ТИПОВЫЕ СХЕМЫ КАТАПУЛЬТНЫХ КРЕСЕЛ

3.1. КАТАПУЛЬТНЫЕ КРЕСЛА ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ

С середины 1940-х гг. в СССР велись поиски оптималь­ных решений в области создания средств спасения, так как скорости самолетов вышли за пределы возможности их поки­дания за счет мускульной силы экипажей. Материалов для решения возникших проблем, связанных с этой тематикой, в Советском Союзе практически не было. Их необходимо было накапливать как по техническим, так и по физиологическим аспектам.

Решение задачи по выбросу кресла с летчиком на высоту, достаточную для перелета через киль самолета, без превы­шения при этом физиологических возможностей человека, потре­бовало проведения больших расчетных, конструкторских и экспе­риментальных работ. Они проводились на наземных стендах с манекенами и испытателями, а затем и на летающих лабораториях вначале с манекенами и только после накоп­ления необходимого количества экспериментального материала — с человеком.

Теоретическое обоснование вновь создаваемым системам катапультирований взяли на себя молодые в то время ученые А. В. Чесалов и Н. С. Строев. Результаты проведенных ими работ были помещены в журналах «Техника Воздушного Флота» № 10 за 1946 г. и № 2 за 1947 г. Ученые разработали техни­ческие требования к новым системам, при этом, в содру­жестве с авиационными медиками, учли физиологические воз­можности человеческого организма.

Ценность проделанной в то время работы очень велика. Некоторые выводы, сделанные Чесаловым и Строевым бо­лее сорока лет назад, не потеряли своей значимости и в наше время. Кроме того, эти работы свидетельствуют о большом значении, которое придавалось в нашей стране вопросам создания эффективных средств аварийного покида­ния самолетов.

Большая работа при создании новой техники по спасе­нию экипажей была проведена в ОКБ, возглавлявшемся в

то время главным конструктором А. И. Микояном, с участием работников ЦАГИ, ЛИИ и Института авиационной медицины. Это были весьма эрудированные специалисты, не раз демон­стрировавшие свою изобретательность, фанатическую предан­ность своей профессии, истинные энтузиасты. В плеяду кон­структоров, создавших катапультное кресло, входили С. Н. Люшин, В. М. Беляев, Е. Г. Шварцбург, канд. техн. наук и мастер спорта Р. А. Стасевич, врачи П. К. Исаков, В. Л. Комендантов,

B. В. Левашов. Они были первопроходцами этой зарождаю­щейся отрасли техники, а в дальнейшем и науки, призванной спа­сать экипажи. Трудно рассказать о всех, кто участвовал в создании первого катапультного кресла, но на одной коло­ритной фигуре остановиться стоит.

Сергей Николаевич Люшин, еще будучи совсем молодым, увлекся планеризмом. Уже в 1923 г. он участвовал в работе кружка К. К. Арцеулова «Парящий полет». Его увлеченность планеризмом была столь велика, что даже малая подвиж­ность кисти левой руки, проявившаяся в раннем детстве в результате болезни, не помешала ему заниматься проек­тированием и постройкой планеров, а в дальнейшем и полетами на них.

В 1928 г. в Коктебеле он знакомится с легендарной личностью — Сергеем Павловичем Королевым, тоже энтузиастом планерного спорта. Дружба этих двух незаурядных специа­листов прошла через всю их жизнь. Вместе они летали на планере «Дракон» Б. И. Черановского, вместе в 1929 г. соз­дали рекордный планер «Коктебель», на котором после не­скольких испытательных полетов летчика К. К. Арцеулова летали сами. На этом планере было выполнено большое число па­рящих полетов в районе горы Узын-Сырт в Коктебеле в Кры­му. А в 1930 г. полеты совершались уже на следующем их детище — планере «Красная звезда».

В этот период на планерных слетах произошла встреча, завершившаяся долгой, также прошедшей через всю жизнь, дружбой С. Н. Люшина с О. К. Антоновым — создателем многих планеров и самолетов.

Немало усилий приложил С. П. Королев, чтобы приобщить

C. Н. Люшина к полетам на самолетах — медицинские комис­сии не допускали его к полетам из-за дефекта левой руки. И все же С. П. Королеву удалось добиться для него раз­решения. С. Н. Люшин освоил и эту профессию.

Работая во время войны у главного конструктора С. А. Ла­вочкина, С. Н. Люшин значительно умножил свой опыт в опера­тивном решении конструкторских задач. Да и само по себе общение с людьми, буквально начиненными техническими идеями и наэлектризованными авиационным энтузиазмом, позволило ему накопить богатый опыт, способствовавший решению возникав­

ших вопросов в совсем новом деле создания катапультных кресел.

Вот как вспоминал сам С. Н. Люшин об этом времени: «На длинном рельсовом пути, круто, почти вертикально, уходив­шем вверх, перемещалась тележка, которую приводил в действие стреляющий механизм. Е. Г. Шварцбург подбирал заряды, чтобы получить нужную перегрузку, а Р. А. Стасевич рассчитывал траектории. Катапультировали манекены, животных и, наконец, решились на более серьезный опыт. В сотрудничестве с вра­чами подобрали элементы кресла к человеку, ориентируясь на форму тела Ростислава Андреевича Стасевича.

Точкой отсчета при размещении кресла стал глаз лет­чика — линия прицеливания. Затем определили угол между спин­кой и чашкой сиденья, угол заголовника, к которому должна была плотно прижиматься голова, приделали упоры для рук и ног, поставили «спину» (форму спины).

Время от времени Стасевич давал оценку: «Больно! Не­удобно! А так, мне кажется, лучше…».

Все буквально плясали вокруг Стасевича. Его слово на этой стадии было законом. Отрезали, приваривали, снова отре­зали и снова приваривали. Пока, наконец, Р. А. Стасевич не перестал жаловаться. После того как определились основные контуры кресла, выполнили из металла его схему, медики и антро­пологи тщательно проанализировали статистику (у разных лю­дей длина корпуса, рук, ног различна), выдали инженерам размеры и занялись окончательной отработкой кресла. При этом одно звено будущей системы спасения все же оставалось неясным — пиропатрон. Предстояло точно определить силу поро­хового заряда. Теоретически решить эту задачу невозможно. Пришлось экспериментировать подбором.

Шесть испытателей, шесть здоровенных, крепких парней, должны были держаться до возможного предела переноси­мости, до крайности, которую можно вытерпеть, превозмогая боль. После каждого опыта немедленно делались анализы, про­верялось состояние организма.

Испытатели еще не успели приступить к работе, когда внезапно проявили бдительность финансовые органы.

В чем дело? Почему за испытания, проводившиеся на земле, выплачивается столь высокое вознаграждение?

Спорить, убеждать финансистов было некогда, и С. Н. Люшин приказал приступить к эксперименту. Оклеенный датчиками (вско­ре так стали оклеивать космонавтов), испытатель садился в кресло на тележке и после команды: «Приготовиться! …Приборы! …По­шел!» производил залп из двух трехдюймовых пушек, разго­нявших тележку. Через мгновение ее резко останавливали тормоза. Так возникала огромная перегрузка.

Однажды, когда пушки были заряжены и испытатель занял рабочее место, у стенда появился начальник института с ка­кими-то людьми и спросил С. Н. Люшина: «Куда можно поставить этих товарищей?» Товарищей поставили, спрятали за защит­ными броневыми плитами.

Очередной залп трехдюймовок снял все денежные осложнения. Финансисты убедились, что платят испытателям не зря…»

На земле человеческий организм вынес встряску, не пре­дусмотренную природой. Пройдет ли все благополучно и в воздухе? Врач-физиолог П. К — Исаков доказал коллегам, что резкое уча­щение пульса, повышение кровяного давления, изменение био­токов мозга — не следствие перегрузок, а лишь естественная психологическая реакция испытателя в ожидании эксперимента.

Оставалось убедиться, что кресло благополучно пройдет над килем. На небольшой полянке в лесу возле опытного аэро­дрома поставили катапульту с тем же наклоном направляющих и с той же длиной стреляющего механизма, что и на самолете. Помещение, где готовили материальную часть к эксперименту, назвали препараторской, поляну, где проводили эксперимен­ты,— полигоном. Там долго гремели выстрелы, стрекотали кино­аппараты. Кинокадры позволили вычертить точные траектории полета кресла с манекеном.

Летные испытания решили провести на бомбардировщике Пе-2, превращенном в летающую лабораторию. Его двухкилевое разнесенное оперение сводило риск столкновения летчика с ним до минимума. В кабине стрелка-радиста смонтировали направ­ляющие рельсы, по которым, покидая самолет, будет скользить кресло с манекеном. Масса и размеры манекена соответ­ствовали данным «среднего летчика».

Не все шло гладко в этих экспериментах. После выхода из кабины кресло плохо стабилизировалось, попросту кувыркалось. Инженеры и испытатели опять просматривали кинопленки, снятые киноавтоматами с борта Пе-2 и киноаппаратами с борта рядом летящего самолета-киносъемщика. Разбор материалов ки­носъемок позволял принимать решения по доработкам кресла, в частности по созданию устройства для его стабилизации, по более плотной фиксации и т. д. Наконец, наступил день, когда человеку предстояло заменить манекен.

24 июля 1947 г. на одном из подмосковных аэродромов непривычная волнующая тишина. Взлетно-посадочные полосы пусты, все полеты закрыты. Только на одной из дорожек — са­молет Пе-2, рядом — самолет-киносъемщик. Подъехал автокран, легко подхватил кресло, в котором уже сидел испытатель, и поставил в кабину самолета Пе-2. Инженеры и техники подсоединили проводку записывающей аппаратуры, систему выстрела. Все готово для взлета.

Испытателем в этом рискованном полете был опытный парашютист Гавриил Афанасьевич Кондрашов. За его плечами

было около семисот прыжков с парашютом в самых разных, подчас неожиданных ситуациях. Готовый в любой момент подняться в воздух, дежурил санитарный самолет, рядом стояли автомобили, на реке курсировала моторная лодка. Успешным катапультированием с бомбардировщика Пе-2, пере­оборудованного под летающую лабораторию, парашютист-испы­татель Г. А. Кондрашев открыл в Советском Союзе счет покидания самолета при помощи подобных устройств (рис. 41). Катапульта стала с этого времени штатным снаряжением всех советских реактивных самолетов.

Первое катапультное кресло для самолетов МиГ было создано и испытано в 1947 г. В 1948 г. после внедрения этого кресла в серийное производство авторскому коллективу в составе А. И. Микояна, М. И. Гуревича, Н. З. Матюка, А. Г. Брунова и

С. Н. Люшина была присуждена Государственная премия.

Все конструктивные трудности систем аварийного покидания самолета определяются ограниченной способностью человече­ского организма противостоять окружающему давлению, силам и ускорениям. Непрерывно изменявшиеся характеристики само­летов истребительной авиации и тактика ее применения значительно усложняли условия функционирования средств спа­сения, что приводило и приводит к снижению их эффективности. Эти обстоятельства обязывают конструкторов постоянно вести поиски новых решений.

Кресла создавались параллельно с теоретическими изыска­ниями, когда последствия, к которым могло привести попадание в скоростной воздушный поток летчика с незафиксированными конечностями и незащищенным лицом, еще не были доста­точно изучены. Не ясны были и последствия покидания на малых высотах. Основной задачей являлся принудительный выброс летчика из кабины.

Кресла, применявшиеся на самолетах различных КБ, на пер­вом этапе мало чем отличались между собой. Их эксплуа­тация выявила ряд недостатков, в том числе связанных с воз­действием скоростного напора воздуха на незафиксированные конечности и незащищенное лицо.

Рис. 42. Первое советское серий-
ное катапультное кресло
(1948 г.)

I — внешний рычаг аварийного сбрасы­вания фонаря (одновременно предохрани­тель ручки выстрела); 2 — внутренняя ручка выстрела; 3 — плечевые ремни; 4 — спинка (подушка) кресла; 5 — за­головник; б —деревянная бобышка; 7 — ручка стопорення привязных ремней; в — подножки кресла; 9 — пиромеканизм; 10 — пружина механизма стопорения рем­ней; 11— ролики; 12 — морской болт для фиксации кресла по росту летчика; 13— направляющие рельсы кресла в кабине (сиденье снято)

Представить путь развития тематики, связанной с проблемой спасения экипажей, можно, рассмотрев различные схемы кресел, созданных в отечественных КБ для самолетов различных поко­лений, и дополнив их материалами из зарубежной печати.

Схемы первых кресел были простейшие. Стреляющий меха-

юз

низм и чашка, в которую укладывался парашют, крепились к каркасу. На парашюте, уложенном в чашку, сидел летчик, карабин фала для раскрытия ранца парашюта подсоединялся к чашке кресла. После катапультирования летчику необходимо было оттолкнуться от кресла, чтобы «не засидеться», и только после этого открывался ранец и начинал наполняться купол па­рашюта. На этот процесс летчику требовалось время, зависев­шее от его индивидуальных свойств и расторопности, а следо­вательно, и высота, необходимая для отделения от кресла и последующего наполнения купола спасательного парашюта. Минимальной высотой, необходимой для спасения, при покида­нии самолета, находившегося в горизонтальном полете, считалась высота 250…300 м. На рис. 42 показано катапультное кресло

1- го поколения. Оно применялось на самолетах МиГ-15, МиГ-15 бис, МиГ-15 УТИ, МиГ-17 и на некоторых других.

На кресле отсутствовали средства для защиты лица и конеч­ностей от потока, и поэтому на скоростях выше 700 км/ч по­кидания, как правило, заканчивались травмами.

Статистика неблагополучных исходов катапультирований с этими креслами накапливалась достаточно быстро. Особенно страдали летчики от воздействия воздушного потока. Большая высота полета в момент покидания самолета, необходимая для спасения, в то время не считалась недостатком. Еще не успели оценить значения «минимальной высоты покида­ния», которая в скором времени стала главным фактором для обеспечения спасения.

Поиски мероприятий, обеспечивающих безопасное катапуль­тирование экипажа и защищающих его от потока на повышен­ных скоростях, привели конструкторов к созданию кресла

2- го поколения — шторочного (рис. 43). Решение было не ради­кальное, но по тому времени необходимое и казавшееся эффек­тивным. Такие кресла применялись на самолетах МиГ-17, МиГ-19, Як-25 и др.

Заголовник кресла был оборудован специальным бараба­ном с намотанной на него прочной тканью, к которой крепилась рукоятка. Чашка кресла оборудовалась подножками с автома­тически закрывавшимися захватами ног.

Через некоторое время на креслах появилась аварийная система притяга плечевых ремней, которая, притягивая туловище летчика к спинке, обеспечивала ему изготовочную позу для ката­пультирования, предохраняя позвоночник от повреждения.

Летчик, принимая решение о катапультировании, сбрасывал фонарь с помощью рукоятки, установленной на подфонар­ной панели, после чего двумя руками брался за рукоятку защитной шторки, вытягивал ее над головой вниз. Шторка, вытягиваясь, поворачивала барабан, выдергивалась чека стреляю­щего механизма, накалывался пиропатрон. Газы патрона, обра-

Рис. 43. Катапультное кресло со шторкой для защиты лица от встречного

потока:

/ — заголовник; 2 — бронезашита; 3 — привязные ремни; 4 — каркас сиденья с чашкой; 5 — балка каркаса; б — ушковый болт; 7 — боковой поручень с рукояткой стопорения ремней; б —демпферы; 9 — подножки; 10 — система захватов ног; // — пружинный механизм; 12— ав­томат АД-3; 13 — шторка; 14 — трос блокировки выстрела сиденья с фонарем; /5—кронштейн троса блокировки выстрела сиденья, идущего к ручке автономного сбрасывания фонаря

зующиеся от сгорания пороха, раздвигают телескопические трубы стреляющего механизма, выбрасывая кресло с летчиком из кабины. Попав в поток, летчик должен был отстегнуть ремни, оттолкнуться от кресла и после раскрытия парашюта приземлиться или приводниться.

Сброс фонаря да и перехват руки с рукоятки сброса фонаря на рукоятку шторки при сброшенном фонаре нередко заканчивались травмой, а отстегивание замка привязной системы затрудняло и увеличивало время на отделение летчика от кресла.

Для сокращения времени на покидание к приводу защит­ной шторки специальной системой подсоединили механизм сброса фонаря, что исключило лишнюю операцию.. Летчик, вытягивая защитную шторку, сначала включал механизм сброса фонаря, а следующим движением, перетягивая ее через голову, выдер­гивал чеку стреляющего механизма. Для открытия замка привяз­ных ремней был установлен временной автомат, который че­рез 2…3 с (в зависимости от настройки) открывал замок уже без участия летчика. Эти усовершенствования несколько улуч­шили положение с результатами катапультирований, но статис­тика применений заставила продолжать принимать меры по сни­жению травматизма. Дело в том, что у летчиков хватало сил удерживать защитную шторку до скоростей 850…900 км/ч. На больших скоростях рукоятку защитной шторки потоком воз­духа вырывало из рук летчика, лишая их опоры, а лицо — за­щиты. В результате — снова травмы.

Кресла с защитными шторками устанавливались на многих типах самолетов, в том числе на МиГ-19, Як-25, Як-27 и др.

В этот период уже остро ощущался недостаток ката­пультных установок, связанный с минимальной высотой безопас­ного катапультирования 250…300 м. Бывали случаи, когда при катапультировании удар о землю происходил до наполнения купола парашюта. Нужны были мероприятия по снижению минимальной высоты для спасения.

Размещение парашюта в чашке кресла ставило спасение в зависимость от положения кресла с летчиком в воздуш­ном пространстве. Если чашка в момент разделения оказыва­лась над летчиком, не исключалась возможность попадания кресла в парашют, от чего он сворачивался и обеспечить спасение уже не мог. При стабильном снижении кресла чашкой вниз летчик мог чрезмерно «засидеться» в кресле, не давая парашюту выйти из чашки.

Устранить все недостатки и выполнить вновь возникшие требования только доработкой кресла было невозможно. Воз­никла острая необходимость в создании нового поколения кресел, способных обеспечить защиту летчика от потока воздуха, не опасаясь возможности срыва рук с защитной шторки, уменьше­ние минимальной высоты безопасного катапультирования, исклю­чение попадания кресла в парашют, спасение при покидании на больших высотах и т. п.

Поскольку основным фактором, ограничивавшим безопасное аварийное покидание самолета, являлось воздействие воздуш­ного потока, были организованы всесторонние стендовые и лет­ные исследования. Советские ученые из ЦАРИ и ЛИИ в 1953 г. установили, что без защиты лица от воздействия воздушного потока катапультирование возможно только до скорости 700 км/ч. При проведении катапультирования испытателя с кислородной маской без защиты лица шторкой на скорости У=780 км/ч он получил от воздействия потока воздуха ссадины кожи в об­ласти верхних частей глазниц и значительные раздражения слизи­стых оболочек глаз.

При проведении исследований на наземном стенде было уста­новлено, что мягкая защитная шторка может обеспечить защиту лица человека от воздействия воздушного потока только до скорости 950 км/ч при условии ее надежной фиксации. Надеж­ная фиксация защитной шторки руками обеспечивалась только до скорости 850 км/ч. Данные, полученные при катапуль­тировании испытателей на больших скоростях, показывают, что влияние воздушного потока сказывается также на область груди и живота. Если до скорости 700 км/ч, по отзыву испытателя, ощущается допустимое давление на область груди и живота, не сопровождающееся нарушениями со стороны дыхания и сердечно-сосудистой системы, то уже на скорости 780 км/ч дей­ствие воздушного потока воспринимается как сильный удар, вызывающий рефлекторно кратковременную задержку дыхания. Дальнейшее увеличение скорости заметно увеличивает ощущение удара в грудобрюшной полости, а задержка дыхания на фазе вдоха при скорости 840 км/ч достигала 5…6 с. На основании этих работ был сделан вывод, что при катапультировании на скоростях полета, превышающих 900 км/ч, требуется защита не только лица, но и живота, и груди.

Реальные катапультирования подтверждали выводы по прове­денным исследованиям, зарубежная информация свидетельство­вала о больших работах, проводимых в интересах защиты летчика от воздушного потока, по созданию закрытых, гер­метичных и негерметичных капсул и отделяемых кабин (см. под- разд. 2.2 и 2.3).

Стремясь увеличить допустимую скорость и уменьшить ми­нимальную высоту безопасного катапультирования, в ОКБ, воз­главлявшемся А. С. Яковлевым, было создано катапультное кресло К-5 с металлическим «забралом» (складной металлической защит­ной шторкой, размещенной в заголовнике кресла) и трехку­польной парашютной системЬй С-3 (рис. 44). Оно по тому времени имело довольно прогрессивные характеристики. Максимальная

Рис. 44. Катапультное кресло
К-5 (СССР):

а, б — виды спереди и сбоку соответственно;
в — порядок работы парашютной системы;
1 — защитная металлическая шторка «за-
брало»

скорость для катапультирования за счет применения метал­лического «забрала» и компенсационного костюма расширилась до 1050… 1070 км/ч. Минимальная высота безопасного катапуль­тирования в горизонтальном полете за счет фартука, прину­дительно отделявшего летчика от кресла, снизилась до 150 м. Масса кресла с летчиком 185 кг. Обеспечивался стабилизи­рованный спуск с больших высот. Однако вероятность отказа уборки «забрала» перед отделением летчика от кресла, который
неизбежно привел бы к тяжелым последствиям, вынудила отказаться от его применения.

Дальнейшие поиски привели конструкторов к решению о необ­ходимости создания системы с защитой летчика от воздуш­ного потока фонарем. Считалось, что это будет достаточно эффективным средством защиты летчика от воздействия воздуш­ного потока, более простым (конструктивно) и дешевым, чем капсула или кабина.

Была создана экспериментальная установка и проведены катапультирования с манекеном до скорости V= 1000 км/ч. При

Рис. 45. Экспериментальное катапультное кресло системы спасения с защитой фонарем и с измененной системой подвесных ремней: 1 — серийные подвесные ремни; 2— грудной ремень с замком; 3 — перемычка, соединяющая поясной и грудной замки; 4 — дополнительные нижние ремни

этом были разработаны и исследованы стабилизирующие устрой­ства кресла с фонарем, обеспечивающие безопасное катапуль­тирование на больших скоростях полета. На наземном стенде были проведены исследования переносимости человеком перегрузок тор­можения применительно к условиям катапультирования лет­чика в кресле с фонарем, при фиксации его опытной при­вязной системой ремней и защитной шторкой. Определялась эффективность защиты летчика от воздействия воздушного потока с помощью подвижного фонаря кабины.

В ЛИИ была изготовлена экспериментальная катапультная установка с подвижным фонарем кабины (второе поколение кресел).

Для первого этапа исследований с манекеном было исполь­зовано серийное катапультное кресло самолета МиГ-15 (рис. 45), в конструкцию которого были внесены изменения, позволявшие крепить на нем подвижный фонарь кабины. Катапультная установка первоначально была смонтирована в кабине воздуш­ного стрелка самолета Ту -2. На втором этапе катапульти­рование установки общей массой 170…190 кг производилось серийным стреляющим механизмом с рабочим ходом 0,93 м. Патрон применялся серийный от шторочного кресла.

Для проведения дальнейших исследований с манекеном и испытателем на больших скоростях полета катапультная установка была смонтирована в задней кабине самолета МиГ-15 УТИ (рис. 46). Катапультирование установки общей массой 200…225 кг осуществлялось телескопическим стреляющим меха­низмом ТСМ-1880 с длиной рабочего хода 1880 мм. Приме­нялся патрон, создающий при массе установки до 200…225 кг начальную скорость катапультирования, равную 18,5…19 м/с.

Для проведения исследования с испытателем были изготов-

Рис. 46. Экспериментальная система спасения летчика с защитой фонарем в задней кабине самолета МиГ-15 УТИ (1954 г.)

лены кресла, аналогичные креслам самолета МиГ-15 с доработ­ками для фиксации фонаря и с кардинально измененной при­вязной системой. В кабине самолета в нормальном полет­ном положении фонарь шарнирно был связан с креслом при помощи верхних замков, установленных на балках спинки кресла. Ответные узлы на фонаре выполнены в виде двух кронштейнов со втулками-осями. При катапультировании кресло, перемещаясь вверх по направляющим рельсам, тянет за собой связанную с ним заднюю часть фонаря. Передняя часть фо­наря перемещается на роликах в специальных горизонталь­ных направляющих, расположенных на бортах кабины (рис. 47). При подходе роликов фонаря к обрезу направляющих сраба­тывают нижние замки, расположенные на чашке кресла, фикси­рующие фонарь в положении, защищающем летчика от воз­душного потока.

Рис. 48. Телескопическая четырехтрубная штанга со стабилизирующим парашютом

В процессе летных испытаний было исследовано несколько ва­риантов стабилизирующих систем (летчиком на МиГ-15 летал Э. В. Елян, парашютистом-испыта — телем был В. И. Головин). Вот один из исследованных вариантов.

Стабилизация кресла осу­ществлялась парашютом, закреп­ленным на телескопической че­тырехтрубной штанге с рабочим ходом 720 мм (рис. 48). Ста­билизирующий вращающийся па­рашют площадью 0,15 м2 связан со штангой вертлюгом. В верхней части самой тонкой трубы штан­ги смонтирована пружинная стре­ляющая головка с двухкапсюль­ным патроном. Ввод в поток стабилизирующего парашюта производился после перемещения кресла по направляющим рельсам на 0,5 м от исходного положе­ния. При этом рычаг, располо­женный на правой продольной балке кресла, выходя из нап­равляющих, силой пружины вы­дергивал чеку стреляющей головки. В свободном полете от­деление фонаря от кресла производилось автоматически авто­матом АД-3 (или КАП-3), который при срабатывании через задан­ное время (или на заданной высоте), убирая штыри верхних замков, освобождал тем самым верхнюю часть фонаря. После открытия верхних замков фонарь под действием аэродина­мических и инерционных сил имел возможность поворачи­ваться относительно нижних замков в плоскости симметрии крес­ла. Упоры, поставленные на балках спинки кресла, исклю­чали возможность бокового поворота фонаря, исключая тем самым опасность для человека, сидящего в кресле. Отработка узлов стыковки и расстыковки кресла с фонарем без спе­циальных силовых систем оказалась наиболее сложной и трудо­емкой задачей. Если в наземных условиях удалось провести сброс без дополнительных силовых устройств, то в летных

испытаниях достигнуть этого не удавалось и пришлось вести поиски средств для отделения фонаря от кресла. Был сделан вывод, что разделение фонаря только аэродинамическими и инер­ционными силами ненадежно. Наиболее безопасной схемой было признано принудительное отделение фонаря от кресла. Пришлось вводить специальные механизмы и рычажную систему для отделе­ния фонаря от кресла после затормаживания в воздушном потоке до определенной скорости.

Действие сил на экипаж при катапультировании в системе с защитой фонарем было необычным. Это заключалось в том, что после отделения от самолета летчик, находящийся в кресле под фонарем, испытывает силы торможения, стремящиеся отор­вать его от кресла. Для надежной фиксации пришлось делать специальную привязную систему, удерживающую летчика в кресле при торможении до 30 g. Для предотвращения отклонения головы летчика от заголовника под действием перегрузки тор­можения на заголовнике устанавливалась мягкая защитная шторка.

По результатам исследований разработанная катапультная установка с подвижным фонарем была рекомендована как способ защиты летчика от воздействия воздушного потока для само­летов-истребителей, имеющих скорость полета более 1000 км/ч. Используя эту рекомендацию, в ОКБ главных конструкторов А. И. Микояна и П. О. Сухого были разработаны системы спасе­ния с защитой фонарем (применительно к новым самолетам этих ОКБ).

Летно-технические характеристики нового поколения истреби­телей, их высотность требовали применения принципиально новых средств жизнеобеспечения и спасения. На них требовалось при­менение высотного снаряжения, которое можно было бы исполь­зовать как средство защиты от воздушного потока. Но снаряже­ние как средство защиты от воздушного потока еще не было испытано, а новый истребитель МиГ-21 уже был запущен в се­рийное производство.

В этих условиях в ОКБ А. И. Микояна система с защитой фонарем была испытана и применена на первых сериях само­летов МиГ-21 под индексом СК (рис. 49). На самолетах П. О. Сухого эта система не применялась. Система СК, есте­ственно, имела значительные отличия от экспериментальной уста­новки, но принцип действия системы был сохранен.

При катапультировании кресло с летчиком, двигаясь по рель­сам, подхватывало фонарь, и летчик в своеобразной капсуле оказывался надежно защищен от воздействия воздушного потока до скорости 1100 км/ч.

Система с креслом СК имела следующие принципиальные достоинства: *

летчик был защищен от воздействия воздушного потока до

из

Рис. 49. Процесе катапультирования катапультного кресла СК с защитой фона-
рем на самолетах МиГ-21 первых серий:

/ — привод системы нажатием поручней; II — замки фонаря (задние) и цапфы кресла соединяются, пиромеханизм выбивает крышку на фонаре и вводит стабилизирующий парашют; III — передние замки фонаря запираются на откидных опорах кресла; IV — кресло «ложится» по воздушному потоку и перелетает через киль; V — пиромеханиэмы поворачивают фонарь относительно цапф кресла, захваты ног открываются, летчик освобождается от кресла; VI — автомат КАП-3 откры­вает купол парашюта С-3 скорости 1100 км/ч (ограничением по скорости служила проч­ность остекления фонаря);

уменьшены перегрузки за счет увеличения хода поршня стре­ляющего механизма;

производилась разгрузка позвоночника за счет размещения привода катапультирования на боковых стенках, руки размеща­лись, как на подлокотниках;

упрощалась фиксация летчика в кресле вследствие приме­нения объединенной привязной системы, фиксировавшей парашют на летчике, а летчика с парашютом — в кресле;

вместо 250…300 м минимальная безопасная высота катапуль­тирования уменьшалась до ПО м за счет более интенсив­ного отделения летчика от кресла.

На кресле СК максимальная выбрасываемая масса вместе с летчиком доходила до 240 кг. Перегрузка при выстреле пиропатрона — до 20 g. Система катапультирования СК, раз­работанная коллективом в составе В. М. Беляева, С. Н. Люшина, А. Р. Фокина, М. Р. Вальденберга, А. К. Юдичева, К. А. Титкова, устанавливалась на самолеты МиГ-21ф и Ми Г-21ф-13 до 1965 г.

Кресло системы СК представляло собой жесткую конструк­цию, состоящую из каркаса с чашкой и смонтированных на них следующих эксплуатационных и аварийных систем: объединенной системы подвесных и привязных ремней; притяга плечевых ремней; притяга поясных ремней;

управления положением чашки кресла по росту летчика; управления катапультированием;

стабилизации кресла по траектории после отделения от са­молета;

захвата и фиксации ног; фиксации фонаря на кресле и их разделения; открытия замков фиксации летчика к креслу, подвесной системы и захватов ног.

Кресло фиксировалось в кабине тремя парами роликов на задней стенке кабины. Ролики, входя в рельсы кресла, удер­живали его от продольных перемещений. В вертикальном направ­лении кресло закреплялось с помощью шарикового замка пиро­механизма. На внутреннем цилиндре пиромеханизма имелся хомут с двумя цапфами, которые входили в зацепы кресла и запи­рались там двумя захватами. Захваты отжимались и фикси­ровались винтами, которые при ввертывании упирались в крон­штейны.

В полете летчик сидел на спасательном парашюте, уложен­ном в чашку кресла, которая по желанию летчика могла быть поднята или опущена электромотором. Летчик фиксировался к креслу подвесной системой в трех точках (две в зоне пояса и одна в зоне плеч). Натяжение поясных ремней могло изменяться рукояткой, установленной на правом борту чашки. Притяг плечевого пояса осуществлялся эксплуатационной пру­жиной, а аварийно при катапультировании — пороховыми газами. В полете летчик мог отклонить плечи вперед на 150 мм и за­стопориться в этом положении. Управление механизмом сто­порения ремней притянутого и отклоненного положения осуще­ствлялось рукояткой, установленной на левом борту чашки кресла.

Катапультирование могло производиться в двух вариантах: с защитой фонарем и без нее. Катапультирование без защиты фонарем производилось после предварительного сброса фонаря специальной рукояткой автономного сброса фонаря, установлен­ной на правой стороне подфонарной панели. Основной стреляю­щий механизм приводился в действие сжатием поручней, расположенных на бортах чашки кресла. При этом выдер­гивалась чека из затвора, производился накол капсюлей пиропатрона.

Процесс катапультирования системы с защитой фонарем происходил в такой последовательности. Приняв решение ката­пультироваться, летчик нажимал на спусковые рычаги поручней кресла. При этом срабатывал механизм аварийного притяги­вания привязной системы, который подтягивал летчика к спинке кресла и фиксировал ее замком, создавая наиболее удоб­ную позу для перенесения перегрузки. После этого сраба­тывал стреляющий механизм. .Кресло начинало двигаться вверх.

На ходе кресла 16…22 мм цапфы кресла входили в зад­ние замки захвата на фонаре, запирались в них и откры­вали аварийные замки фонаря. Фонарь начинал двигаться вместе с креслом. Передняя часть фонаря удерживалась от запро­кидывания вверх замком временной задержки.

На ходе кресла 30…50 мм выдергивалась чека пиромеха­низма ввода стабилизирующего парашюта, связанного тросом с фюзеляжем. Пиромеханизм срабатывал, выбивал крышку лючка на фонаре и вводил стабилизирующий парашют в воздуш­ный поток. Купол парашюта наполнялся воздухом и раскру­чивался до схода кресла с направляющих роликов.

Когда кресло проходило приблизительно 530 мм, выйдя откид­ными опорами для фиксации передней части фонаря на кресле за пределы подфонарной панели, опоры открывались для последую­щей фиксации фонаря. Ноги пилота ложились на ножные опоры и автоматически запирались в них захватами.

После того как кресло занимало положение относительно потока воздуха, при котором запрокидывание фонаря исклю­чалось, замок временной задержки открывался, передняя часть фонаря катилась на роликах до схода передней части фонаря с направляющих, после чего передние замки фонаря опуска­лись на откидные опоры кресла и запирались в них. В про­цессе движения кресла чека автомата, обеспечивающая сброс фонаря с кресла и соединенная тросом с фюзеляжем, через заданное автоматом время выдергивалась и автомат запускался на включение механизмов, сбрасывающих фонарь. Кресло, отделившись вместе с внутренней трубой от пиромеханизма, перелетало через киль самолета, поворачиваясь под действием стабилизирующего парашюта чашкой вперед. Через 1,5 с после начала катапультирования автомат приводил в действие пиро­механизмы, которые открывали передние замки-захваты фонаря и замок штанги стабилизирующего парашюта. Штанга (раздви­нутый пиромеханизм) со стабилизирующим парашютом отделя­лась от кресла. Пиромеханизмы поворачивали фонарь относи­тельно цапф кресла. На угле поворота фонаря 100… 120° зад­ние замки-захваты открывались и фонарь отделялся от кресла. При отделении летчика от кресла включался автомат, рас­положенный в укладке парашюта. При катапультировании с большой высоты летчик падал затяжным прыжком до высоты 4000 м, после чего срабатывал автомат, раскрывавший спаса­тельный парашют.

При необходимости катапультирования без защиты фона­рем (повреждение остекления, сброс фонаря из-за наруше­ния видимости через остекление) его можно было осуще­ствлять с ограничением только до скорости 700 км/ч, причем минимальная высота, обеспечивавшая спасение, была 300 м. Для предварительного сброса фонаря необходимо было вос­пользоваться рукояткой автономного сброса фонаря, установлен­ной с правой стороны на подфонарной панели. Так как при предварительно сброшенном фонаре общая катапультируемая масса уменьшалась на величину массы фонаря, для того чтобы летчик не испытывал чрезмерную перегрузку, с отделением фонаря от кресла в стреляющем механизме открывалось стравливающее отверстие, через которое при работе механизма стравливалась определенная часть газов.

Система с защитой фонарем была запущена в серийное производство и монтировалась на самолетах МиГ-21 первых серий. Система оказалась очень сложной в производстве и эксплуа­тации и недостаточно надежной. С ее внедрением статистика отмечала катастрофы по причинам несброса фонаря (нераз — деление с креслом), ударов головы об остекление, а также участились случаи позднего применения на малых высотах, когда не успевал наполниться спасательный парашют.