашюте также требует навыков, вырабатываемых только предварительной подготовкой и тренировкой. Особенно опасно приземление на лес, воду, здания, в горной местности и т. п.
• Благодаря жестким требованиям авиационной безопасности , количество серьёзных происшествий в пассажирской авиации на фоне количества успешных рейсов и перевезенных пассажиров крайне мало. В этих условиях, оборудование каждого пассажирского кресла системой аварийного покидания самолёта потребовало бы значительного увеличения объёма, массы и технической сложности как отдельного кресла, так и всего самолёта в целом, что привело бы к значительному и неоправданному росту стоимости перевозки и снижению пассажировместимости самолётов. Стоит также учесть риск нештатного срабатывания системы катапультирования, что во многих случаях может быть равносильно катастрофе.

Катапультные кресла, в сравнении с обычными сиденьями пассажирского авиалайнера, на порядки сложнее, тяжелее и дороже. Любое катапультное кресло является устройством повышенной опасности и требует соблюдения ряда жёстких правил при обращении с ним — известно немало трагических случаев при нештатном срабатывании кресла. Кроме этого, катапультное кресло предназначено для рабочего места, с соответствующей эргономикой — пассажиру в нем будет просто неудобно при многочасовом перелёте.

Примечания

Литература

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

Ссылки

См. также

• Спасательная капсула