КАТАПУЛЬТНЫЕ КРЕСЛА, КАПСУЛЫ. И ОТДЕЛЯЕМЫЕ КАБИНЫ

2.1. ПЕРВЫЕ ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ПОКИДАНИЯ

С изменением режима полетов истребительной авиации — ростом скоростей, маневренности и особенно боевого примене­ния на малых высотах возникали усложнявшиеся проблемы по обеспечению безопасности полетов и спасения экипажей, по­падавших в аварийную ситуацию. Способ спасения людей из само­лета покиданием через борт становился все менее эффективным. У многих летчиков уже не хватало мускульной силы для пре­одоления сопротивления воздушного потока, а если и хватало сил выброситься через борт, то нередко они сталкивались с хвосто­вым оперением своих машин (рис. 12).

Однако покидание самолета через борт до середины 1940-х гг. было единственно возможным способом спасения, но надежное спасение обеспечивалось при этом только до скорости 400… 500 км/ч (рис. 13). А скорости полета к сороковым годам достига­ли 600 км/ч и более. В результате, по данным немецкой статистики, в конце 1930-х — начале 1940-х гг. 40% покиданий самолетов

Рис. 12. Проверка возможности безопасного покидания передней кабины бомбардировщика СБ (1940 г.) (скорость — 450 км/ч)

Рис. 13. Траектории падения парашютиста
в зависимости от скорости самолета:

I — У=300 км/ч; 2 — Г=400 км/ч; 3 — 1^=600 км/ч

через борт закончились катастрофами. ВВС США в 1943 г. провели анализ аварийных прыжков со своих военных самоле­тов за 1942 г. Оказалось, что 12,5% из них закончились гибелью летчиков, а в 45,5% случаев прыгавшие получили повреждения. Кроме того, анализ показал, что большинство смертельных исхо­дов было при покидании наиболее скоростных для того времени самолетов и что причиной большого числа случаев гибели и по­вреждения прыгавших были удары о конструкцию самолетов. Изучение статистики аварийных покиданий самолетов-истребите­лей, произведенных в США в 1944 г., показало, что число слу­чаев гибели повысилось до 15%, а случаев повреждения пры­гающих — до 47%. Положение становилось нетерпимым. Нужны были новые способы покиданий, в частности — принудительный выброс кресла с летчиком из кабины.

Ранее уже были попытки провести экспериментальные работы по принудительному выбросу из самолетов, правда, тогда они не всегда вызывались трудностью преодоления сопротивления воз­душного потока. Еще в конце 1920-х — начале 1930-х гг. разраба­тывалась система покидания самолета, которая должна была по­могать летчикам выбираться из кабин, не испытывая страха от прыжка в «бездну», усиливаемого предполагаемой возмож­ностью удара или зацепления за корпус самолета.

На выставке в Кельне в 1928 г. было представлено описание следующей системы: «Кресло пилота с приделанным к нему па­рашютом размещалось в кабине на баллонах со сжатым воздухом. Нажав на рычаг, пилот мог произвести своеобразный «выстрел», который выбрасывал пилота‘вместе с креслом и парашютом на 6…9 метров».

В 1940 г. советские конструкторы И. Ф. Флеров и А. А. Бо­ровков работали над созданием истребителя и при этом столкну­лись с рядом сложнейших проблем, связанных с ростом скоростей самолетов. Например, конструкторы рассчитывали получить на самолете максимальную скорость у земли 528 и на высоте 6000 м — 660 км/ч. С использованием дополнительных источников тяги (ускорителей) предполагалось достичь скорости у земли 600…650, а на высоте 6000 м — 800…850 км/ч. В связи с этим самолет был необычен по своей конструкции: имел короткий фюзеляж, мотор, который размещался на фюзеляже не в передней части, а в задней, толкающий четырехлопастный винт и две хвостовые балки. Эти балки, предназначенные для размещения в них прямоточных воздушно-реактивных двигателей и крепления к ним хвостового оперения, образовывали своеобразную раму. Конструкторы понимали, что спастись из этого самолета обычным образом будет совсем непросто — сзади расположен вращающийся винт. Поэтому было задумано специальное устройство для покида­ния этого самолета в аварийной ситуации — устройство, которое должно было поворачивать кресло вместе с летчиком и «выстре­ливать» его при помощи амортизаторов вниз, за пространство, ометаемое воздушным винтом. Таким образом, в СССР уже на­мечалось применение своеобразного катапультного устройства, но его реализации помешала война.

Реальное применение системы принудительного выброса лет­чика из кабины началось во время второй мировой войны в Германии, где занялись исследованиями для решения этой пробле­мы еще в 1939 г.

Первые немецкие реактивные самолеты были еще очень не­надежны, а главное, многие из них на предельных скоростях из-за аэродинамического несовершенства входили в непреднаме­ренное пикирование или в штопор.

Исследованиями того времени было установлено, что устано­вившаяся индикаторная скорость парашютиста при затяжном прыжке должна быть 180 км/ч (50 м/с). При аварии скорост­ных самолетов того времени летчику большей частью приходи­лось покидать кабину при скоростях, превышающих 180 км/ч.

С увеличением скорости полета оставление летчиком кабины самолета значительно затрудняется по следующим причинам: возрастают аэродинамические силы, действующие на человека при вылезании из кабины; повышается опасность задевания выбросив­шегося из кабины летчика за хвостовое оперение своего самолета; увеличивается воздействие скоростного потока воздуха на неза­щищенное лицо и внутренние органы человека. Особенно сильно сказывается влияние первых двух факторов, которые ограни­чивают предельную скорость оставления самолета обычным спо­собом величинами 400…500 км/ч.

В самом деле, если предельным значением этой скорости

■ считать 540 км/ч (150 м/с), то на оставляющего кабину лет-

I чика будет действовать огромная аэродинамическая сила. Только

I на голову летчика будет действовать аэродинамическая нагрузка около 50 кгс. С такими нагрузками на тело могут справиться лишь спортсмены-атлеты. В момент отделения от самолета на скорости 540 км/ч летчик испытывает примерно девятикратную перегрузку, вызванную торможением тела в потоке. Уже при этой скорости покинуть самолет обычным способом практически не­возможно. Нужно буквально выползать через борт, а это осу­ществляется с большим трудом. Можно утверждать, что многие летчики при авариях самолета на скоростях, близких к значению 500 км/ч, не были в состоянии оставить самолет и погибали в нем (см. рис. 13).

С другой стороны, при полете вблизи земли со скоростью, превышающей 500 км/ч, оставление самолета нормальной схемы становится опасным из-за того, что не успеет наполниться спа­сательный парашют.

Фактор воздействия скоростного потока воздуха (даже вне­запные его удары) на незащищенное лицо и внутренние органы (легкие) человека менее значителен, чем два первых фактора.

В Германии фирмы «Хейнкель» и «Дорнье», создававшие скоростные реактивные самолеты, осуществили идею выбрасыва­ния из кабины пилотского кресла вместе с сидящим на нем летчи­ком (рис. 14).

Катапультирование летчика, сидящего в кресле, осуществля­лось при помощи пиропатрона или сжатого воздуха, действующего на поршень, помещаемый в специальной трубе за спинкой кресла.

В случае аварии самолета летчик поджимал ноги, ставил их на специальные подножки, производил аварийный сброс фонаря и нажатием на рычаг осуществлял катапультирование.

Известны две немецкие системы для катапультирования кресел: одна с применением пиропатрона (самолет Не-162 фирмы «Хейн — кель», рис. 15), вторая — с применением сжатого воздуха (само­леты Не-219, Не-280 и др., рис. 16).

Пиропатрон, применявшийся на самолете Не-162, имел метал­лическую гильзу диаметром 28 мм и длиной 75 мм, пороховой заряд массой 34 г из бездымного пороха и петарду массой 4 г из черного пороха. Длина хода поршня была 700 мм. При воспла­менении пиропатрона газы сжимали пружину и отпирали шари­ковый замок.

На рис. 17 приведен график изменения перегрузки, действовав­шей на летчика, по времени при катапультировании кресла самоле­та Не-162 с подобранным пиропатроном. Как видно из графика,

Рис. 16. Катапультные кресла для двух-
местного самолета Не-219:

а, 6 — расположение кресел в кабине; в_________________

схема их катапультирования

Рис. 17. График изменения перегрузки по времени для кресла самолета Не-162 (to— время до выхода поршня из цилиндра; t — полное время действия перегрузки)

кривая перегрузки менялась довольно плавно и достигала максимального зна­чения, равного ll,5g.

Общее время действия перегрузки достигало 0,178 с, а скорость ката­пультирования 13,2 м/с. Скорость в мо­мент выхода поршня из цилиндра рав­нялась 12 м/с. По расчету необходи­мая начальная скорость для перелета оперения самолета летчиком должна была быть 11…12 м/с.

Достоинствами систем с пиропатроном являются их небольшая масса и относи­тельная простота конструкции. Так напри­мер, общая масса катапультного кресла и цилиндра (остающегося на самолете) составляла 20,5 кг, в том числе масса кресла 16,5 кг, масса цилиндра, поршня и затвора 4 кг. Масса движущихся частей 18,8 кг.

Существенным недостатком этих систем является то, что одно­типные пиропатроны не обеспечивают получение во всех случаях

иглы обеспечить достаточно плавное, без ударов, изменение давле­ния воздуха в течение процесса выталкивания.

Характеристики системы катапультирования со сжатым воз­духом на самолетах Не-219 и Не-280 приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Параметры катапультных кресел Не-219 Не-280 Начальная скорость, м/с 12 11,9 Максимальная перегрузка, ед. 12…13 10,5 Время рабочего хода, с — 0,13 Длина поршня, м 0,680 0,775 Давление сжатого воздуха, Па 95- 105 125- 10а

Масса кресла летчика самолета Не-219 равна 15,1 кг, масса кресла наблюдателя 16,6 кг, масса цилиндров, поршней и затворов 2X9,8 кг, масса баллонов с проводкой и клапанами 2X3 кг. Общая масса 57,3 кг. Масса катапультного кресла летчика с бал­лоном и проводкой 27,9 кг, т. е. на 7,4 кг тяжелее установки на Не-162.

Немецкие конструкторы пришли к выводу, что при индикатор­ной скорости полета свыше 500…600 км/ч основным средством спасения экипажа самолета может служить кресло, катапультиру­емое с начальной скоростью 10 м/с и выше, параметры которого должны быть выбраны с учетом скорости и размеров самолета.

Конструкция и длина поршня, заряд пиропатрона или давление и объем сжатого воздуха должны выбираться из условий обеспече­ния необходимой начальной скорости катапультирования и сохра­нения величин перегрузок в пределах физиологических возмож­ностей человека. Окончательная проверка выбранных параметров и конструкций должна производиться на наземной катапульте или в результате эксперимента, проводимого на земле.

Предел скорости, до которой возможно эффективное приме­нение катапультных кресел, определяется следующими тремя фак­торами:

величиной перегрузки, необходимой для создания начальной скорости катапультирования (У0), потребной для перелета через ГО и ВО. Эта перегрузка не должна превышать предельную перегрузку, переносимую человеком;

величиной перегрузки, испытываемой человеком при внезапном попадании в воздушный поток при скорости, равной скорости по­лета. Эта перегрузка также не должна превышать предельную;

величиной скоростного напора, который оказывает непосред­ственное воздействие на незащищенные лицо и части тела че­ловека.

Для катапультных кресел, подобных креслу самолета Не-162, эти пределы соответствовали индикаторной скорости 900 км/ч.

Считали, что предельная величина скорости полета, обусловленная первыми двумя факторами, может быть повышена путем удлине­ния хода поршня, увеличения массы кресла (при одновременном увеличении заряда пиропатрона), изменения аэродинамических характеристик кресла (созданием положительной подъемной силы и уменьшением лобового сопротивления), а также применением кресел, катапультируемых вбок или вниз.

По данным немецких инженеров Герца (фирма «Хейнкель») и Визенхофера (фирма ДВЛ), величина предельной перегрузки при времени действия 0,1…0,2 с зависит от психического и физи­ческого состоянии человека и находится в пределах от 18 до 23 ед.

На рис. 18 показаны величины предельных перегрузок ng (без учета компоненты ускорения силы тяжести) в зависимости от про­должительности и направления их действия. Предельные пере­носимые перегрузки в направлении голова—таз в течение больше чем 0,5 с приводят к нарушению нормального кровообращения. При меньшем времени действия перегрузки не успевают нарушить кровообращение человека и величину предельно переносимой перегрузки определяет прочность позвоночника.

Производя опыты с людьми на наземной катапульте, Герц установил, что наличие подлокотников позволяет повысить вели­чину предельной перегрузки до 28 ед. при времени ее действия около 0,15 с. Такие же данные получены и Визенгофером при экспериментах на наземной катапульте с системой Do-335 фирмы «Дорнье».

Перегрузки в направлении таз — голова (рис. 19) переносят­ся труднее. Предельная перегрузка в этом направлении при време­ни действия больше 0,5 с равна 3…4 ед., а при меньшем времени действия может достигать 8… 10 ед. Предельные перегрузки в

направлении спина — грудь определены ими порядка 11…12 ед. при длительном действии и доходили до 23 ед. при кратковремен­ном их действии.

Вращение лицом вперед или назад вокруг центра масс само по себе не оказывает серьезного влияния на организм человека (в фирме ДВЛ проводились опыты при вращении со скоростью до 90 об/мин в течение 60 с). Однако если кресло после ката­пультирования начнет вращаться вперед, то вредное влияние может оказать перегрузка в направлении таз — голова (см. рис. 19).

По некоторым выводам немецких фирм, дальнейшее увеличение скоростей полета, связанное с необходимостью устранения воздей­ствия скоростного напора на лицо и тело летчика, потребовало бы создания капсул или целых отделяемых кабин, а также спосо­бов быстрого снижения скорости самолетов.

Как теперь известно, для гашения скорости полета реактивных самолетов с конца 1940-х гг. применяют аэродинамические воз­душные тормоза. Однако при экстренном покидании самолета, как правило, воздушные тормоза не применяют, так как они не успевают создать эффективное торможение. Современные ката­пультные средства позволяют покидать самолеты практически во всем диапазоне скоростей применения.

Что же касается капсул и отделяемых кабин, то они пока не нашли широкого применения, а на некоторых самолетах (В-1) от них отказались уже в процессе эксплуатации.

В последний период войны работы немецких конструкторов вызвали большой интерес со стороны авиационных специалистов стран-победительниц второй мировой войны. Большая часть ре­зультатов этих исследований в области спасения попала в руки английских военных, которые буквально охотились за материала­ми немецких конструкторов, а также и за ними самими.

В своих разработках английские авиационные фирмы макси­мально использовали немецкие трофейные материалы. Особенно преуспела в этой части английская фирма «Мартин-Бейкер», которая в дальнейшем полностью перешла от производства само­летов к производству катапультных кресел и достигла в этом заметных успехов.

Достаточно глубокий анализ исследований немецких ученых в области средств спасения провели после войны американские, советские и английские специалисты.

Вице-президент американской фирмы «Стенли Авиэшн» Р. X. Фрост 25 января 1955 г. в своем докладе о работах над катапультным креслом, проводившихся в различных странах, сообщил, в том числе, что немцам удалось:

1) доказать аналитическим изучением необходимость примене­ния катапультных кресел, из чего следовало, что человек, выбравшийся из кабины самолета-истребителя среднего размера, летящего со скоростью 800 км/ч на высоте 1000 м, при полете около хвостового оперения имеет относительную (по отношению к самолету) скорость порядка 145 км/ч (удар в этом случае, как правило, смертелен!) (см. рис. 13);

2) показать, что торможение человека, выброшенного из само­лета на этой скорости, настолько велико, что действие динами­ческого давления в течение 2 с после катапультирования умень­шается до относительно незначительных величин, и в течение 6…8 с скорость полета человека уменьшится до обычной, устано­вившейся скорости свободного падения;

3) исследовать переносимость человеком ускорений, вращения и ударов потока воздуха, связанных с катапультированиями, и установить следующие пределы:

а) положительного ускорения в направлении, параллельном позвоночнику, 20g в течение 0,1 с, 25…27 g в течение 0,01 с;

б) отрицательного ускорения в направлении, параллельном позвоночнику, 10 g в течение 0,1 с;

в) поперечного ускорения в направлении, перпендикулярном позвоночнику, не меньше 24 g в течение 0,1 с;

г) при «кувыркании» (вращение вокруг продольной оси тела) не меньше 90 об/мин в течение 1 мин;

д) при ударе воздушного потока в незащищенное лицо — 860 км/ч при условии, что рот и глаза закрыты;

4) доказать качественное преимущество упора на подлокотники в отношении уменьшения продольной нагрузки на позвоночник, возникающей при катапультировании вверх, и показать значение конструктивных опор для всех частей тела. В соответствии с этим применяли фиксированные (неподвижно закрепленные) рукоятки на подлокотниках с двухступенчатым пусковым устройством, вмон­тированным в одну из рукояток.

При движении выстреливается заряд принудительного сбро­са фонаря и снимается с предохранителя спусковой рычаг ката­пульты, нажатие которого приводит в дальнейшем к выстрелу катапульты;

5) рассмотреть и отвергнуть идею катапультного устройства рычажного типа, в котором для поднятия летчика из кресла и перебрасывания его через хвост самолета используется балка, нагруженная пружиной и шарнирно подвешенная вблизи хвосто­вого оперения; также рассмотреть вопрос о применении вместо катапульты стартовых взлетных ракет;

6) рассмотреть и испытать пружинные, пневматические и по­роховые катапульты и оценить влияние скорости изменения ускоре­ния при катапультировании;

7) разработать и испытать установки для испытания ката­пультных устройств. Было определено, что результаты, получен­ные на таких устройствах и в* аэродинамических трубах, а также результаты, полученные другими методами испытания и расчетов, не могут заменить результатов, получаемых при летных экспе­риментах;

8) наряду со всеми другими компонентами системы покидания скоростного самолета немцы разработали новые типы парашютов, в том числе парашюты с управляемыми поверхностями купола, особенностями которых является безопасное наполнение купола на больших скоростях, уменьшенный удар при открытии пара­шюта и большая устойчивость, чем у обычных парашютов;

9) обнаружить, что катапультное кресло с человеком, выбро­шенное вверх в воздушный поток, усиливаемый еще и винтом (пропеллером), имеет отрицательную подъемную силу — недоста­ток, имеющий громадное значение для расчета траектории, обеспечивающей перелет через хвостовое оперение. Кроме того, они изучили степень влияния на траекторию другого фактора, который часто не принимался во внимание, а именно ускорение самолета в момент катапультирования;

10) были сделаны выводы о необходимости разработки авто­матически открывающихся парашютов, кресел, катапультируемых вниз, и капсул для спасения на высотах выше 15 000 м, хотя, видимо, разработки в этих направлениях в конце войны были замедлены. В отличие от немцев американцы в конце 1940-х гг. этим работам придавали большое значение. Приведенные материа­лы свидетельствуют о глубоком изучении проблем, связанных с катапультированием.

В своем докладе Р. X. Фрост сообщал, что в связи с успешным разрешением ряда основных проблем катапультирования немцами уже в 1944 г. была выпущена директива, требовавшая, чтобы все новые самолеты-истребители были снабжены катапультными креслами. Такие установки были сделаны на нескольких типах реактивных скоростных самолетов фирм «Хейнкель», «Мессер — шмитт» и «Дорнье» (Не-162, Не-219, Me-163, Ме-262 и Do-336), и к концу войны катапультные кресла были применены при покидании самолета около 60 раз.

Однако Р. X. Фрост в своем докладе не упомянул, к каким варварским методам немецкие медики прибегали при определении переносимости человеческим организмом перегрузок, условий, воз­никающих при полетах на больших высотах, и длительного пре­бывания в холодной воде (до +2°С)в случае попадания после катапультирования в морскую воду.

В материалах Нюрнбергского процесса над главными немец­кими военными преступниками в числе доказательств преступно­сти организации «СС», представленных американским обвините­лем Фарром, имеются письма доктора Рашера к Гиммлеру с просьбой разрешить использовать лиц, заключенных в концлаге­рях, в качестве подопытных существ для проведения опытов по поручению военно-воздушных сил.

В качестве обоснования просьбы приводились следующие доводы: «…до сего времени нам не представлялось возможности производить эксперименты над людьми, так как проведение таких опытов связано с большой опасностью и никто добровольно не соглашается на это»; «…делались попытки использовать обезьян, но они оказались неподходящими для таких испытаний».

В материалах американского обвинителя Фарра сообщается: «Доктор Рашер немедленно получил заверения со стороны «СС», что ему будет разрешено использовать заключенных для этих экспериментов».*

Через некоторое время генерал-фельдмаршал Мильх от имени воздушных сил выразил благодарность войскам СС за помощь в организации экспериментов. А еще через некоторое время этот же Мильх в дополнение к благодарности за оказанную возможность проведения опытов над людьми обратился с сообщением о необхо­димости проведения дальнейших экспериментов в интересах ВМС.

Ссылаясь на отчеты по испытаниям, американский обвинитель Фарр приводит несколько примеров, свидетельствующих о муках со смертельными исходами, сопровождавшими эти эксперименты.

В докладе Р. X. Фроста отмечалось, что немецкие авиамедики считали разработку катапультного кресла своим самым крупным вкладом в дело безопасности полетов за время войны.

Несколько позднее шведские ВВС тоже занялись разработкой катапультных кресел, возможно, это делалось благодаря данным, полученным от немцев. А необходимость в таком кресле была обусловлена разработкой истребителя J-21, появившегося в Шве­ции в 1945 г. Схема этого самолета была схожа со схемой самолета И. Ф. Флерова и А. А. Боровкова, которые также считали необходимым применение катапультного кресла.

Самолет J-21 был двухбалочной схемы с толкающим винтом, балки соединялись относительно высоким горизонтальным опере­нием. В связи с этим на самолете было установлено катапультное кресло, наиболее характерной особенностью которого было приме­нение двух катапульт (цилиндров), служивших также направляю­щими для катапультирования и основными силовыми элементами кресла. Газы в катапульты поступали из центрального пироме­ханизма с пороховым зарядом для того, чтобы не было асиммет­рично приложенных сил, возможных при использовании в такой конструкции двух независимых катапульт.

Попытки англичан создать устройства для аварийного поки­дания скоростного самолета начались в 1944 г. с работ научно — исследовательского института ВВС Англии и конструкторского бюро Джеймса Мартина, главы фирмы «Мартин-Бейкер». В ре­зультате этой работы было создано простое катапультное кресло, которое успешно прошло испытания при катапультированиях с

_________ *

"“«Нюрнбергский процесс над главными немецкими военными преступника­ми». Т. VI. М.: Государственное изд-во юридической литературы, 1960. С. 37.

Рис. 20. Первое опытное катапульти­рование с креслом фирмы «Мартин — Бейкер» из английского двухместного истребителя «Метеор-Ill» фирмы «Глостер» (1945 г.)

манекеном на земле и в возду­хе в 1945 г. После испытаний с манекеном в июне 1946 г. было проведено первое испытание кресла «Мартин-Бейкер» с че­ловеком. Этим человеком был летчик-испытатель Бернар Линг (рис. 20). Катапульти­рование было произведено на высоте 2500 м при скорости 520 км/ч из двухместного реактивного истребителя «Ме — теор-Ш» фирмы «Глостер». Кресло пиротехнически забра­сывалось на расстояние 15… 18 м над самолетом со ско­ростью 20 м/с. После этого летчик отделялся от кресла и открывал маленький пара­шют для стабилизации и тор­можения, а затем — и свой ос — новной парашют.

После ряда доводочных работ и испытаний в августе 1947 г. было проведено еще одно испытание с человеком при скорости 810 км/ч на высоте 3700 м, что явилось доказательством незаме­нимости катапультных кресел для спасения со скоростных само­летов.

ВВС и ВМФ США начали серьезную разработку катапультных кресел в 1945 г. Они начали свои работы с изучения иностранных достижений и патентов (в основном — немецких). Сотрудники ла­боратории авиамедицины во главе с полковником У. Р. Лавлейсом посетили оккупированную Германию, Швецию и Англию и привез­ли с собой на базу «Райт Филд» катапультное кресло самолета Не-162 и кресло шведского самолета J-21.

После оценки собранных материалов лаборатория авиамеди­цины рекомендовала для ВВС США разработку кресла, основан­ного, главным образом, на принципах немецких кресел со следую­щими основными характеристиками: максимальная перегрузка в направлении голова — таз — 20 g в течение 0,1 с; скорость движе­ния кресла на ходе 800мм— 17,5 м/с. Кресло должно было

Рис. 21. Первое катапультирование человека в США

иметь: опоры для головы, рук и ног, а также подлокотники, на которые должна была передаваться часть массы тела (разгруз­ка позвоночника); устройство для автоматического освобождения летчика от кресла после катапультирования. Было рекомендовано разработать личное снаряжение, способное противостоять удару воздушного потока при катапультировании на скорости 960 км/ч.

17 августа 1946 г. старшина ВВС США Лоуренс Ламберт впервые испытал катапультное кресло, спроектированное само­летной лабораторией, совершив на нем катапультирование.

ВМФ США, изучив материалы фирмы «Мартин-Бейкер», ре­шили приобрести английские кресла для проведения эксперимен­тов на военно-морской базе в Филадельфии. Первое катапульти­рование человека в полете на кресле фирмы ДВЛ флот США провел в ноябре 1946 г. Испытателем был морской летчик, лей­тенант флота А. Фартек (рис. 21).

Прежде чем было произведено первое катапультирование чело­века, почти целый год был затрачен на широкую исследова­тельскую и конструкторскую работу. Американцы нашли целе­сообразным повторить и расширить большую часть работ, выпол­ненных за границей, что потребовало постройки испытательной катапультной установки и большого количества измерительной аппаратуры для измерения физиологических факторов, связанных с катапультированием. Испытания этого типа имели первостепен­ное значение. На их основе в США устанавливались критерии для конструирования последующих катапультных установок.

При испытаниях, проведенных под руководством начальника Авиамедицинской биофизической лаборатории полковника X. М. Свини и сменившего его на этом посту X. Э. Сэйвли, доволь­но быстро было обнаружено, что основные критерии немецких

конструкторов были верно обоснованы и что действительно пере­грузка 20 g должна была считаться максимальным ускорением, которое человек может переносить в течение 0,1 с. Необходимо было выполнить большую работу для того, чтобы установить пределы скорости изменения ускорений. Эти величины влияют на способность человеческого тела выдерживать перегрузки. Но они особенно трудно поддаются оценке и при их определении столкнулись с трудностями. Первоначально предел скорости изме­нения был установлен равным 250 g/c для катапультирования вверх, но дальнейшие испытания и опыт катапультирований до­казали необходимость уменьшения предела до 200 g/c.

Направления проводимых исследований и новых конструктив­ных решений определялись результатами практических примене­ний катапультных установок. Вначале особенно сильное влияние на принимаемые решения оказывали травмы, получаемые экипа­жами при встречах с воздушным потоком. Чтобы понять, почему это было так, и представить, к каким последствиям может приво­дить встреча с воздушным потоком при катапультировании на кресле, не оборудованном средствами защиты от воздушного потока, приведем два примера.

В 1955 г., когда накапливался опыт эксплуатации созданных за рубежом катапультных кресел, в печати были опубликованы два случая катапультирования на сверхзвуковой скорости полета. Одним из самолетов ВВС США был серийный истребитель F-100A «Супер Сейбр» фирмы «Норт Америкен», проходивший заводские испытания, вторым — истребитель ВВС Англии «Хантер» фирмы «Хоукер». В обоих случаях самолеты пикировали с нарастающей скоростью. Из-за потери управляемости летчики были вынуждены прибегнуть к катапультированию.

Хотя никакого официального отчета о полете истребителя «Хантер» не было опубликовано, в печати сообщалось, что летчик этого самолета старший лейтенант X. Молланд выбросился на высоте 7500 м при скорости полета, соответствующей М= 1,01…1,1, т. е. при истинной скорости полета порядка 1140…1230 км/ч во время крутого пикирования. Самолет «Хантер» был оборудован одной из первых модификаций кресла фирмы «Мартин-Бейкер» Мк. 2.

Впоследствии было установлено, что летчик левой рукой подтя­нул шторку механизма катапультирования, а правой нажал рычаг сбрасывания фонаря кабины. После сброса фонаря летчику не удалось ухватиться правой рукой за шторку. Потоком воздуха руку отбросило назад за спину и сломало ее о кресло. Силой потока, действовавшего на летчика, были сорваны перчатки, шлем и кислородная маска. От удара потока воздуха в лицо под глазами у летчика образовались синяки. Автоматика кресла сработала нормально. На заданной высоте 3000 м раскрылся парашют, и дальнейший спуск протекал штатным образом. Ката­пультное кресло, по-видимому, полностью выполнило свои функ­ции гашения скорости и обеспечения быстрого устойчивого сниже­ния до высоты раскрытия парашюта на заданной высоте. Однако защита летчика от действия воздушного потока оказалась не­достаточной.

В скором времени на смену креслу Мк. 2 пришли следующие модификации — от Мк. 3 до Мк. 10, которые в результате дальней­шего совершенствования были оборудованы системой аварий­ного пиротехнического плечевого притяга и системой автомати­ческого притяга ног. Подготавливалась система для применения блокированного управления катапультированием и сбросом фона­ря. На этих креслах пиромеханизм выстрела срабатывал через 0,1…0,3 с после сбрасывания фонаря кабины, причем для этого летчик выполнял только одну операцию — вытягивал шторку. Ему уже не приходилось переносить руку с рычага сброса фонаря и тянуться за шторкой, когда фонарь уже был сброшен (рис. 22).

Катапультирование на самолете F-100A несколько отличалось от описанного выше, частично вследствие различий в конструк­циях английского и американского кресел, а частично и потому, что условия катапультирования на самолете F-100A были менее благоприятными.

Летчик-испытатель серийных самолетов фирмы «Норт Амери­кен» Ф. Смит привычно набрал высоту, пройдя сквозь облака с включенной форсажной камерой при скорости, близкой к скорости звука. Семь минут спустя самолет находился на высоте 11 300 м и перешел в горизонтальный полет со все еще включенной фор­сажной камерой. Во время разгона у самолета появилась обычная небольшая тенденция к затягиванию в пикирование, которое в этот раз летчик не смог преодолеть. Самолет перешел в крутое пики­рование, и управление заклинило. Пока Смит принимал меры к выравниванию самолета, скорость возросла почти до 1300 км/ч, и он передал по радио сообщение о бедствии. Находившийся поблизости другой летчик-испытатель той же компании посовето­вал Ф. Смиту покинуть самолет. Несмотря на то, что Ф. Смит из последних сообщений знал о гибельности катапультирования на такой скорости, он решил прибегнуть к этому последнему средству спасения.

Смит опустил козырек своего летного шлема, убрал газ и выпу­стил воздушные тормоза. Указатель числа Маха показывал сверх­звуковую скорость, а снижение составляло около 350 м/с. Не по­ставив ноги на подножки кресла и не сделав ничего другого, чтобы занять положение для катапультирования, Ф. Смит сбросил фо­нарь кабины и был немедленно оглушен шумом. Это в значитель­ной степени лишило летчика самообладания, и. он наклонился вперед, чтобы избавиться от действия шума, расположив тело в еще худшее положение для* катапультирования. Пригнув голову почти к коленям, держа ноги на педалях, а левую руку на рычаге

Рис. 22. Катапультное кресло Мк. ЗА
(со шторкой) фирмы «Мартин-
Бейкер»

газа, Смит нажал рычаг катапультирования на правом подло­котнике кресла. Момент, когда летчик нажал на рычаг (факти­чески он даже не помнил, как он это сделал), был, по-видимому, последним моментом сознания, которое вернулось к нему только через пять дней.

В это время в порт возвращалась моторная лодка. Находив­шиеся в лодке люди увидели фонтан воды, поднявшийся в несколь­ких сотнях метров за кормой, затем они заметили и рассмотрели в зрительную трубу тело, падавшее с изорванным парашютом. Менее чем через минуту после того как Ф. Смит коснулся воды, судно было рядом с ним, и он был поднят на борт. Одежда Смита была изорвана, личные вещи, включая ботинки, носки, шлем, маску, перчатки, часы и кольцо, исчезли. Лицо летчи­ка было сильно изуродовано, желудок был настолько наполнен воздухом, что тело держалось на воде без спасательного пояса до тех пор, пока судно подошло к месту падения. Сильно потря­сенный, почти в бессознательном состоянии, Смит по пути в госпиталь пробормотал только несколько бессвязных слов.

После того как были извлечены обломки самолета и опрошены очевидцы, было установлено, что Ф. Смит выбросился при числе Маха полета, равном приблизительно 1,05 на высоте 1980 м, т. е. при истинной воздушной скорости 1250 км/ч. На летчи­ка действовало торможение воздушного потока с перегрузкой 40 g, что примерно эквивалентно давлению воздуха G^6000 кг/м2.

Американское катапультное кресло не имело шторки для за­щиты лица от действия скоростного воздушного потока, а управ­ление катапультированием и сбросом фонаря кабины было вы­полнено в виде отдельных рычагов, установленных на откидных подлокотниках. Кресло не имело систем стабилизации и тормо­жения для предотвращения перевертывания кресла и для за­тормаживания его до момента отцепки от летчика, которая про­изводилась автоматически на высоте менее 3000 м. Вследствие отсутствия на кресле системы стабилизации Смит падал, бес­порядочно кувыркаясь в воздухе, и автоматически отделился от кресла. А когда через 2 с свободного падения летчика ав­томатически раскрылся парашют, одна треть парашюта оказа­лась разорванной.

Осмотр в госпитале выявил многочисленные наружные и внут­ренние повреждения тела летчика. Глазные яблоки оказались выпученными за веки, кончик носа был оторван маской, все лицо было изранено и изрезано. Сильный удар скоростного потока воздуха по животу вызвал прилив крови к лицу, раздув его до неузнаваемости, а воздух, сдавивший горло, пришлось впослед­ствии удалять желудочной помпой. Во время беспорядочного паде­ния Смит ударялся о кресло, и все тело его было серьезно изранено. Ноги летчика разбросило потоком, и они были сильно растянуты в сухожилиях; тонкие кишки были местами порваны, повреждена печень; в глазах было обнаружено не менее 20-ти внутренних кровоизлияний и некоторое время опасались, что Смит потеряет зрение.

Однако после семимесячного лечения и нескольких операций Смит поправился настолько, что получил разрешение летать на легких самолетах. Зрение его восстановилось, хотя глаза стали повышенно чувствительны к яркому свету и медленно адап­тироваться к темноте. Повреждение печени исключило употребле­ние спиртных напитков, временами появлялись боли в коленях. До описанного происшествия масса Ф. Смита была 97,5 кг, в госпи­тале она упала до 68 кг, после выписки из госпиталя его масса восстановилась.

Ранения, которые Ф. Смит получил при катапультировании, превзошли все то, что наблюдалось при испытаниях на ракетной дорожке ВВС США. Предположили, что он приблизился к край­ним пределам выносливости человеческого организма. Этот слу­чай тщательно изучался многими специалистами авиамедицины, и исследования проблемы защиты при оставлении самолета на больших скоростях были резко усилены, особенно в связи с тем, что самолеты подобного класса широко эксплуатировались в истребительной авиации ВВС США. По результатам проведенных исследований катапультные кресла были существенно доработаны.

Приведенные случаи неблагоприятного применения американ­ского и английского кресел первого поколения на самолетах F-100 фирмы «Норт Америкен» и «Хантер» фирмы «Хоукер» сдела­ли поиски специалистов целенаправленными. Больше внимания стали уделять обеспечению спасения летчиков на больших скоро­стях и связанным с этим мероприятиям по защите летчиков от воздействия скоростного воздушного потока. Условия спасения при покидании на малых высотах продолжали считать второсте­пенными.