КАТАПУЛЬТНЫЕ КРЕСЛА ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Результаты катапультирования кресел, в том числе системы с защитой фонарем, не удовлетворяли потребностей не только новых, но и даже старых самолетов. Требования, предъяв­ляемые к средствам спасения нового поколения истребителей, были значительно повышены, особенно в части спасения на малых и больших высотах.

Самолет МиГ-21 по сравнению с дозвуковыми и маловысот­ными самолетами уже нуждался в особых условиях для обеспе­чения безопасных полетов на высотах более 20 км, где одной герметичности кабины было бы недостаточно. Необходимо было иметь еще и специальное летное снаряжение.

К проектированию, изготовлению и исследованиям нового поколения катапультных кресел приступили в конце пятидеся­тых — начале шестидесятых годов, когда новое поколение истре­бителей уже находилось в серийном производстве, а вопрос обеспе­чения безопасности полетов на больших высотах решен не был.

Вопросами безопасных полетов на больших высотах в нашей стране начали заниматься еще в 1931 г. К 1940 г. было создано несколько гермокабин регенеративно-инжекторного типа, разра­ботанных А. Я. Щербаковым. Они испытывались на само­летах И-15 бис, И-153 конструкции Н. Н. Поликарпова и БОК конструкции В. А. Чижевского на высотах до 10 км. Война помешала дальнейшим разработкам гермокабин. Однако сразу же после окончания войны исследования по обеспечению безопас­ности полетов на больших высотах были продолжены.

Первый испытательный полет на реактивном самолете МиГ-9 с герметичной кабиной был выполнен летчиком-испытателем А. Н. Гринчиком в апреле 1946 г. Высотность полета самолета МиГ-9 была такова, что герметичность кабины обеспечивала кратковременный полет для снижения в случае внезапной раз­герметизации кабины.

На самолете МиГ-19 (1954 г.) высотность была увеличена до 16 км и полеты обеспечивались наличием герметичной кабины и системой кислородного оборудования с прибором, обеспечивавшим выживаемость даже в случае разгерметизации кабины.

Основными недостатками средств аварийного покидания и жиз­необеспечения самолета МиГ-19 считались недостаточная защита экипажа от воздушного потока, а в дальнейшем и большая высота, необходимая для покидания в случае катапультирования. Этим и объясняются проводившиеся работы по созданию новой системы покидания, в которой защиту от скоростного потока должна была обеспечивать отделяемая часть фонаря, образо­вавшая своеобразную капсулу. По этой же причине на «яках» пытались применить «забрало» (см. рис. 44). Прогнозов на ближайшее будущее, связанное с необходимостью для вы­сотных полетов специального снаряжения, в то время не делалось.

Но в процессе эксплуатации самолета МиГ-19 возникла необходимость в повышении его высотности до 18…20 км. Для выполнения этого требования пришлось дооборудовать самолет специальными системами, обеспечивавшими возможность эксплуатации создававшегося в то время снаряжения в виде скафандра или компенсирующего костюма для полетов на вы­сотах 20 км и более. Этим снаряжением можно было бы воспользоваться для защиты от воздушного потока, что в даль­нейшем и было сделано.

С поднятием на высоту атмосферное давление падает и на высоте 12 км составляет всего лишь пятую часть от величины давления у Земли. Убывает и количество кисло­рода. Полет на высоте 18…20 км можно практически прирав­нять к полету в космическом пространстве. Понижается и температура окружающей среды. В стратосфере ее значение составляет -52…—54° С.

Летно-технические характеристики нового поколения истреби­телей, к производству которых в 1950-х гг. готовилась про­мышленность, заставляли задуматься и специалистов, работав­ших в области создания" не только средств спасения, но и средств жизнеобеспечения.

На самолете МиГ-21 высота полета превышала 20 км. В таких условиях одной гермокабины было недостаточно. Необ­ходимо было специальное высотное снаряжение, которое должно было обеспечить выживаемость экипажа в случае внезапной разгерметизации кабины при аварии или боевом повреждении. В этих условиях гермокабина и специальное высотное снаря­жение стали обязательными при всех высотных полетах. На са­молете МиГ-21 имеется герметичная вентилируемая кабина с ав­томатическими устройствами, подающими в нее холодный и горя­чий воздух от компрессора двигателя и поддерживающими в ней необходимые для работы и жизни условия. Температура воздуха в кабине составляет 16…26° С. Состав воздуха постоян­но обновляется. Давление в кабине от земли до высоты 2 км по­стоянно и соответствует наружному, от двух до 12-ти км оно нарастает до величины давления, соответствующего давлению на высоте 7 км, далее от 12 до 20 км — давление остается по­стоянным.

Экипаж обеспечивается запасом кислорода, который разме­щается на борту самолета в баллонах под давлением (150…250)- 10а Па (150…250 атм). Иногда кислородна борту хра­нится в жидком виде в сосудах Дюара с газификаторами. К органам дыхания летчика кислород подается с избыточным давлением, т. е. по величине превышающим атмосферное. От бал­лонов кислород подается через редуктор в кислородный прибор и далее — в кислородную маску. От земли до высоты 10 км летчик дышит смесью кислорода и воздуха, с 10 км и вы­ше — чистым кислородом.

Итак, гермокабина, кислородное оборудование и личное сна­ряжение в сочетании с высотным снаряжением, первые образцы которого были разработаны под руководством П. Г. Адамова

и С. М. Алексеева, являются основными средствами жизне­обеспечения летчика. В комплект личного снаряжения входят: высотно-компенсирующий костюм (ВКК), защитный шлем (ЗШ), кислородная маска (КМ), герметичный шлем (ГШ) и противо- перегрузочный костюм (ППК), который ранее эксплуатировался отдельно, а в последнее время объединен с ВКК-

Высотно-компенсирующий костюм (рис. 50) предназначен для обеспечения безопасности летчика при внезапной разгермети­зации кабины на высотах, превышающих 10 км. Разгерме­

тизация возможна при срыве фонаря, повреждениях остек­ления или шланга герметизации и ряде других поврежде­ний в боевых или тренировочных полетах. При разгермети­зации кабины на высотах более 12 км, где низкое баро­

метрическое давление, возникает большой перепад между давле­нием внутри организма летчика и давлением окружающей среды. Это затрудняет дыхание и кровообращение. В этих условиях и необходим ВКК, он вступает в работу.

Пневматические камеры, заложенные внутрь ВКК, за 2,5…3,0 с наполняются кислородом, распрямляются, увеличиваются в диа­метре и, уменьшая костюм в периметре, обжимают тело летчика. Обжатие происходит с давлением, равным давлению кислорода
в его легких. Создается компенсация (уравнивание) дыхатель­ных мышц грудной клетки и живота, которая и обеспечивает нормальный ритм дыхания и кровообращения. Кроме того, на высоте более 19 000 м кровь при температуре тела 37° С как бы «закипает». ВКК защищает тело летчика от этого за счет об­жатия.

На самолетах МиГ-15 и МиГ-17, дозвуковых и маловысот­ных в сравнении с МиГ-21 и последующими, необходимости в применении ВКК еще не было. Обходились одним ППК. Теперь противоперегрузочный костюм встроен в высотно-компенсирую­щий, составляет с ним единое целое, но работает автономно и надувается не кислородом, как ВКК, а воздухом, забираемым от компрессора двигателя.

Действие положительных, околонулевых и отрицательных пе­регрузок, возникающих при маневре самолета, точнее при вы­полнении фигур высшего пилотажа, отрицательно влияют на состояние летчика, значительно снижают его работоспособность. В какой бы плоскости не выполнялся пилотаж, в вертикаль­ной или горизонтальной, под влиянием ускорения происходит отлив крови от головы и грудной клетки в область брюшной полости и ног. В этот момент ППК и вступает в действие. Напол­няясь, костюм обжимает ноги и нижнюю часть туловища летчика и, препятствуя вредному отливу крови от головы, снижает та­ким образом влияние перегрузки на 2,5…3 ед. Если, например, при выходе из пикирования на самолет действует перегрузка, равная 8, то летчик воспринимает ее значение лишь как 5,0…5,5.

Защитный шлем (ЗШ) (рис. 51) вместе с подвижным обте­каемым светофильтром предохраняет лицо и голову летчика в аварийной ситуации от воздействия скоростного воздушного напора при катапультировании. Используется ЗШ в комплексе с кислородной маской.

Герметичный шлем (ГШ) применяется для полетов на высо­тах более 15 км. Кроме того, он защищает лицо и голову лет­чика от случайных ударов, осколков при разрушении фонаря, при резких, нерасчетных эволютивных маневрах, при катапуль­тировании и приземлении. Выполняет функции ЗШ и кислород­ной маски одновременно. Создает компенсацию давления для головы при разгерметизации кабины (рис. 52).

Наличие такого снаряжения позволило, используя его для защиты летчика от воздействия воздушного потока и дооборудуя кресло улучшенными системами для фиксации самого летчика и его конечностей, значительно повысив этим спасаемость, отка­заться от весьма сложной системы с защитой фонарем.

Имевшиеся отрывочные статистические материалы по практи­ческим применениям катапультных кресел на разных типах самолетов свидетельствовали о большом числе неблагополуч-

Рис. 51. Защитный шлем летчика ЗШ-ЗМ с кислородной маской (с поднятым
и опущенным светофильтром):

У— шланг линни вдоха; 2—кислородная маска; 3 — шлемофон; 4 — верхний узел крепления маски;
5 — каска; 6 — боковые узлы крепления маскн; 7 — прилив в маске для микрофона; 8 — клапан вдоха;
9 — сдвижной светофильтр; 10—ларингофон; У У— шланг заголовного компенсатора

ных исходов, особенно при покидании самолетов на малых вы­сотах.

Это вызывало тревогу. Для решения возникавших проблем был организован специализированный завод по созданию средств жизнеобеспечения и аварийного покидания, возглавляемый главным конструктором С. М. Алексеевым. К тому времени он уже имел многолетний опыт работы с С. А. Лавочкиным и само­стоятельно разработал несколь­ко реактивных самолетов.

Оценив создавшуюся об­становку, в новом КБ при­ступили к разработке ката­пультного кресла и высотного снаряжения, поставив перед собой задачу обеспечить спа­сение экипажа при покида­нии самолета в полете, на 4

Рис. 52. Герметический шлем ГШ-6А:

У — гофрированный шланг магистрали вдоха; 2 — клапан вдоха; 3 — смотровой щиток в нера­бочем положении; 4 — каска; 5 — замок смотро­вого щитка; 6— трубка подпора клапана выдоха; 7— шейная часть гермошлема; 8— клапан выдо­ха; 9 — механизм управления светофильтром; tO — замок шейного кольца

Рис. 53. Катапультное кресло К-22 (СССР):

1 — заголовник; 2 — стабилизирующие щитки; 3 — ограничители разброса рук; 4—объединенная под — вссная система; 5—ограничители разброса ног; 6 -захваты ног; 7—централизованная ручка

катапультирования

уровне земли, боевых высотах и при разбеге и пробеге. В конце 1950-х гг. такое кресло было изготовлено под индексом К-22 (рис. 53) и передано для испытаний.

При предварительной оценке в ЛИИ на кресло К-22 был

составлен перечень недостатков, первым пунктом которого было отсутствие на кресле системы автономного отделения летчика от кресла, т. е. резервного способа покидания самолета без ката­пультирования. Вторым крупным недостатком были его габариты.

В том виде, в котором было предъявлено кресло, оно не разме­щалось в кабинах существовавших истребителей. А необходи­мость в новых средствах спасения становилась все неотложнее. Поскольку на катапультном кресле К-22 была успешно решена задача спасения с уровня земли, на разбеге и пробеге в сочета­нии с высотным снаряжением для больших скоростей до 1200 км/ч и высоты 20 000 м, НИИ ВВС без испытания в промышленности провел испытания у себя. Кресло после проверки его работо­способности было рекомендовано для установки на тяжелых машинах, т. е. бомбардировщиках.

Кресло К-22 было первым в СССР катапультным креслом, обеспечивавшим спасение с уровня земли. На нем впервые был применен комбинированный стреляющий механизм с пороховым реактивным ускорителем. Однако широкого применения кресло все же не получило.

В период, пока создавалось кресло К-22, обстановка со средст­вами спасения значительно обострилась. Решить проблему пору-

на нем самолета Су-7:

а—катапультирование по основной схеме; б — катапультирование с автономным отделением лет­чика от кресла (при отказе системы принудительного отделения); /—торцевой клапан ранца; 2 — чехол купола спасательного парашюта; ±3 — звено вытяжного парашюта; 4 — соединительное звено купола спасательного парашюта; 5 — фартук; 6 — звено зачековкн торцевого клапана; 7 — замок автономного отделения; 8 — звено чехла парашюта; 9 — разрывное звено вытяж­ного парашюта
чили всем главным конструкторам, установив жесткие сроки. Были отработаны требования и, в порядке своеобразного кон­курса, во всех самолетных КБ развернулась работа по созданию средств, отвечающих новым требованиям. Параллельно разра­батывали и испытывали кресла КМ-1 в ОКБ, возглавлявшемся А. И. Микояном, КС-4 — в ОКБ П. О. Сухого, КТ-1 — в ОКБ А. Н. Туполева и КЯ-1 в ОКБ А. С. Яковлева.

Основные задачи у всех конструкторов были едины. Всем необходимо было обеспечить спасение с уровня земли. Из опыта проектирования кресла К-22 в коллективе, возглавлявшемся С. М. Алексеевым, уже было известно о необходимости примене­ния второй (реактивной) ступени энергодатчика.

Но двигатели создавались разные. В ОКБ А. И. Микояна ис­ходя из малых габаритов кабины пришлось делать механизм,

встроенный в кресло и много­функциональный. В ОКБ П. О. Сухого готовое кресло дорабатывалось установкой на спинку двух пороховых ускори­телей, что увеличило его массу и габариты, а выявленные ранее недостатки остались не устра­ненными (рис. 54).

Кресло А. Н. Туполева КТ-1 имело объединенный комбини­рованный стреляющий меха­низм, размещенный на спин­ке кресла (рис. 55). Кресло прошло испытания и монти­ровалось на самолетах Тупо­лева, заменив кресла К-22.

Рис. 55. Катапультное кресло
КТ-1 (СССР) с комбиниро-
ванным стреляющим меха-
низмом:

1 — заголовник; 2 — ограничители разброса рук; 3 — объединенная при­вязная система; 4 — захваты ног; 5 — центральный привод катапуль­тирования; 6 — комбинированный па­рашютный автомат КПА

Кресло А. С. Яковлева оказалось недостаточно прочным и разрушилось в процессе летного эксперимента на большой ско­рости. И, несмотря на то что кресло по своей работоспособности не уступало другим креслам, учтя закончившиеся испытания других кресел, испытания КЯ-1 были прекращены. На этом крес­ле пороховой ускоритель размещался под чашкой кресла, полу­чив название «лира» из-за своей формы. Ускоритель был сварен из нескольких трубок, расположенных в одной плоскости и сое­диненных между собой специальными втулками. На концах тру­бок размещалось сопловое устройство.